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石油井钻头是什么

发布时间: 2024-07-04 08:45:59

1. 石油钻头的介绍

石油钻头是石油钻井的重要工具,是在开采石油时用于钻取石油的,其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。

2. 钻井用的钻头有哪些分类

水磨钻主要由水磨钻机、水磨钻筒和专用水泵三部分组成。一般一个水磨钻机配备3-5水磨钻筒,一个水磨钻筒上有7个刀头。水磨钻筒外径为16公分,内径为14公分,壁厚度为1公分,高度为62公分,一个循环可钻60公分。

在钻井过程中钻头是破碎岩石的主要工具,井眼是由钻头破碎岩石而形成的。一个井眼形成得好坏,所用时间的长短,除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外,更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。

在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用,特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响,PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破岩工具,它有效地提高了机械钻具,缩短了钻井周期。

石油钻井

钻头是钻井设备的主要组成部分,其主要作用是破粹岩石、形成井眼。旋转钻头是目前石油行业普遍使用的钻头,在机械的带动下旋转钻头会产生旋转,从而带动整个钻头产生向心运动,并通过侵削、研磨使岩石发生裂痕并破碎,起到向下钻探的作用。

钻头是主要的钻井设备之一,根据工作环境、地域环境的不同,钻头的规格、形状也应当有所不同,在进行石油钻井工作时,应当以具体需要、具体设计方案为根据,合理地、科学地选择钻头。

在具体的钻井工作中科学选择钻头、合理确定钻井液,从而提高石油钻井的工作效率、工作质量,才能使石油钻井更好地发挥自身的价值,为促进石油事业的发展作出一定的贡献。




3. 钻进工具是什么

钻进工具包括钻头、钻柱等钻进工具,是破碎岩石的主要工具。

一、钻头

钻头质量的优劣及其与岩性和其他钻井工艺是否适应,将直接影响钻井速度、钻井质量和钻井成本。

(一)钻头破碎岩石的工作原理

钻头破碎岩石的工作原理与方式告圆扰有三种:

(1)切削:利用轴向压力使破碎工具吃入岩石,钻头旋转挤压破碎岩石并进行切削,其方式类似于金属切削。

(2)冲压:利用轴向载荷使岩石在冲击和挤压作用下破碎。

(3)研磨:利用抗磨性高的材料,在一定压力和适当的转速下,对岩石进行研磨破碎。

上述三种方式中,钻头对岩石的作用形式主要是压挤和切削。实际上钻头在井内破碎岩石钻进时,这三种破岩方式兼有,只是根据岩石的强度和钻头类型以某种破碎方式为主而已。塑性岩石一般强度较小,钻头以切削破碎为主;塑脆性和脆性岩石一般强度较高,以冲击和压挤破碎为主;对强度和硬度都很大的岩石,则以研磨破碎为主。

(二)钻头的类型

目前常用的钻头按其破碎岩石的方式和作用原理分为刮刀钻头(切削型)、牙轮钻头(冲压型)及研磨型钻头(金刚石钻头)三大类,见图4-2。其中牙轮钻头使用较多,而刮刀钻头使用量最小。钻头尺寸以其钻出的井眼内径为公称尺寸,国际上已形成基本统一的系列。常见钻头尺寸为26in,20in,

图4-6四方形方钻杆结构示意图

方钻杆旋转时,上端始终处于转盘面以上,下部则处在转盘面以下。方钻杆上端至水龙头连接部位的螺纹均为左旋螺纹(反扣),以防止方钻杆转动时松动。方钻杆下端至钻头的所有连接螺纹均为右旋螺纹(正扣),在方钻杆带动钻柱旋转时,螺纹越上越紧。为减轻方钻杆下部接头螺纹(经常拆卸部位)的磨损,常在该部位装一保护接头。

(三)钻具的组合

钻具的合理组合是确保优质快速钻井的重要条件。钻具尺寸的选择,首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力,还要考虑井身结构及防斜措施。通常钻具组合考虑的原则是:在可能条件下选用大尺寸方钻杆;在钻机提升能力及钻杆下入深度允许的条件下选用大尺寸的钻杆;钻铤长度根据钻压及防斜措施来选择,一般情况下钻铤总重量应大于最大钻压的20%~30%,以保证钻杆在不受压条件下正常工作。

常见的钻具组合有:正常钻进时,“钻头+钻铤+钻杆+方钻杆+水龙头”;用涡轮(螺杆)钻具钻井时,“钻头+涡轮(螺杆)钻具+钻铤+钻杆+方钻杆+水龙头”。

4. 常用钻头有哪几种类型

常用钻头有麻花钻、扁钻、深孔钻、扩孔钻、锪钻等等几种类型。

1、麻花钻:麻花钻是应用最广的孔加工刀具。通常直径范围为0.25~80毫米。它主要由工作部分和柄部构成。工作部分有两条螺旋形的沟槽,形似麻花,因而得名。

2、扁钻:扁钻的切削部分为铲形,结构简单,制造成本低,切削液轻易导入孔中,但切削和排屑性能较差。扁钻的结构有整体式和装配式两种。整体式主要用于钻削直径0.03~0.5毫米的微孔。装配式扁钻刀片可换,可采用内冷却,主要用于钻削直径25~500毫米的大孔。

3、深孔钻:深孔钻通常是指加工孔深与孔径之比大于6的孔的刀具。常用的有枪钻、BTA深孔钻、喷射钻、DF深孔钻等。套料钻也常用于深孔加工。

4、扩孔钻:扩孔钻有3~4个刀齿,其刚性比麻花钻好,用于扩大已有的孔并提高加工精度和光洁度。

5、锪钻:锪钻有较多的刀齿,以成形法将孔端加工成所需的外形,用于加工各种沉头螺钉的沉头孔,或削平孔的外端面。

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印制板钻孔用钻头一般都采用硬质合金,因为环氧玻璃布复铜箔板对刀具的磨损特别快。所谓硬质合金是以碳化钨粉末为基体,以钴粉作粘结剂经加压、烧结而成。通常含碳化钨94%,含钴6%。由于其硬度很高,非常耐磨,有一定强度,适于高速切削。

但韧性差,非常脆,为了改善硬质合金的性能,有的采用在碳化基体上化学汽相沉积一层5~7微米的特硬碳化钛(TIC)或氮化钛(TIN),使其具有更高的硬度。有的用离子注入技术,将钛、氮、和碳注入其基体一定的深度,不但提高了硬度和强度而且在钻头重磨时这些注入成份还能内迁。还有的用物理方法在钻头顶部生成一层金刚石膜,极大的提高了钻头的硬度与耐磨性。

硬质合金的硬度与强度,不仅和碳化钨与钴的配比有关,也与粉末的颗粒有关。超微细颗粒的硬质合金钻头,其碳化钨相晶粒的平均尺寸在1微米以下。这种钻头,不仅硬度高而且抗压和抗弯强度都提高了。

为了节省成本现在许多钻头采用焊接柄结构,原来的钻头为整体都是硬质合金,现在后部的钻柄采用了不锈钢,成本大大下降但是由于采用不同的材质其动态的同心度不及整体硬质合金钻头,特别在小直径方面。

钻头维护保养

1、在钻削钢件时,请保证充分的冷却量并使用金属切削液。

2、良好的钻杆钢性与导轨间隙能提高钻孔的精度及钻头的寿命。

3、请确保磁座与工件之间的平整与清洁。

4、钻薄板时,要将工件加固,钻大型工件时,请保证工件的稳固 。

5、在钻孔开始与结束时,进给量应降低1/3 。

6、对钻削时出现大量细小粉末的材料,如铸铁、铸铜等,可以不使用冷却液,而采用压缩空气帮排屑。

7、请及时清除缠绕在钻体上的铁屑,以保证排屑顺畅。

5. 常用钻头有那几种类型

常用的钻头,大概分为轧制麻花钻,全磨制钻,又分为直柄钻、锥柄钻、1/2等柄钻、双头钻、单头短钻、中心钻、六角柄钻头、电锤钻、冲击钻等,材质又可以大致分为,4241#、4341#、9341#、6542#、M35、M42、合金等。

石油行业使用的钻头有很多种类,以不同的钻进方式为根据对钻头进行分类,可以将其分为金刚石钻头、牙轮钻头与刮刀钻头,这三种钻头是最基本的钻头形式。

在这三种钻头中,在石油钻探工作中应用最为普遍、最为广泛的一种是牙轮钻头,其应用程度也比较深。将这三种钻头进行对比,使用范围最小的一种钻头是刮刀钻头。本文主要介绍的是金刚石钻头与牙轮钻头。

(5)石油井钻头是什么扩展阅读:

钻头是钻井设备的主要组成部分,其主要作用是破粹岩石、形成井眼。旋转钻头是目前石油行业普遍使用的钻头,在机械的带动下旋转钻头会产生旋转,从而带动整个钻头产生向心运动,并通过侵削、研磨使岩石发生裂痕并破碎,起到向下钻探的作用。

钻头是主要的钻井设备之一,根据工作环境、地域环境的不同,钻头的规格、形状也应当有所不同,在进行石油钻井工作时,应当以具体需要、具体设计方案为根据,合理地、科学地选择钻头 。

在具体的钻井工作中科学选择钻头、合理确定钻井液,从而提高石油钻井的工作效率、工作质量,才能使石油钻井更好地发挥自身的价值,为促进石油事业的发展作出一定的贡献。

金刚石需要高度注意的有以下几个方面:

第一,金刚石钻头的价格比较高,因此在使用时应小心操作,降低损坏程度;

第二,金刚石钻头在热稳定性方面具有一定的缺陷,因此在使用时要保证钻头的冷却性能、清洗情况;

第三,其质地比较脆,因此金刚石钻头的抗冲击性能会比较差,应该严格按照金刚石钻头的相关规程来进行严格的、规范的操作

在选择牙轮钻头当做石油钻井工具时,需要按照钻井设备的实际情况、地层的实际条件以及相邻油井的地质资料、地层资料来进行牙轮钻头的选型。在进行选择时,需要考虑的问题主要有以下几点:

首先,应考虑钻井地层中的软硬交错情况是否存在;其次,应考虑在石油钻井工作中是否需要防斜钻进、曲线作业;

再次,应考虑同一油井中的不同钻进井段的实际深浅情况;

最后,应考虑钻井地质、地层的可研磨性以及软硬程度

6. 什么是PDC钻头

PDC钻头是地质钻探行业常用的一种钻井工具。
PDC钻头英文:Polycrystalline Diamond Compact bit
聚晶金刚石复合片钻头的简称。是石油钻井行业常用的一种钻井工具。
复合片外形是圆形被镶焊在圆柱的切削具上,将切削具镶装在钻头体上,成为PDC钻头。PDC钻头远比天然金刚石钻头成本低,但是只适用于软到中硬地层。PDC钻头在20世纪70年代初制造和使用成功以后,得到迅速发展,它可用较低钻压和较高转速,钻头进尺高,单位进尺成本低。中国某些油田利用金刚石聚晶复合片镶焊在刮刀上,也获得了良好的效果。