怎么设计才能让大钻具更符合工作环
平时我们如何选择大钻具？首先产品的效果是首当其冲的。我们的大钻具现在基本上都是有质量的保证的，那么大家对它进行合理的利用了吗？今天，我们为大家整理的一些知识，大家可以参考一下。
金刚石复合片钻头的单锥由主锥和背组成，大钻具报价，单锥牙轮在井底的运动为纯滚动，适应于硬地层钻井;复锥由主锥、副锥和背锥三部分组成，这种牙轮在井底工作除了滚动外，还产生滑动，适应于较软地层钻井。我们国内使用型的金刚石复合片钻头进尺记录达2900多米。金刚石复合片钻头按刀翼数目可分为双翼(鱼尾)、三翼、四翼钻头，常用到的是上钻头体有丝扣，与上部钻具相连，大钻具哪家便宜，完成整个钻具结构;下钻头体上焊接水眼和刀翼;水眼提高喷射效果，具有抗冲蚀性;刀翼进行破碎岩石。牙轮是一个锥体，分为单锥和复锥两种。有时候一种型号的金刚石复合片钻头上往往不全只有一种齿形。其作用是平衡牙轮钻头工作时轴承腔内外的压力差，使轴承密封圈在较小压差下长时间正常工作，防止钻井液进入轴承腔内和避免润滑脂的漏失，并储存足够的润滑脂向轴承腔内不断补充，使金刚石复合片钻头在密封状态和润滑条件下良好工作。
金刚石复合片钻头的喷嘴：我们在实际的工作中为了解决岩屑及时冲离井底的问题，达到保持井底干净、甚至用高速射流直接破碎岩石的目的，人们设计了并安装了金刚石复合片钻头喷嘴。材质由硬质合金加工而成;
金刚石复合片钻头的喷嘴主要有三种型号，标准型、保护盖型、和微长喷嘴，其它还脉冲喷嘴、斜喷嘴、加长喷嘴等。为了克服金刚石复合片钻头在破碎地层时易磨损的缺点，需要在牙齿工作面及背锥面上敷焊耐磨材料。牙齿的形状、大小、数量、长短取决于地层的硬度，地层越软，则牙齿越大、越尖、越少;反之，地层越硬，牙齿越小、越短、数量越多。储油压力补偿系统：该装置由轴承密封圈、储油囊、保护杯、压盖、丝堵、当圈等零件组成。
大钻具的选择
大钻具的选择
钻头质量的好坏、钻头类型与地层岩性是否适应，对加快钻井速度和提高单只钻头进尺起着重要的作用。钻一口油气井一般要使用不同尺寸的多只钻头，大钻具，在钻上部地层时要使用直径较大的钻头，因钻头钻进的地层较软，单只钻头进尺多、使用的时间短，一个钻头一般可重复使用几口井；而在钻下部地层时要使用直径较小的钻头，因地层硬、单只钻头的进尺少，一般要使用多只钻头。一只下井新钻头钻井进尺的多少主要取决于钻头的尺寸、类型、地层的软硬和钻进参数的配合。一般来说，钻头尺寸越大、地层越硬，进尺越少；钻头尺寸越小、地层越软，钻头进尺就越多。
金鑫海钻头的创新点：
1． 力平衡设计使钻头具有良好的导向性，适应配合井下马达应用于定向钻井，具有较小的径向震动；
2． 不同结构的专利钻头不同位置的合理布置使钻头具有较强的攻击性和抗研磨性；
3． 强攻击性设计使钻头可获得高的机械钻速；
4． 动态流场模拟技术应用于水力设计，使井底流场，有利于提高排屑速度和防泥包。
大钻具失效形式分析
1、裤体的非正常磨损
大钻具的工作条件极为苛刻，在工作中不但承受巨大的压力，同时还承受交变的冲击力，各种力的复合作用导致切削过程中的摩擦异常激烈，作为PDC钻头的基体不仅要有较强的综合机械性能，还要由较好的热振性和抗腐蚀性。裤体的材质、加工精度、热处理工艺、焊后的修磨等变得很重要，这就要求裤体材质要选用优质低碳合金钢，如42CrMo35CrMnSi等材料，加工成的裤体要进行相应的热处理，即淬火后进行低温回火，裤体热处理后的表面硬度在40～42HRC之间，组织为回火马氏体。
2、刀片的破损
刀片的破损又分为以下几种形式：
2.1 金刚石层与WC基托层的分离。主要原因是金刚石涂层工艺技术欠成熟稳定，金刚石与基体的附着力较差，从而造成金刚石薄膜过早地从WC基托层上剥离而失效，极大降低了钻头的使用寿命及切削性能。提高膜/基附着力的工艺措施：进行表面的净化、粗化处理，清除硬质合金刀具在制造过程中不可避免地残留在基体表面上的污染物、吸附物、氧化物，以改变基底表面的微观结构；去除表面附着强度较低的WC颗粒，以增加反应气源与基体的接触面积，增加基底表面的表面能，提高金刚石在异质基体上的成核密度，从而增强膜/基的附着力。常用的方法有：化学清洗、机械微粉嵌镶，液体超声波处理等。PDC热残余应力是造成其非正常失效的主要原因，降低PDC内部热残余应力是提高PDC使用性能行之有效的方法，通过采用非平面连接技术与梯度过渡技术，可以增大PCD层与硬质合金的接触面积和缓和由于两种材料的热膨胀系数、弹性模量等物理性能参数差异造成的应力集中。只有采取特定的结构形式，并加以合理的梯度过渡，才能有效降低PDC热残余应力，争强其抗冲击断裂的能力，提高其成品率及使用寿命。施加中间过渡层：采用钛粉和金刚石微粉烧结层，类金刚石膜，钨/金刚石成分梯度层等方法，能较好地消除薄膜与基托因晶格失配、热膨胀系数差异而造成的内应力。
2.2 宏观破裂。宏观破裂就是表现为金刚石层的破裂，产生此种状况的原因失由于钻头在钻进过程种遇到硬质岩石或岩性变化较大的岩层时，受到较大的交变冲击，使切削齿在短时间内承受超负荷而导致宏观破裂，钻头报废。措施：操作人员要根据钻机的性能选择与之相匹配的PDC钻头，在钻探过程中保持稳定的钻压、钻速，尽量避免大的冲击；在材料制造过程中提高各层间的结合力，改善材料间的热胀系数的匹配，尽量减少内应力，也是减少宏观破裂的有效工艺措施。
3、脱焊
由于PCD的焊接工艺性差，各种参数控制要求高，操作中稍有不慎，便可导致PCD在使用过程中的脱焊，致使钻头报废。工艺措施：由于PCD允许的加热温度受限制(一般不允许超过760℃～800℃)，一般选用银基钎料，采用感应钎焊或火焰钎焊。焊缝强度取决于被连接材料的组织和状态、钎焊过程和刀片与基体等三个方面。
(1)被连接材料的焊前处理：
结合面的设计：包括基体结合面的粗糙度、几何角度、形位公差的确定，PCD刀片的结合角度。基本的思想是在保证焊接强度的前提下实现单面焊接和焊接应力趋于小化。几何尺寸的检验：装配间隙应在0.10～0.15mm，大钻具生产厂，中间间隙应不大于四周间隙。去除表面的氧化皮和油污：喷砂后水煮清洗，焊接前用清洗。
(2)选用合适的钎料和钎剂：钎料的选择既要满足刀具的使用条件又要符合刀片和基体材料的要求。一般选Bag6xx系列钎料和J102焊剂。
(3)钎焊过程的控制：钎焊时，首先加热涂过钎剂、加过钎料的刀柄，当钎料开始熔化时放上刀片，当钎料自由流动后停止加热。来回往复移动刀片，但当钎料失去光泽焊缝温度下降到液相线时，不再移动刀片，静止--保温--加压，直到钎缝变暗为止，焊后应将钻头放入保温箱中缓冷，不得急冷。
(4)焊后处理：焊后应及时清洗过量的钎剂和表面氧化皮。采取喷砂和热水浸泡即可完成处理过程。
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