油井钻头数控加工PDC钻头介绍

1、油井钻头数控加工PDC钻头介绍粘井钻头是石油钻井作业中的种常见工具.常用来破碎岩石层形成井眼。阖内常见的钻井钻头从结构和工作原理来看主題冇刮门钻头、牙轮钻头、金刚石钻头、FDC钻头等刮牙钻头是最早采用的种钻头，这种钻头外形简单，易于加工*成本低。其空荽适用丁泥质胶结的砂岩巻地屈可以収衍很髙的机械钻速和钻头进尺“但此种钻头容易磨损成锥形，匚作中产生的扭转程动对设备的破林也比较严重，现在主要在修井作业中使用，如图H1<3).牙轮钻头是目前石油钻井中便用非常广泛的一种钻头.从】909年第一只牙轮钻头问世后，牙轮钻头便全球钻井行业中流行开来，曾长时何占抵站井祐头主导地位.目前三牙轮钻头仍是石油钻

2、井行业普遍使用的粘头.如图1-1(b).(a)(b)图1-1刮牙帖头及牙轮钻头牙轮钻头在工作时礙旻的压力適过牙齿作用于岩石上，由于牙齿接柚面枳小,从而在相同的工作£E力下龍对岩层产生更大的工作压强，魅碎效巣较好：同时由于粘头在工作中存在公转及合传.因此:件扭矩较小.工作刃总氏度人零特点"但由于钻头在工作时承受较大裁荷，丙此対牙轮的轴承和密封件提岀较髙的要求,同时使得粘头的使用寿命不高.金刚石钻头以金刚石为切削刃，在钻井过程中钻头上的多个金刚石刀刃同时作用于岩石上.由于金刚石为自然界中已知的硕度最离的物体，故该钻头主要适用于极硬及研磨性较大的岩石层。但改钻头的缺点也泉显而易见

3、的一价格高昂,如图1-2(a).PDC钻头(PolycrystallineDiamondCompactbit)是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是用聚晶金刚石(PDC片)代替天然金刚石剪切劈碎岩层的一种新兴钻井工具，亦称聚晶金刚石切削块钻头或复合片齿钻头1973年美国GE研制出第一个PDC钻头。PDC钻头因苴PDC复合片近似金刚石的特性而具有钻速快、痔命长、进尺高等优势，在石油钻井中得到了广泛的应用，如图卜2(b)图1-2金刚石钻头及PDC钻头1.1PDC钻头介绍PDC钻头主要由钻头体、切削齿、喷嘴、保径面和接头等组成，如图卜2(b)所示，是石油钻井行业常用的一种钻井工具。英主要型面位于钻头头部，

4、主要结构包括刀翼、丼卅槽、流道、PDC齿等，如图卜3PDC齿PDC齿涼道图卜3PDC钻头结构钻头分类PDC钻头是通过一定的手段将聚晶金刚石复合片与钻头本体按设计的位置及角度组成一个转体，在钻井过程中利用聚晶金刚石复合片切削（剪切）岩石原理来工作.按照钻头本体的材料、齿形及加工方式的不同可将PDC钻头分为胎体式PDC钻头及钢体式PDC钻头。1、胎体式PDC钻头胎体式PDC钻头是将金刚石复合片通过钎焊方式焊接在钻头胎体上的-种切削型钻头。胎体PDC钻头的钻头休址采用铸造碳化钩粉和沒溃料经无压浸渍烧结而成的"用人造聚晶金刚右复合片钎焊在碳化钙胎体上，用天然金刚石保径。特点：加工工艺简单，钻

5、头体强度相对较井，用于对金刚石复合片进行冷却冲洗的流道面枳相对较小，不利于防止钻头泥包。由于胎体由碳化钩及黏合剂组成,故耐冲蚀效果好。2、钢体式PDC钻头钢体式PDC钻头支挣殳合片的钻头本体用金属材料经机械加工而成，经过热处理后在钻头体上钻孔，将人造聚晶金刚石复合片压入（紧配合）估头体内，再在金属表面敷焊耐冲蚀的硕质合金材料，用柱状碳化鸽保径。特点：山于钢体式PDC钻头的钻头体为整体金属通过机械加工而成，故钻头强度及韧性较好，流道面枳大，有利于防止钻头泥包。佢由于本体为普通金属，其耐冲蚀效果相对较差。同时成本较胎体式PDC钻头低20%左右。钻头发展状况PDC钻头的发展趋势主要有三个方面的内容：一是在PDC钻头的理论设计方面通过计算机辅助设计、有限元分析、破岩机理的研究、水力学研究以及钻头钻井过程中的动力学研究等不斷改进完髀乃至研发新的PDC钻头.二是在PDC切削齿的研发方面。随着材料学的不断发展以及加工工艺的不断进步，可以通过提SJPDC复合片的自身性能、改变PDC复合片的结构以及改进PDC复合片的外形来提高PDC钻头的切削性能和使用与命。三是PDC钻头的机械制造工艺的改进。随着数控技术的不断发展，数控机床的也逐渐普及开来，为PDC钻头的机械加工数控化打下了良好的基础。由于新技术的出现以及结构的变化改变了过去PDC钻头只能用于软页岩地层的缺点，口