三牙轮钻头牙轮里孔精加工工艺改进

三牙轮钻头是应用最广泛的钻井钻头（www.***.***）之一，具有适应 地层广，机械钻速高的特点。三牙轮钻头由切削结构、轴承结构、锁紧元 件、储油密封装置、喷嘴装置等二十多种零部件组成。 三牙轮钻头的分类 1、轴承类型：滚动轴承和滑动轴承 2、密封类型：橡胶密封和金属密封 3、按牙齿的固定方式分为：镶齿（硬质合金齿）三牙轮钻头和铣齿（钢 齿）三牙轮钻头 三牙轮钻头的工作原理 牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产 生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、 压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的 剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得 以延伸。 [1] 产品优势 石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。牙轮钻头在旋转时 具有冲

三牙轮钻头工艺流程 1、牙掌主要加工工艺流程： ①模锻—②铣平上端面—③钻定位孔（在上端面钻两个工艺孔）—④铣120°面—⑤钻结 合销孔—⑥车小轴—⑦车止推面堆焊槽、钻车小轴上端面堆焊孔—⑧铣轴颈储油面—⑨铣止 推面油槽—⑩钻轴颈油孔—?钻扩泥浆孔—?钻注油孔—?钻肩部储油孔—?钻掌背齿孔 —?铣定位槽（用于加工螺纹）—?钻滚珠塞销孔—?堆焊掌背碳化钨—?堆焊小轴上端面、 止推面及上部外圆面—?热处理—?喷砂—○21压齿—○22磨小轴上端面—○23磨小轴止推面— ○24焊油管。 牙掌加工工艺流程中重要工序工艺要点如下： （1）牙掌加工工件为锻件，锻件质量和材料很重要，牙掌材料选用8620。为方便以后 焊接，在锻造时需在锻件上预留坡口； （2）结合销孔是连接三片牙掌的定位孔，同时也是加工中用来定位端面和牙轮小轴位 置的重要基准，在加工时要保证

三牙轮钻头样本(俄罗斯)

三牙轮钻头使用技术及钻井工艺 时间:2009-12-1110:40作者:发达钻井设备点击:125次 目前油用钻头市场已不再混乱而变得规范有序，市场竞争向产品差异性和品牌、 售后服务的竞争方向发展。市场竟争力两大基石之一，钻头技术服务的作用将会 越来越显著。 一、三牙轮钻头使用资料收集内容 1、地层岩性 地层的岩性和软硬不同，岩石破碎机理不同，造成钻头失效的形式也各异。我国 各油田钻井中常见的地层岩性，其岩石物理机械性质均有测定。根据现场收集的 地层岩性及每米岩性钻时记录，进行地层岩石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可 钻性分析，对照钻头的失效形式，确认钻头选型及使用是否合理。 2、井段位置 在地壳中处于不同位置的岩石，其岩石的机械性质变化很大。埋藏较深的岩石， 处于多向压缩应力状态，使岩石孔隙减小，强度增加。上部井段一般岩石胶结疏 松、质软，钻头转速高、钻压低

三牙轮钻头轮体速比对进行仿真研究,指导钻头结构设计、钻头选型等都起着关键性的作用。从理论上分析了三牙轮钻头的几何结构与牙齿受力的关系,确定牙轮存在一个主动齿圈,并结合最小功原理建立了求解轮体速比的模型,结合钻压以及岩石性质对轮体速比的影响,对该模型进行了修正。将钻头钻进砂岩时的台架试验牙轮/钻头速比实验值和利用模型计算所得牙轮/钻头速比计算值进行了对比,结果表明,该仿真模型能够有效地预测三牙轮钻头的轮体速比。

1.概述三牙轮石油钻头由三牙轮和三牙爪等零件组成,装配后在牙轮与牙爪构成的球状环槽(道)中注入一定数量钢球,形成球形轴承环道。装配时必须保证牙轮、牙爪两零件环槽(道)中心的一致(重合)性。因此,如何控制如图1所示的牙轮、牙爪环槽(道)中心至基面尺寸(尺寸a随产品型号而异)的精度要求,一度成为牙轮、牙爪加工中的测量难题。如果增大牙轮、牙爪环槽(道)中心至基面尺寸的公差,虽然可以缓解牙轮、

通过对牙轮零件图的分析,构建了三牙轮钻头特征识别系统体系结构,研究了系统各功能模块,特别是2d特征识别的两个关键技术:形状特征识别和图形标注识别。该系统的研究与开发为回转类零件2d工程图的特征识别,以及开发其他应用领域的特征识别系统提供了实用化范例。

岩石在钻头牙齿作用下形成的各种破碎坑和井底的测量与分析是钻头试验技术中的重要环节,也是研究钻头破岩机理和评价破岩效率的重要手段。以三牙轮钻头上单齿圈为对象进行试验,研究钻头破碎岩石后得到的破碎坑。针对不同岩石、不同齿形的硬质合金牙齿,进行了大量的牙齿刮切破岩试验,并利用逆向工程软件对试验数据进行整理计算。以勺形齿和楔形齿为例提出了牙齿刮切破碎坑几何模型的建模过程,并简要介绍了获取破碎坑几何模型特征参数的方法。

37/8（98mm)71/2(190mm)105/8(269mm)16(406mm)800mm45/8(118mm)7 7/8(200mm)115/8(295mm)171/2(445mm)900mm57/8(149mm)81/2（216mm)12 1/4(311mm)26(660mm)1200mm6(152mm)91/2(241mm)135/8(346mm)500mm6 1/2(165mm)97/8(250mm)151/2(393mm)；600mm 使用注意事项编辑 a 、接、卸钻头时不要碰坏牙轮钻头齿轮。 b 、要保持泥浆干净， 防止堵钻头水眼 , 而影响钻头的使用。 c 、下钻控制速度，防止突然遇阻，使牙轮钻头发挥更好的效果。 d 、保持两台泵上水完好。 e 、保持井底干净无落物，起下钻、钻进均装

进行钻头钻进过程的仿真对于优化钻头设计、提高破岩效率以及钻头选型都有着重要的应用价值。以现场实钻数据为基础,采用"黑箱法"为钻头钻进岩石互作用仿真模型的基本建模方法,对决定钻头钻进性能的齿坑模型和牙齿吃入岩石的力-吃深模型进行了仿真建模。并采用误差梯度下降算法来估计不同钻头结构和岩石性质所对应的模型参数,进而实现对钻头钻进过程的仿真。采用实钻数据反演的建模思路有利于利用大量的现场数据实现对模型的完善,更好地反映现场的各种钻井工况,使钻头破岩仿真技术在实用性和经济性上前进一大步。

以autocad2006为图形支撑平台,采用可视化界面思想和activexautomation技术,利用内嵌于autocad的vba语言进行编程,并结合图形数据库技术,开发了三牙轮钻头cad参数化绘图系统,实现了三牙轮钻头图形的参数化绘制,可有效提高三牙轮钻头的绘图质量和设计效率。

在excel中利用newton迭代法实现三牙轮钻头直径的计算。给出了具体的实现方法,按移轴和不移轴2种钻头设计形式进行了验证,证明是一种方便、快捷的牙轮钻头直径计算新方法。

牙轮钻头

牙轮钻头简介

牙轮钻头详解

井眼形成是通过钻头牙齿破碎岩石形成岩屑来实现的,对钻头牙齿侵入破岩机理的认识有助于优化钻头结构,提高工具破岩效率。阐述了钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,分别从弹性力学、裂纹扩展、数值模拟等几个方面,综述了钻头牙齿与岩石相互作用机理的研究进展,指出了今后的研究重点。虽然前人开展了众多的物理实验与数值模拟研究,但是由于钻头牙齿破岩过程及井底环境的复杂性,目前为止其机理并没有被完全认识清楚。理论与实验研究证明,井底压力是影响机械钻速的重要因素之一,针对钻头牙齿与岩石相互作用机理的复杂性,建议采用先进实验和数值模拟技术,将物理实验和数值模拟结合开展研究,揭示井底复杂应力环境下钻头牙齿的破岩机理将成为未来的研究重点。

牙轮钻头分类

通过计算机编程与仿真得出钻头主要结构参数的改变对井底牙轮钻头牙齿运动轨迹和滑移量的影响,并作定量对比分析。根据牙轮钻头几何学、运动学基本方程建立牙轮钻头几何学、运动学仿真模型,编写牙轮钻头牙齿运动轨迹程序。研究结果表明,当其它参数不变时,牙齿井底滑移量随轮底中心臂长c的增大而增大,随钻头外径d的增大而减小,移轴距s对牙齿滑移量的影响不明显;运用井底牙齿轨迹仿真方法能方便地得到井底牙齿滑移量的定量值,避免了通过速度计算得出牙齿滑移量的大量繁琐计算,也大大改善了牙齿滑移量对比分析的不直观性。

以ansys为平台,利用有限元方法对矿用牙轮钻头牙轮齿孔过盈配合进行了有限元计算,并分析了牙齿和齿孔应力分布规律及过盈量对其的影响。所得到的结论与武汉冶金设备制造公司钻头厂实验所用的参数数据基本一致,因而是科学、可行的。

运用计算机仿真技术来描述三牙轮钻头在复合钻井条件下的运动规律和工作状况,从而减少与复合钻井相关的三牙轮钻头的研发设计工作量,节约成本。在复合钻井条件下三牙轮钻头运动学分析基础上建立其数学模型及仿真模型,并采用fortran语言设计和编写仿真程序。选取不同的复合钻井的钻进参数来进行仿真实验,并对数据进行了分析。结果表明,该仿真程序能较好地模仿钻头的运动情况,也为进一步深入研究复合钻井条件下三牙轮钻头的工作状况奠定了基础。

针对现有的三牙轮钻头性能检测试验装置数据采集系统不稳定等情况,研究设计了钻头性能检测试验装置的监控系统。本监控系统分为操作控制部分、动态数据采集部分以及数据监控软件部分。操作控制部分采用可编程控制器s7200来实现;数据监控软件部分用图形化语言labview实现。全方位的监控三牙轮钻头检测试验过程的钻速、钻压、钻头进尺等参数,获得准确有效的试验数据,对三牙轮钻头的参数优化设计具有非常重要的意义。

采用ansys分析软件的参数化设计语言apdl,利用接触问题的有限元法,对三牙轮钻头牙轮和牙爪间的间隙进行了分析和研究。首先建立了三牙轮钻头滑动轴承三维模型,然后利用网格划分技术对牙轮和牙爪进行网格划分和单元属性定义,最后施加边界条件进行接触有限元分析求解。通过调整间隙,得出不同间隙的轴承接触mises应力峰值。经过分析比较,推荐轴承mises应力峰值较小的尺寸间隙,用以指导生产。