牙轮
- Ø76 mm 小直径钢齿三牙轮钻头设计
用PDC 钻头或牙轮钻头；牙轮钻头钻进时牙齿交替接触孔底，具有碎岩扭矩小、比压高的特点，适应地层范围广，可采用泥浆、空气循环冷却钻头和携带岩粉。国内小直径镶齿三牙轮钻头已有研究报道，如Ø75、95、104 mm 镶齿三牙轮钻头［2-4］；其中，Ø75 mm 地质钻探牙轮钻头采用拼装式结构，由钻头体、牙掌、牙轮、滚珠、塞销、螺栓等组成，牙轮上镶球形硬质合金齿，掌背镶保径齿；Ø 95、104 mm 地质钻探牙轮钻头按石油牙轮钻头设计的理念，采用了楔形硬质合金镶
钻探工程 2023年6期2023-12-02
- 基于ABAQUS牙轮钻头轮体速比计算机仿真研究*
65）0 引言三牙轮钻头是国内外应用最为普遍的牙轮钻头[1-4]，随着钻井深度不断地增加，地层越来越复杂。因此国内外学者进行大量的研究试验，分析不同因素对牙轮钻头的轮体速比影响[5-8]。黄春申[9]为了得出不同类型的三牙轮钻头钻资中砂岩和嘉一灰岩的机械钻速，从而开展了大量的室内物理试验来模拟破岩，并通过数据收集得出了这两种钻头的机械钻速，平均传动比随钻压的变化关系，为钻这两种岩石层的钻头的改进和设计提供了重要的试验数据。张强、张晓东等[10]采用正交实验
机电工程技术 2023年1期2023-02-24
- 深层水平井钻头优选与应用
先后共发生多次掉牙轮事故，处理事故损失时间较多。此外，在Y深等其它区块营城组地层还没有使用，效果如何还有待于验证。1.3 牙轮钻头由于营城组流纹岩、凝灰岩和沙河子组砾岩研磨性强，导致钻头钻速低、寿命短、用量大，平均单井三开钻头用量25～30只。国内外617～737级别的牙轮钻头整体使用效率不高，钻头断齿、掉齿、缩径、磨尖等现象严重。1.4 孕镶钻头涡轮钻提速的关键是优选合适的配套钻头，针对强研磨性流纹岩、凝灰岩地层以及砾岩地层，目前还没有合适的孕镶钻头。1
西部探矿工程 2022年8期2022-08-08
- 基于UG的三牙轮钻头参数化设计及仿真钻进
王杰基于UG的三牙轮钻头参数化设计及仿真钻进吴泽兵，郭禹伦，席凯凯，王杰（西安石油大学 机械工程学院，陕西 西安 710000）以UG软件为设计平台，运用知识融合技术等手段，分别建立牙轮钻头的牙轮体、牙齿参数化模型，并且进行牙轮齿槽造型，使用合理约束将牙轮与牙齿、牙轮与牙轮之间进行装配，然后在UG运动仿真模块中，对三牙轮钻头设置载荷约束与边界条件，确定初始条件，模拟牙轮钻头在井底钻进运动，并开发仿真钻进插件，得到三牙轮钻头在钻进过程中的井底齿坑模型，为钻头
机械 2022年3期2022-04-18
- 混合钻头在玉门油田鸭西区块白垩系地层的应用
特点混合钻头，即牙轮-PDC混合钻头,它融合了牙轮钻头和PDC钻头的优点，将牙轮钻头的冲击破碎和PDC钻头的剪切破碎这两种破岩方式集中在同一种钻头上，以适应复杂地层和特殊钻井工艺的钻井需要。根据钻头直径的不同，常见的混合钻头有两牙轮两刀翼、两牙轮四刀翼、三牙轮三刀翼、四牙轮四刀翼等不同设计。1.2 混合钻头提速机理1.2.1 在硬地层、硬塑性地层提速机理在难钻的硬地层、硬塑性地层等地层，普通PDC钻头以刮削方式破碎岩石，使岩石产生剪切滑移而破碎，但由于PD
西部探矿工程 2022年3期2022-03-24
- Ø215.9 mm 四牙轮取心钻头设计与应用
决的问题［5］。牙轮钻头具有地层适应性广、钻进效率高的特点，是硬岩以及复杂地层的首选钻头。但是一般的牙轮钻头并不具备取心功能，主要是进行全断面钻进，将牙轮钻头与取心结合起来既能够进行高效钻进，又能够完成取心工作。牙轮取心钻头曾经在大陆科学钻探硬岩钻进取心中使用。1970 年，苏联在科拉半岛进行大陆超深钻探，全井在高研磨性、高硬度结晶岩中钻进，除使用一种镶有超硬材料“斯拉乌季契”的钻头外，均应用牙轮取心钻头，主要分为镶齿四牙轮与六牙轮取心钻头2 种，取心直径
钻探工程 2022年1期2022-02-15
- 强攻击型镶齿牙轮钻头设计关键技术及应用
实际作业中,铣齿牙轮钻头寿命短，无法穿越下洋组砂砾岩地层,PDC钻头与马达配合时MWD工具面不稳无法实施定向钻井,常规镶齿牙轮钻头设计与地层不匹配、机械钻速低,3种常用类型钻头均需要至少2趟钻完成,亟需钻头技术创新突破,在此背景下,研发了适用于该区块的强攻击型镶齿牙轮钻头,实现1只钻头、1趟钻打穿新近系地层,创造中国海洋石油有限公司两项纪录,提质增效显著,钻头技术发展为井身结构调整应对涠洲组钻井难题奠定了基础。1 地层可钻性分析1.1 岩性特点北部湾盆地新
天然气与石油 2021年6期2022-01-14
- 混合钻头破岩机理浅析
常规PDC钻头和牙轮钻头。常规PDC钻头价格低，市场占有率较高，约占有70%左右的市场份额，其优势在于在泥砂岩等软地层中钻井速度快，钻井进度平稳，钻井质量较高，但存在PDC钻头遇到火成岩等坚硬地层时，钻头的切削齿磨损太快，导致钻井速度和效率降低。常规牙轮钻头在软地层和较硬地层中均有较好表现，但该类钻头在钻遇极硬地层时，牙轮钻头经常出现断齿甚至切削齿脱落，因而导致钻井速度以及钻井效率低下[2-3]。近年来，国内外多家机构提出了混合钻头的概念，混合钻头是将PD
西部探矿工程 2021年9期2021-09-27
- 牙轮钻头牙齿镶装工艺有限元研究*
公司)0 引 言牙轮钻头是石油钻井工程中有效的破岩工具之一，主要以变角度的压入加刮凿方式破碎岩石，其牙齿在破岩过程中做三维复合运动[1-2]。由于钻头工作环境复杂，工作时承受钻压、弯矩和剪切力等载荷作用，牙齿失效现象[3-5]时有发生。长期以来，众多学者针对牙轮钻头做了大量研究，从研究内容来看，主要是钻头设计以及压齿力和固齿力计算[6-8]等。陈涵宇[9]通过分析传统的布齿结构，提出了新型倒锥齿结构，可以有效地增大牙齿的固紧力，减少脱齿现象的发生；邓嵘等[
石油机械 2021年7期2021-07-12
- 牙轮钻头牙齿镶装工艺有限元研究*
公司)0 引 言牙轮钻头是石油钻井工程中有效的破岩工具之一，主要以变角度的压入加刮凿方式破碎岩石，其牙齿在破岩过程中做三维复合运动[1-2]。由于钻头工作环境复杂，工作时承受钻压、弯矩和剪切力等载荷作用，牙齿失效现象[3-5]时有发生。长期以来，众多学者针对牙轮钻头做了大量研究，从研究内容来看，主要是钻头设计以及压齿力和固齿力计算[6-8]等。陈涵宇[9]通过分析传统的布齿结构，提出了新型倒锥齿结构，可以有效地增大牙齿的固紧力，减少脱齿现象的发生；邓嵘等[
石油机械 2021年7期2021-07-12
- 旋挖钻机在广州花岗岩孤石地区几种岩石成孔方法的分析比较
用旋挖钻机常规的牙轮筒钻岩石成孔工艺无法满足工程需要，因此考虑采用潜孔锤与旋挖钻机的组合工艺以满足实际工程的需要。而针对具体是采用小直径的潜孔锤引孔还是整体集束式潜孔锤成孔，本工程进行了常规牙轮筒钻钻进、小直径潜孔锤引孔钻进及集束式潜孔锤钻进3种成孔方法的试验。2 旋挖钻机岩石成孔方法2.1 牙轮筒钻成孔采用牙轮切削岩石，取芯筒钻提取岩芯的方法，采用的机械设备如表1所示。表1 机械设备Tab.1 Mechanical Equipment牙轮筒钻［3-4］是
广东土木与建筑 2021年4期2021-05-13
- 矿用三牙轮钻头浮动套磨损仿真分析与验证
州 215006牙轮钻头是钻井领域中最重要的破岩工具之一，也是石油钻探的主要工具，露天铁矿、煤矿及有色金属矿开采的重要工具。它的寿命直接影响钻井的效率和成本。浮动轴承是牙轮钻头的关键部件，而浮动套又是浮动轴承的核心部件，在牙轮轴承和牙掌轴承之间处于相对运动状态，是轴承内部是最容易磨损的部件。浮动轴承的寿命几乎直接决定了牙轮钻头的使用寿命。提高现有矿用牙轮钻头浮动轴承的工作性能，延长其在冷却条件极差的穿孔作业工况下的使用寿命，是目前矿山穿孔领域迫切需要解决的
矿山机械 2021年1期2021-02-05
- 深井钻探中小尺寸复合钻头的技术分析与展望
头难以深入地层，牙轮钻头机械效率低，轴承寿命短，容易失效造成井下安全事故；2.扭矩波动大，工具面不稳定，定向效率低；3.井眼直径小，钻头结构受限，容易产生抽吸现象导致井壁失稳；4.超深水平井面临储层非均质性强、变化大、定向钻轨迹控制困难、井下工具仪器工作环境恶劣。深井、超深井钻井工程地质极为复杂，遭遇诸多世界级钻井技术难题，亟待解决。在深井、超深井钻井的工程项目中，需要选取合适的钻头才能使施工过程顺利进行。三、钻头技术应用分析深井、超深井钻井通常采用小井眼
一带一路报道 2020年6期2020-12-16
- 牙轮钻机除尘系统研究
平摘要：为了研究牙轮钻机除尘系统本文通过笔者多年工作经验在充分了解牙轮钻机的除尘状况与工作原理后展开相关探索，最终提出适应于现场的牙轮钻机干式除尘改造方案。关键词：牙轮;钻机;除尘;原理1引言牙轮钻机是一种多用途、多功能的重型装备，常用于矿产开采行业的大型露天矿生产，在牙轮钻机使用的过程中，旋转机构主要用于使钻杆通过，以提供较大的钻头轴向压力和扭矩，相应设备机钻头同时在岩石上钻孔和旋转，产生压力静态并影响岩石上的动态压力。但是，在滚筒平台的长期生产过程中，
装备维修技术 2020年3期2020-11-20
- 牙轮钻机穿孔操作标准研究与应用
3～15 km，牙轮钻机是采场矿岩主要穿孔设备，属于旋转、冲击式破碎矿岩，主要用来对岩石和矿石进行穿孔，穿孔后进行爆破和挖掘，也被广泛用于大型水利建筑工程中岩石的穿孔作业。峨口矿用8台型号为KY- 250D、2台型号为YZ- 35D的牙轮钻机，担负900万t/a铁矿石，3 000万t/a废石穿孔任务，因此牙轮钻机是采场矿岩穿孔主要设备，而钻机管理的关键任务是如何降低钻机司机采矿现场穿孔操作故障，杜绝野蛮和过载操作，提高牙轮钻机穿孔操作标准执行率，充分发挥牙
有色设备 2020年4期2020-10-26
- 牙轮钻机破岩作用机理及受力分析
014080）牙轮钻机使用的合理工作制度，取决于适应被穿凿的矿岩物理机械特性，选择穿孔参数。由大量的实际统计资料表明，钻具的损坏、磨损、过早报废等情况，除了与操作者有关外，还与钻具的质量有关。各矿山都将钻具列为“大宗消耗件”，除了价格昂贵外，还会造成废孔，效率低下，成本上升。钻具主要由钻杆、稳杆器、牙轮钻头组成。每项过早损坏，都会造成其它项受力负载和动作的改变，使钻机设备振动和负荷加大，导致提前损坏。因此，对矿用牙轮钻头的力学研究十分重要。相对于传统的弹
魅力中国 2020年23期2020-07-19
- 矿用牙轮钻头轴承系统的优化设计
30083矿用三牙轮钻头；轴承系统；优化设计1 引言矿用三牙轮钻头是露天矿山凿岩穿孔的主要工具，广泛应用于铁矿、铜矿、煤矿等各类露天矿山的开采，主要由牙爪、牙轮及其它多种小零件组成，大体可分为轴承系统、破碎系统及排蹅冷却系统。其工作原理是牙轮钻头与钻机上的钻杆连接，随同钻杆旋转，并带动与岩体接触的牙轮滚动。牙轮绕牙爪轴线自转，同时绕钻头中心公转。牙轮外锥体上的硬质合金齿，依靠钻机的钻压及牙轮旋转附加冲击载荷，以压碎、冲击、剪切和刮削等不同形式吃入并破碎岩石
工程技术与管理 2020年4期2020-06-22
- 露天矿1190E 型牙轮钻机破岩机理及主要工作参数分析
017100）牙轮钻机是露天矿山常用的钻孔设备[1-4]。哈尔乌素露天煤矿采用的1190E 型牙轮钻机是山特维克矿山工程机械有限公司生产的的钻孔设备[5]，研究其主要工作参数，对提高矿山钻孔效率、增加钻机寿命具有重要的意义[4-6]。1 钻机的破岩机理1190E 牙轮钻机钻孔时通过牙轮钻机带动牙轮钻头垂直向下凿孔。其破岩机理是通过推压和回转机构给钻头施加高钻压和扭矩，牙轮钻头的牙轮不仅绕牙轮轴颈自转，同时绕钻头轴线（钻杆中心线）公转，使岩石在静压、弱冲击
机械管理开发 2020年3期2020-05-21
- 钢齿牙轮钻头滑动轴承接触应力分析与间隙优化
ri，郑维新钢齿牙轮钻头滑动轴承接触应力分析与间隙优化吴泽兵，Adnane El Mokhtari，郑维新（西安石油大学 机械工程学院，陕西 西安 710065）在石油钻探工程中牙轮钻头承担着极为重要的作用，其工作寿命与钻井性能对工程质量、效率和成本都有重大影响。轴承作为牙轮钻头最重要的结构，其表面接触应力分布及其不均匀是导致轴承结构失效的最主要原因，因此有必要对轴承接触应力分布和大小进行分析研究。利用Creo与Pro/E软件对牙轮钻头滑动轴承副结构进行了
机械 2020年3期2020-04-10
- 牙轮钻头早期损坏的原因及解决办法分析
得到进一步提高。牙轮钻头是开展开采作业过程中最关键的核心组件之一，其主要作业关键指标是轴压、转速和排碴风量。从单个组件成本消耗方面来说，牙轮钻头在作业过程中所消耗的资金量大约是整个钻孔开采过程总量的50%以上，所以说钻头有效工作周期的长短对于整台牙轮钻机的经济性有决定性的作用。牙轮钻头的工作环境恶劣，很容易在开展钻孔的作业中产生故障、问题，据不完全统计数据，牙轮钻机排碴风量对整个牙轮钻头的使用寿命影响最大。甘肃镜铁山矿业有限公司长期使用的有KY-250D
设备管理与维修 2020年2期2020-03-24
- 浅谈提高牙轮钻杆使用寿命的措施
63700）1 牙轮钻机的工作原理及牙轮钻杆的结构牙轮钻机的工作部分主要由动力头、牙轮钻杆、稳杆器和牙轮钻头组成。牙轮钻机钻孔时，动力头通过牙轮钻杆和稳杆器将其提供的回转扭矩和轴向压力传递给牙轮钻头，使牙轮钻头在岩石上回转的同时不断钻进，同时，通入牙轮钻杆内腔中的压缩空气将岩渣从钻孔底部不断吹到孔外，直到形成所需深度的钻孔。牙轮钻杆主要由钻杆接头（头）、钻杆接头（尾）、无缝钢管和销子组成（如图1所示）。图1 牙轮钻杆的结构示意图其中，钻杆接头与无缝钢管的联
中国金属通报 2019年9期2019-10-21
- 基于ABAQUS 的三牙轮钻头轮体速比研究
710065）三牙轮钻头作为使用最为广泛的牙轮钻头，在国内外石油钻井领域应用较为普遍[1]。自从牙轮钻头出现以来，广大学者都不遗余力地研究和预测其破岩时的轮体速比。张强等[2]通过试验研究了几何因素对牙轮钻头传动比的影响，得出传动比受牙轮外形、齿圈位置的影响。喻开安等[3]通过搭建试验台研究了单牙轮钻头的传动比，由试验分析了轴倾角对传动比的影响，证实了单牙轮钻头的传动比始终小于1。练章华等[4]通过试验测得了两种不同钻头破岩过程中的传动比，结果表明了机械转
云南化工 2019年7期2019-09-16
- 旋挖钻进用牙轮筒钻的结构探讨及应用
钻头、截齿钻头、牙轮筒钻及这些钻具的组合。施工工艺上，利用旋挖钻机钻头更换和起下钻方便等特点，采用钻具组合的方式，即先采用筒钻克取环形槽，再用螺旋钻头去破碎心部岩石，最后用捞砂斗捞渣的方法；对于大直径硬岩钻进采用分级钻进法，先用小径筒钻取心钻进，再用大一级筒钻扩孔的办法；采用气举反循环进行全断面牙轮或滚刀钻头钻进法；利用空气反循环进行潜孔锤钻进等。这些工艺方法对于旋挖钻进对付硬岩地层均取得了较好的效果，对旋挖钻进技术的推广起到了促进作用。本文重点探讨在旋挖
钻探工程 2019年6期2019-07-08
- 热处理对矿用牙轮钻头渗碳层组织和硬度的影响
安710021）牙轮钻机是石油、矿山开采常用的钻采设备，牙轮钻头是钻机主要的消耗品之一，牙轮钻头的好坏,直接影响钻机的生产率和钻孔成本,钻头费用一般占钻孔成本的40%以上[1]，钻机工作时牙轮钻头承受较大的扭矩力、冲击力及磨料磨损，因此，要求钻头材料具有高的强度、韧性、疲劳强度及高的耐磨性，制造牙轮钻头用钢主要有15~20CrNi3Mo、15~20 CrNiMo、15MnNi4Mo 等[2~4]。 牙轮的裤体通过渗碳处理提高表面含碳量及硬度，增加耐磨性和疲
凿岩机械气动工具 2019年1期2019-04-15
- 浅谈对牙轮钻机技术改造的探索与研究
质量和安全，实现牙轮钻机使用过程中各项工序精细化的施工目标。1 牙轮钻机的工作原理用牙轮钻机的钻头的辗压作用来破碎矿岩，主要适用于在硬矿岩上钻直径150mm～440mm的孔，它具有效率高、劳动强度小的优点，1981年，一些企业研制生产出最新型，高性能，低消耗，露天的各种型号钻孔机械，随后，在新产品的开发上牙轮钻机具有了专业技术人员上的优势，再加上与科研院校常年合作，研制出了新型的液压潜孔钻机并到投入使用。在露天矿山开采设备中，牙轮钻机是采矿工程中最容易被忽
世界有色金属 2019年19期2019-02-10
- 浅析牙轮钻机作业效率影响因素
100038）牙轮钻机是大中型露天矿山普遍使用的穿孔设备。它是利用牙轮钻头破碎岩石并依靠压缩空气排除岩渣的自行式钻机。它与其他类型的钻机相比，具有穿孔效率高、成本低、安全可靠、使用范围广和劳动强度低等特点，广泛应用在冶金、煤炭、化工、国防等工业部门的大中型矿山中[1]。穿孔作业为爆破工作提供装放炸药的炮孔，是露天矿开采的首道工序。穿孔质量对其后生产工艺如爆破、采装、运输等工作的效率产生直接影响，并且，穿孔爆破成本占据采矿成本很大一部分比例，一般可达到20
世界有色金属 2018年19期2018-12-12
- 新型8-1/2″复合钻头的研制与应用
倍，且发生5次掉牙轮事故，安全性存在问题。因此，自主研发新型8-1/2″复合钻头。提高深井机械钻速，缩短完井周期，降低钻井成本，减少井下事故的发生。1 复合钻头原理及结构设计1.1 复合钻头原理PDC钻头以刮削方式破碎岩石，但硬地层PDC齿吃入深度小，切削效率低，增大钻压又易使PDC齿损伤，硬地层中钻速和寿命较低；牙轮钻头以冲击压碎方式破碎岩石，在岩石上形成齿坑，但在硬地层、硬塑性地层，岩石上形成齿坑小，影响切削效率。复合钻头包含牙轮和PDC刀翼，牙轮切削
西部探矿工程 2018年9期2018-09-11
- 混合钻头技术特点及应用
及类型混合钻头由牙轮和PDC刀翼组成，充分结合了2种钻头的优势，PDC切削齿部分能在较低钻压下提供较快的机械钻速，牙轮部分能减轻钻柱振动，从而利于钻穿夹层中的硬岩层段[1]。具有连续的低扭矩特点，能提高夹层地层的耐用性，在硬夹地层和硬地层中更快、更平稳。同时能够配合多种钻具使用，应对井下复杂能力较PDC钻头更强，这在喷漏同层复杂层中不能使用动力工具情况下显现出明显优势。混合钻头的类型包括2种，即两牙轮两刀翼的较小直径钻头及三牙轮三刀翼的较大直径钻头。这2种
西部探矿工程 2018年6期2018-06-19
- 超长大直径灌注桩牙轮钻成孔施工技术探讨
质，进尺缓慢。而牙轮钻头能够适应从软到坚硬的多种地层，尤其适用于高层、超高层建筑的灌注桩基础，及持力层在中(微)风化花岗岩层等硬质岩层的灌注桩施工。通过对桩基工程施工机械市场的各种相关信息进行收集、归类整理，并对其他一线城市的桩基工程施工机械市场进行调查、研究及询价，结合本工程实际情况，决定采用上海探矿机械厂生产的GPS-20型钻孔钻机(配备一台泥浆泵)，每节钻杆直径Φ168mm长3m，钻头一种为普通锥形钻头，另一种为牙轮钻头，以缩短单根桩成孔时间。钻机主
福建建筑 2018年5期2018-06-05
- 基于Virtools牙轮钻机可视化仿真系统开发
视化仿真平台模拟牙轮钻机的装配与工作过程，可实现在设计阶段对产品的视觉效果和安装进行评估和预演，有效降低设计和施工风险，减少安装过程中出现的错误，节省时间和人力；同时，可较真是的展现产品的工作环境和工作过程，对于产品在投标报价、产品展示及产品宣传方面，起到非常重要的作用。1 模型建立在Virtools仿真平台中，模型构建过程主要有三个部分：创建模型、导入模型与控制模型。其中，导入模型时，应对所创建的三维模型进行纹理贴图、灯光设置以及材质颜色设置等处理，使模
重型机械 2018年2期2018-05-11
- 新型单牙轮钻头研究及应用
眼直径小，小尺寸牙轮钻头承压小、轴承小，导致机械钻速慢、钻头消耗多、起下钻作业增加。如果使用金刚石钻头，价格昂贵，配套工具也不过关，钻井效益没有明显的改善。本文的主要目的是在新型单牙轮钻头前期科学研究、产品试制和台架试验的基础上，进行工艺技术研究及应用，解决川西地区探井小井眼机械钻速慢、钻井效益低的实际生产难题。通过一定数量的钻头下井试验，取得技术经济指标，总结经验，形成技术规范及配套措施，以利于进一步推广应用，将科研成果转化成生产力。2 单牙轮钻头结构及
现代制造技术与装备 2018年2期2018-03-30
- 发明专利展示平台
人：夏建勋摘要：牙轮钻头是使用最广泛的一种钻井钻头。牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易于吃入地层；工作刃总长度大，因而相对减少磨损。牙轮钻头能够适应从软到坚硬的多种地层。目前市场上常规的牙轮钻头由刀盘、牙爪和牙轮三部分组成，其中牙爪和牙轮之间的连接为固定连接，牙爪与刀盘之间的连接为焊接。在牙爪与牙轮固接时，现有的各种钻头均通过滑动摩擦来限制牙轮的平动自由度，例如通过在牙轮末端设置一对能够相对旋转的公头和母头，通
创新时代 2018年2期2018-02-11
- PDC-牙轮复合钻头在南堡油田大斜度井的应用
-10]；如采用牙轮钻头钻进，因使用“螺杆+转盘”钻进转速高，实施井段短，且易发生掉牙轮事故，制约了大斜度井的钻井速度；采用旋转导向钻井技术可以解决上述问题，但成本高。通过调研和相关实践发现，在目前经济技术条件下，PDC-牙轮复合钻头可有效解决大斜度井定向井段托压严重、定向工具面不稳等问题。该类钻头融合了PDC钻头与牙轮钻头的结构和破岩方式，使之具备了两者的优点，有效释放了地层破碎应力，减少了钻头的粘滑，提高了方向控制能力，减小了钻头的横向振动幅度，有利于
石油钻探技术 2017年6期2018-01-15
- KY310牙轮钻机关键零部件有限元分析
24）KY310牙轮钻机关键零部件有限元分析李 伟（太原重工技术中心， 山西 太原 030024）为了对新开发的KY310牙轮钻机钻架进行强度和刚度校核，在有限元软件中，对KY310牙轮钻机的钻架在正常加压钻进及偶然卡钻提升工况进行了强度分析，确定了在上述两种工况下，钻架的受力危险位置。通过钻架偶然卡钻提升，且风荷沿-X向作用工况下的屈曲分析，确定了屈曲载荷因子λ和临界屈曲载荷。牙轮钻机 钻架 强度分析 有限元 屈曲分析牙轮钻机作为露天矿山钻孔的主要设备，
山西冶金 2017年4期2017-09-28
- 大口径扩孔牙轮钻头结构优化设计
54）大口径扩孔牙轮钻头结构优化设计秦 可，郝世俊，赵永哲，祁宏军，莫海涛，公丕进（中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安 710054）通过对目前Ф550mm大口径扩孔牙轮钻头的牙掌结构布置、齿面结构和水力结构进行分析，提出设计优化思路。结合彬长矿区某矿大口径钻井工程，开展大尺寸扩孔牙轮钻头优快成孔工艺技术的现场试验研究。得出大口径扩孔牙轮钻头牙轮数量为9个时钻速优于6个，合理的牙掌结构布置、齿面结构的钻头结构可提高23.1%的钻速。大口径；扩孔牙轮钻
化工设计通讯 2017年5期2017-06-05
- 浅谈三牙轮钻头井下判断与处理
6200）浅谈三牙轮钻头井下判断与处理祝克兴，武志华（中国石油青海油田监督监理公司，甘肃敦煌 736200）牙轮钻头在使用过程中主要是根据使用时间来分析判断钻头在井下工作情况，钻进时稍有疏忽会发生掉大量有镶齿、牙轮尖端和牙轮整体的事故。浅谈三牙轮钻头先期损坏的原因、三牙轮钻头工作异常的起因及三牙轮钻头井下工况判断，防止牙轮钻头事故的发生。三牙轮钻头；元件磨损；使用时间；岩石可钻性1 三牙轮钻头先期损坏的起因1）牙轮钻头是在高钻压和钻井液的冲洗作用下进行钻进
化工设计通讯 2017年12期2017-03-06
- 采用油桶浸泡钻头提高钻头穿孔延米
损间隙增大失落或牙轮卡轴。根据岩性变化的特点，合理改进存在的问题和缺陷，使钻头能够适应各种岩性下工作的需要，降低生产成本提高设备作业效率。牙轮钻头 浸泡除渣 效果分析1 前言牙轮钻机是大型露天矿的重要设备之一，是整个生产工艺流程的第一道工艺，其穿孔效率的高低直接制约着后续的生产过程。而牙轮钻头是牙轮钻机的主要易耗部件，露天穿孔设备的使用成本，大部分消耗在钻头上，约占穿孔成本的60%，随着矿山的深部开采，矿、岩的岩性及硬度变化也比较大，钻头的消耗也在增加，穿
中国科技纵横 2016年12期2016-08-23
- 牙轮钻机液压系统的故障分析
摘要：液压系统是牙轮钻机的重要组成部分，通过改变压强有效提高牙轮钻机的作用力。但是牙轮钻机液压系统在长时间运行过程中容易受到多种因素的影响而发生运行故障，因此应特别注意牙轮钻机液压系统故障问题。文章介绍了牙轮钻机液压系统结构，分析了牙轮钻机液压系统故障类型，阐述了牙轮钻机液压系统故障处理方法。关键词：牙轮钻机；液压系统；系统故障；辅助元件；执行元件；控制元件 文献标识码：A中图分类号：TD41 文章编号：1009-2374（2016）13-0080-02
中国高新技术企业 2016年13期2016-05-30
- YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进
）YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进蔡源（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014000）牙轮钻机即一种钻孔设备，多用于大型露天矿山。在生产过程中，机械的故障可能会对生产及安全有着重要的影响，本文首先介绍了牙轮钻机的工作原理，然后介绍了牙轮钻机的主要结构特征，接着介绍了改进前断链抱闸控制原理和存在的问题，最后介绍了改进方案和改进后断链抱闸控制原理，就YZ-55B型牙轮钻机断链抱闸控制方式的改进进行了介绍。YZ-55B型牙轮钻机
中国科技纵横 2015年16期2015-11-20
- 金刚石钻头与牙轮钻头钻井特点对比研究
1）金刚石钻头与牙轮钻头钻井特点对比研究■郭文珺（江西省核工业地质局机械研究所 江西南昌 330031）在钻井施工过程中，金刚石钻头与牙轮钻头各有自身显著特点和优势，经过对比分析，二者在结构、性能、破岩机理、使用条件等方面存在差异。为取得更好的钻井施工效果，应综合考虑两种钻头的特征，应用"衔接使用法"，将两种钻头配合使用，提高破岩效果，促进钻井施工综合效益提升。金刚石钻头牙轮钻头结构性能破岩机理0 引言以前在石油钻井工程中，通常采用牙轮钻头钻井。随着技术发
地球 2015年10期2015-03-31
- KY-310牙轮钻PLC控制系统的改进
司)KY-310牙轮钻PLC控制系统的改进段书发 白学勇 李红刚(河钢集团矿业公司司家营北区分公司)司家营北区分公司所使用的牙轮钻由于作业环境恶劣，设备通讯故障率高、维修困难，同时通讯线路的老化破损也影响其控制系统的稳定运转，不利于生产的正常进行。通过分析牙轮钻机各主机构电气控制原理，对其PLC控制系统硬件和软件进行部分技术改进。改进方案实践结果表明，PLC控制系统部分改进可明显降低设备故障率，减少维修时间，提高设备效率，达到了节约成本的目的。牙轮钻 PL
现代矿业 2015年12期2015-01-20
- 国产新型KY310牙轮钻机
30024）引言牙轮钻机于20世纪50年代开始在美国露天矿山应用。20世纪60年代以来由于牙轮钻机结构的改进及牙轮钻头设计和制造水平的不断提高，牙轮钻机不仅在中、软岩石，而且在坚硬矿岩中，如花岗岩磁铁石英岩穿孔技术经济指标也优于冲击钻和潜孔钻。1933年，比塞洛斯进入钻机市场，1952年，比塞洛斯生产了第1台商业认可的电动型牙轮钻机。1945年，俄罗斯重型机械联合公司（即乌拉尔机械）开始制造重型牙轮钻机。此后，美国的加登纳－丹佛公司（简称G－D公司）和德雷
机械管理开发 2014年6期2014-12-13
- 浅谈KY-310B、YZ-55B型牙轮钻机电缆卷筒的优略
、YZ-55B型牙轮钻机电缆卷筒的优略刘凤龙 孙德亮 李学军(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司,内蒙古包头 014080)牙轮钻机加装电缆卷筒可以延长电缆使用寿命,加装电缆卷筒不仅能极大的降低操作人员的劳动强度,更能有效的保护电缆,减少电缆的磨损,延长电缆的使用寿命,而本公司所使用的两种型号的电缆卷筒在实际的应用中又表现出不同的特性。电缆卷筒 电机 液压马达 卷筒直径随着科学技术的发展,高度的机械化大生产迅猛发展,露天采矿使用的穿孔设备经历了钢绳冲
中国科技纵横 2014年10期2014-12-07
- 牙轮钻头井底流场研究
163000)三牙轮钻头的研制始于上个世纪中期，随着三牙轮钻头不断的发展、改进和应用，三牙轮钻头的结构和参数，也在不断的发生变化。其中关于牙轮钻头井底流场的研究，以及射流辅助钻头破岩理论的研究也得到了飞速的发展。随着对石油钻井速度提高需求的不断加大，现有的牙轮钻头井底流场已经不能满足现场的需要，如果牙轮钻头的工作流场不合适，很容易造成牙轮钻头的提前破坏，增加了牙轮钻头在井下发生事故的概率。由于牙轮钻头的结构复杂，组成部件多，而且井下条件复杂多变，导致牙轮钻
化工管理 2014年14期2014-08-15
- Halliburton公司新型StrikeForceTM牙轮钻头
eForceTM牙轮钻头采用耐磨硬质合金材料、双重优化接触压力密封、双重补偿系统和新型润滑油脂，可在坚硬地层中稳定、持久地钻进，并在墨西哥湾二叠系地层和加拿大Sandy油田的利亚德盆地得到了成功应用。其中，利亚德盆地的麦特森地层极度坚硬，岩石强度达172.4～275.8 MPa，粉砂岩、砂岩和白云岩分布广泛，在埋深2 900 m左右有约5 m厚的燧石层(含70%的燧石)，施工极其困难。在一口φ215.9 mm井眼钻进过程中，使用了3只StrikeForce
石油钻探技术 2014年6期2014-04-07
- 牙轮钻机钻孔能耗分析
的KY310A型牙轮钻机、45R型牙轮钻机和YZ55型牙轮钻机的调研，结合地质条件和岩石性质进行了分析，得出了牙轮钻机钻孔能耗的一些规律，对矿山钻孔节能降耗有一定的指导意义。1 孔深与钻孔能耗的关系由文献［3］知，随钻进深度的增加，可钻性级值提高，这是导致机械钻速降低、能耗增加的一个重要影响因素。某矿使用KY310A牙轮钻机进行钻孔，露天台阶高度为15 m，设计炮孔深度为17 m，钻孔深度为17 m。根据钻进过程中回转电流、回转速度、加压电流、加压速度、钻
金属矿山 2014年2期2014-04-03
- 牙轮－PDC混合钻头在迪北103井的应用试验
提速的公认难题；牙轮－PDC混合钻头具有PDC切削及牙轮钻头高抗压强度的优点，因此在迪北103井尝试应用了444.5mm牙轮－PDC混合钻头，克服了迪北区块苏维依组地层砾石含量高，地层软硬交互频繁、可钻性差的难题，一趟钻钻穿吉迪克组砂砾岩段、苏维依组、库姆格列木群组［3］，进尺342m，纯钻时间201.5 h，平均机械钻速1.70m／h，刷新了444.5mm 牙轮－PDC混合钻头（Kymera钻头）单只进尺世界纪录，同时创迪北区块吉迪克组、苏维依组单只钻头
天然气工业 2014年10期2014-01-03
- 基于单齿侵入理论的牙轮钻头钻速方程
000）0 引言牙轮钻头是石油天然气钻井中主要的机械破岩工具之一，其工作性能直接影响钻进速度和钻井成本[1-2］.因此，开展机械钻速研究对于丰富机械破岩理论、推动深部地层复杂钻进条件下牙轮钻头破岩机理研究具有指导意义.牙轮钻头通过牙齿冲击侵入岩石，再辅以回转剪切实现高速破碎地层岩石[3-4］.由于受到井底液柱压力影响，牙轮钻头在井底的破岩过程十分复杂.杨进根据实验和现场实钻数据，分析地层孔隙压力对岩石抗钻强度的影响[5］.刘永贵等分析气体钻井时井底液柱压力
东北石油大学学报 2013年1期2013-10-12
- 软硬交接地层导向孔钻进轨迹预测
向孔钻井钻头为三牙轮钻头，由于钻头复杂性，部分学者对结构进行简化计算，因此使用范围有一定局限性。随着有限元分析理论的成熟，有限元仿真软件Abaqus在处理岩石破碎、动态接触等非线性问题上，具有强大的运算求解功能［3］。因此，本文采用Abaqus软件对软硬交接地层导向孔钻进进行模拟，得到软硬交接地层中导向孔轨迹变化情况。1 钻头破岩运动学模型在研究三牙轮运动学时，作如下基本假设［4］：①不考虑钻头牙齿的形状及复合运动；②井底形状为光滑平面或锥面；③岩石破碎与
石油矿场机械 2013年7期2013-09-07
- 三牙轮钻头井下工况的判断与处理
各种地层的钻头是牙轮钻头。目前大部分牙轮钻头在使用中主要是根据使用时间来分析判断钻头在井下工作情况，钻进时稍有疏忽会发生掉大量镶齿、牙轮尖端和牙轮整体的事故，因此及时准确判断三牙轮钻头井下工况，仍然是我们研讨的话题。二、三牙轮钻头先期损坏的起因1 三牙轮钻头结构：如图所示。牙爪、牙轮、水眼和储油密封系统。2 三牙轮钻头破岩机理：（1）牙齿的冲击压碎作用。（2）牙齿的滑动剪切作用。3 三牙轮钻头先期损坏的起因：（1）钻井中所含的砂粒、岩屑和轴承元件碎屑等固体
化工管理 2013年24期2013-08-15
- 牙轮钻头空心滚滑复合轴承的设计
工程技术部轴承是牙轮钻头的重要组成部分，它的失效直接影响着整个钻头的使用寿命，进而影响整个钻井周期。牙轮钻头中最早使用的是滑动轴承，1932年出现了滚动轴承，并一直沿用至今。与普通滑动轴承相比，牙轮钻头的滑动轴承有其特殊性，包括结构特殊性、载荷特殊性、工作环境的特殊性以及相对转速的特殊性[1]，这就决定了它的研究工作更为复杂和困难。牙轮钻头的滚动轴承是一种非标准轴承，多采用大圆柱滚子轴承—钢球—小径向滑动轴承或者大圆柱滚子轴承—钢球—小圆柱滚子轴承，它无内
天然气工业 2013年3期2013-07-14
- 井底牙轮钻头的钻速方程及现场应用
41000)井底牙轮钻头的钻速方程及现场应用李 玮1,李亚楠1,陈世春2,丛长江2,霍明宇1,杨 斌1(1.东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318；2.中国石油渤海钻探工程有限公司塔里木第四勘探公司,新疆库尔勒 841000)以岩石侵入理论为基础,在考虑井底压力的条件下,建立牙轮钻头的钻速模型。结果表明:在地层由软、中硬到硬地层过渡过程中,钻速方程能够解释不同破岩方式下牙轮钻头的机械钻速问题；随着刃尖角的增大,锥形齿和楔形齿的牙齿侵深都呈指数递
中国石油大学学报（自然科学版） 2013年3期2013-07-07
- 异形单牙轮钻头井底牙齿轨迹的Matlab仿真*
前人研究表明，单牙轮钻头因其自身的结构特点和运动方式，对于小井眼钻井和水平钻井有不可替代的工作优势。笔者主要利用数学计算软件Matlab对异形单牙轮钻头在井底所形成的的牙齿轨迹模拟仿真，利用牙齿轨迹覆盖井底的情况，以此来指导牙齿及牙轮的结构设计。异形单牙轮钻头主要是从结构特点上相对于球形单牙轮钻头而命名的，它的牙轮形式并非规则的球形。但其运动形式依然是绕钻头主轴的回转运动以及牙轮绕自身主轴的旋转运动。二者复合形成牙齿在井底的空间轨迹。图1为一种异形单牙轮钻
机械研究与应用 2013年2期2013-06-16
- 中国石油宝鸡石油机械有限责任公司研制成功牙轮－PDC复合钻头
石公司研制的新型牙轮－PDC复合钻头，在四川地区麻柳场构造的麻002－H1开发井完成试验，现场作业首试成功。这个钻头填补了中国石油钻头类产品空白。麻002－H1井是中国石油西南油气田公司位于四川地区麻柳场构造的开发井，设计井深3 114m。此次试验的钻头从井深1 015．86m钻至1 232．34m，穿越须四段到须二段地层，总进尺216．48m，纯钻时间51．42h，平均机械钻速4．21m／h，顺利完成了现场钻井试验并取得良好效果。牙轮－PDC复合钻头研究
天然气工业 2013年9期2013-02-14
- 单牙轮钻头牙齿齿形研究
610500）单牙轮钻头牙齿齿形研究李思涛1，马德坤2，夏宇文2（1.胜利油田高原石油装备有限责任公司，山东东营257091；2.西南石油大学机电工程学院，成都610500）目前，单牙轮钻头的牙齿使用的是三牙轮钻头的牙齿。由于单牙轮钻头的结构、运动规律和破岩方式与三牙轮钻头有很大区别，使得单牙轮钻头特有的作用及潜力受到限制。建立了单牙轮钻头的坐标系，推导出几何公式，并引入有向距离的概念对单牙轮钻头的牙齿进行研究。根据等磨损原理，提出适用于单牙轮钻头的结构特
石油矿场机械 2012年6期2012-12-11
- 牙轮钻头滑动轴承力学分析及结构改进试验
10051） ①牙轮钻头滑动轴承力学分析及结构改进试验何 畏1，汤海平1，徐 彤2，刘 杰1，邓 嵘1（1.西南石油大学机电工程学院，成都610500；2.四川石油管理局成都总机械厂，成都610051）①牙轮钻头轴承的性能与牙轮钻头的寿命密切相关，其主要失效形式之一是粘着磨损。通过对轴承的受力分析，采用在牙轮钻头原大轴颈上镶固定耐磨轴套，并用磁控溅射技术在轴套上生成TiN／TiAlN复合涂层的改进技术。经台架试验证明，该技术提高了轴承的高承载和抗磨损能力。
石油矿场机械 2011年12期2011-12-11
- 牙轮钻头的润滑装置改进设计
334224)牙轮钻头的润滑装置改进设计汪 洋(江西铜业股份公司德兴铜矿， 江西德兴市 334224)牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的使用寿命。为了弄清牙轮钻头轴承的失效形式、进一步提高牙轮钻头轴承的使用寿命，通过对失效的轴承进行了分析，找出牙轮钻头快速磨损的原因，改进其相关技术，使其轴承寿命有了较大的提高。牙轮钻头;轴承副;润滑;使用寿命1 牙轮钻头失效现象及原因提高牙轮钻头的寿命对提高钻井效率、降低钻井成本具有极其重要的意义。影响牙轮钻头使用寿
采矿技术 2011年6期2011-11-16
- 全断面复合片PDC钻头在印尼Jatigede水电站大坝帷幕灌浆工程中的应用
DC钻头、小口径牙轮钻头及金刚石牙轮破芯钻头进行了对比试验，采用清水钻进工艺。2 复合片钻头、牙轮钻头及金刚石牙轮破芯钻头试验2.1 三种钻头的简介及破岩机理(1)复合片钻头。复合片PDC钻头是使用金刚石复合片做切削刃的钻头。该钻头属一体式钻头，整个钻头没有活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力，为20世纪80年代世界钻孔三大新技术之一。该钻头在软-中硬地层中钻进时具有速度快、进尺多、寿命长、工作平稳、孔内事故少、孔身质量好等优点。该
四川水力发电 2011年4期2011-09-10
- 牙轮钻在灰岩地区钻孔中的应用与工效分析
概 况1.1 牙轮钻头钻进的特点及应用1.1.1 特 点牙轮钻头因其结构的特殊性,与传统取芯钻进方法相比,有下列特点:(1)牙轮在孔底绕钻孔轴线和绕牙轮轴滚动时,对岩石起压入压碎、剪切作用的同时,具有一定频率的冲击。(2)牙轮钻头靠滚动和滑动轴承支撑在轴颈上,回转时转矩小,消耗的功率也小。(3)轴心载荷均匀分布在碎岩牙轮上,在牙齿与岩石不大的接触面积上比压,提高了碎岩效果。(4)牙轮钻在滚动时,在牙齿与岩石的接触中传递载荷为瞬时的,因此接触时间短,产生的
水电站设计 2011年1期2011-04-25
- 一种新型水平定向钻落井牙轮打捞装置
型水平定向钻落井牙轮打捞装置刘立波（江苏石油勘探局油田建设处，江苏江都 225261）水平定向钻穿越岩石层扩孔施工过程中，由于操作不当或者钻具磨损严重，导致扩孔器牙轮脱落在井孔内，这可能导致在后续扩孔施工过程中发生卡钻现象。文章介绍了一种新型的用于打捞落井牙轮的装置，该装置采用强磁铁吸引打捞落井牙轮和采取两端开口的打捞桶外形结构等，实现双向打捞施工，有效地提高了打捞成功率。水平定向钻；牙轮打捞装置；强磁体；打捞桶结构0 引言在水平定向钻穿越岩石层扩孔施工过
石油工程建设 2011年3期2011-01-03