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中国石油
主要内容
♦钻头
2 刮刀钻头
＞牙轮钻头
4 金刚石钻头
■ 5 PDC钻头
取心钻头
滩金刚石钻头
油
T-
刮刀钻头
一、钻头
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钻头（Drilling Bit）是石油钻井中用来破碎岩石以形成井眼
的工具。我国常用钻头:
#按类型分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头和PDC钻
头（又称复合片齿钻头）等四种;
按功用分为全面钻进钻头、取心钻头和特殊工艺用钻头（
如扩眼钻头、定向造斜钻头等）。
钻井中根据所钻地层性质合理选择和使用钻头，对提高钻
井速度具有重要的实际意义。
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刮刀钻头是旋转钻井使用最早
的一种钻头，从十九世纪开始采用
旋转钻井方法的时候就开始使用这
种钻头，而且直到现在某些油田仍
在使用。
这种钻头主要用在软地层和粘 软地层，具有很高的机械钻速和钻
头进尺。
刮刀钻头最大的优点是结构简 单，制造方便，成本低，各油田可 自行设计和制造。
刮刀钻头由钻头体、刮刀片、分水帽和喷
嘴四部分组成。
钻头体是刮刀钻头焊接刮刀片和分水帽的
本体，采用中碳钢材料加工而成。下端焊接 刮刀片和分水帽，上端车有丝扣和钻柱连接
刮刀片又称刀翼，是刮刀钻头主要工作部
二、刮刀钻头
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2、刮刀钻头工作原理
刮刀钻头以切削方式破碎岩
石。刮刀钻头在软的塑性地层工 作时，其切削过程类似于***切 削软金属。刀片在钻压的作用下 吃入地层，与此同时刀刃前面的 岩石在扭转力的作用下不断产生| 塑性流动，井底岩石被层层剥起
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刮刀钻头钻进脆性较大的地层时，破碎岩石的过程则分为碰撞 、压碎及小剪切和大剪切三个阶段：
(1) 碰撞：刃前岩石破碎后，岩石对刀片的扭转阻力减小， 刀片向前推进，碰撞刃前岩石；
(2) 压碎及小剪切：刀片在扭转力作用下压碎前方的岩石， 使其产生小剪切破碎；
(3) 扭转力增大，刀片继续挤压前方岩石，当扭转力增大到 极限值时，岩石沿剪切面产生大剪切破碎，然后扭转力突然减小
碰撞、压碎及小剪切、大剪切这三个过程反复进行，形成刮刀
钻头破碎塑脆性岩石的全过程o
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2、刮刀钻头的正确使用
刮刀钻头适用于软地层和粘软地层。钻进时需要适当控 制钻压与转速，注意防斜、防蹩、防止刀翼断裂。由于刮 刀钻头在软地层中的机械钻速较快，岩屑量较大，宜采用 大排量钻进，充分清洗井底和冷却钻头。刮刀钻头钻进时 ,刀翼外侧线速度较高，磨损速度较快，钻头容易磨损成 锥形，此时要特别注意防斜和防止井径缩小。
三・牙轮钻头
三・牙轮钻头
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从1909年第一只牙轮钻 头问世后，牙轮钻头便在全 世界范围内得到了最广泛的 应用。三牙轮钻头是目前旋 转钻井作业中使用地最普遍 的钻头。这种类型的钻头具 有不同的牙齿设计和轴承结
艇，因此能够适应各种类型地层。在钻井作业中，根据
所钻地层性质正确选用合适结构的牙轮钻头，就可获得令
人满意的钻进速度和钻头进尺O
锁紧元件
三牙轮钻头的基本结构：
钻头本体：有三片牙掌组装 焊接在一起，上部有连接丝扣O
牙轮：由牙轮体和牙齿组成 锥形的金属体。牙齿分
铳齿和镶齿两种类型
连接媒纹
密封元件
滑动轴承
图13・1三牙轮钻头的结构
轴承及其储油密封装置 喷嘴
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2、牙轮钻头的工作原理
牙轮钻头在井底工作时，钻头 整体围绕钻头轴线旋转（称之为公 转），三个牙轮则依其自己的轴线 在井底滚动（称之为自转）。钻头 上承受的钻压通过牙齿作用在岩石 上，使岩石破碎（压碎作用）。
三・牙轮钻头
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三・牙轮钻头
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牙轮在滚动过程中,
以单齿、双齿交替接触井底，牙轮中心
三・牙轮钻头
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的位置忽高忽低，使钻头产生纵向振动。
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钻头在井底的纵向振动使钻 柱不断压缩与伸张，下部钻 柱把这种周期性变化的弹性 变形能通过牙齿转化为对地 层的冲击作用力用以破碎岩 石。这种冲击、压碎作用是 牙轮钻头破碎岩石的主要方
式。
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牙轮钻头除了对井底岩石产生冲
击、压碎作用外，还对井