提高石油牙轮钻头转速的试验研究

本文介绍了提高牙轮钻头转速的试验研究。通过试验和实践证明。对牙轮钻头滑动轴承进行渗硼强化,并采用与之适应的润滑脂和密封圈以及合理的加工工艺,可使钻头转速由原来的60rad/min提高到120rad/min左右,大大提高了钻井效率,降低了钻井成本。     

单牙轮钻头研究

本文简述了单牙轮钻头的工作原理和工作特性,采用空间解析几何学的方法,毫无简化地、完整地建立了单牙轮钻头几何学和运动学基本方程,通过台架试验对单牙轮钻头轴承载荷进行了测试分析,并根据单牙轮钻头运动基本方程编制了计算机仿真软件．采用本文的研究方法,能完成单牙轮钻头几何结构设计、性能设计,能在短时间内作出许多设计方案的对比。     

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受载荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

三牙轮钻头轴承受力分析

本文叙述了我室研究三牙轮滑动轴承钻头,其轴承受力分析时所用到的“试验钻头”的特点,该试验钻头是按四川石油局成都石油总机厂生产的XHP 215zy-3型钻头基本参数设计并制造的、通过试验,获得了一组记录曲线,经整理并计算出了各牙轮轴大小滑动轴承的径向和轴向负荷,以及各牙轮的载荷分配百分比。数据处理结果说明试验钻头设计是成功的,各种载荷随时间而变化的记录曲线是可靠的。同时还开展了人为地变化牙轮高度对轴承受力影响的试验,最后提出了我们对该型钻头现有设计中几点讨论意见。     

三牙轮钻头的计算机仿真模型

本文将牙轮钻头上各牙齿置于易于描述的坐标系下．通过坐标变换方法,实现了各牙齿的空间位置交换．在钻头几何学和运动学的基础上,建立了随钻运动的牙轮钻头的计算机仿真模型。该仿真模型可真实反映牙轮钻头钻进过程中牙轮上各牙齿的形状、大小,钻头上各牙齿的布置及钻头钻进过程中各牙齿间的相互位置关系。该项研究不但是钻头与岩石互作用仿真研究的核心问题之一,也是分析研究牙轮钻头工作行为的基础。     

提高矿用牙轮钻头轴承寿命的稀土渗碳研究

研究了稀土元素对牙轮钻头渗碳过程的影响。试验结果表明，加入稀土元素，使渗碳速度提高20％-30％，经渗碳-渗硼复合强化后，钻头轴承的寿命提高24．8％-27．8％，其穿孔米道提高率达25％-28％。     

牙轮钻头机械钻速计算

本文介绍苏联现在使用的一种在计算机上进行牙轮钻头设计时采用的计算钻头机械钻速的模型.     

三牙轮钻头硬质合金堆焊层微观组织分析

研究了WC-Co、铸造碳化钨硬质合金的淬火及深冷处理等热处理工艺,分析了WC-Co、铸造碳化钨硬质合金的金相组织,分析了WC-Co、铸造碳化钨硬质合金淬火和深冷处理提高性能的原因。研究了淬火和深冷处理提高性能的机理。结果证实WC-Co硬质合金金相组织为γ′和M7C3、M6C、M23C6型化合物,铸造碳化钨硬质合金金相组织为η和M7C3、M6C、M23C6型化合物。淬火及深冷处理能强化粘接相,改善合金组织结构和微观结构。     

三牙轮钻头台架试验与井底模分析

三牙轮钻头地面台架试试验与井底模式的分析是对牙轮钻头设计的合理性进行检验与改进的最简单又较真实的方法。在国外早已采用,国内尚属首次。本论文详细的介绍了成都石油总机厂制造的 “XHP4—1与川,1M—9X型三牙轮钻头在花岗岩、石灰岩与砂岩中钻进时各种参数的测量数据与所钻出的井底模式,并与美国 ”J44,J55R、F3、HP51及J77型三牙轮钻头进行对比研究。本文中有各种井底模式的照片与测得的各种钻进参数值,并对它们进行了理论分析,提出了如何改进 ”XHP4—1型钻头齿面布置及合理使用的改进意见,为我国改进钻头设针及使用提供参考。     

单齿圈牙轮钻头运动学实验研究

本文根据实验结果,着重分析了单齿圈单牙轮钻头的运动规律。指出:牙轮绕牙轮轴的转动和钻头绕钻头轴线的转动都不是匀速的,而是变速的。此外,还简要分析了牙轮的受力情况及牙轮齿与钢井底的相互作用过程。文章结合实验结果,还分别讨论了单齿圈双牙轮钻头和单齿圈三牙轮钻头的基本运动规律。以往,国内外关于牙轮钻头运动学的文章大多假定钻头的转动和牙轮的转动是匀速转动。这与实际情况不相符。为了真正掌握牙轮钻头的运动规律,我们拟实测钻头的转速和牙轮的转速,并从最简单的,既无移轴又无超顶的单齿圈等布齿的牙轮钻头入手进行研究。     

三牙轮钻头齿孔过盈配合的弹塑性有限元计算

镶齿钻头的齿孔过盈量,以往各钻头生产厂家都是用实验统计的方法来确定的,这种方法受加工及测试等多种因素的影响,而且周期长,代价高。针对这个问题,本文利用有限元法对5型钻头的齿孔过盈配合进行了有限元计算,并详细分析了齿孔周圈的应力场分布砚律。     

牙轮钻头自激振荡脉冲喷嘴的实验研究

在理论和实验研究的基础上,设计了几种用于牙轮钻头的自激振荡脉冲喷嘴,在常压下进行了射流脉冲压力测试和冲蚀天然红砂岩的实验。实验结果表明,所设计的风琴管自激脉冲喷嘴和亥姆霍兹振荡腔脉冲喷嘴具有很强的脉冲效果,其冲蚀岩石能力大大高于普通锥形喷嘴,其中风琴管自激脉冲喷嘴的脉冲效果和破岩能力最强。实验还表明,自激振荡脉冲喷嘴射流存在最优喷距,最优喷距的大小为喷嘴出口直径的7～14倍。自激振荡脉冲喷嘴可直接应用在钻头上,能提高钻井速度,降低钻井成本。     

软地层牙轮钻头台架试验研究

本文对215.9XHP25—1型和215.9HPZ型软地层三牙轮钻头钻资中砂岩和嘉一灰岩,进行了大量的室内物理模拟试验,通过数据采集和数据处理系统得出了这两种钻头扭矩、机械钻速随钻压的变化关系以及其平均传动比,为这两种软地层钻头的改进和设计提供了重要的试验数据。     

牙轮钻头碟形圈密封的试验研究

碟形圈密封是目前采用的两种主要钻头密封形式之一,具有O形圈所不及的优点——单向性及压力补偿作用。本文通过台架单元试验,研究碟形圈密封的摩擦及油脂漏失规律。 在模拟台架上(温度低于80℃),当腔内油脂压力大于腔外介质压力时,碟形圈的摩擦磨损不影响密封的可靠性,其纯磨损寿命已超过150小时,而油脂漏失则成为主要问题。本文通过试验得出了碟形圈密封漏失量的经验公式,并对轴向振动的影响进行了修正。最后提出了一种碟形圈密封的设计方法,供实际参考。     

牙轮钻头滑动轴承工作温度的测试

本文叙述关于牙轮钻头滑动轴承工作温度的台架测试情况和结果。试验是用 ”全尺寸钻头在模拟井下工作条件的情况下进行的。作者通过大量的试验,不仅测定了在不同的工作条件下钻头滑动轴承系统可能产生的最高温度,而且分析了轴承温升和各种钻井参数之间的相互关系。这些测试结果,对于改进钻头轴承系统的结构,筛选轴承材料,改善轴承的润滑,以及制订钻头的检验标准等,都有参考价值。     

三牙轮钻头井底平面流场物理模型及相关性检验

在某些筒化及假设的前提下，建立了三牙轮钻头井底平面流场物理模型，并进行了实验验证。实验结果表明，井底平面流场服从所建立的物理模型，从而为井底流场的计算机模拟奠定了基础。     

三牙轮钻头井底平面流场物理模型及相关性检验

在某些简化及假设的前提下,建立了三牙轮钻头井底平面流场物理模型,并进行了实验验证.实验结果表明.井底平面流场服从所建立的物理模型.从而为井底流场的计算机模拟奠定了基础.     

三牙轮钻头齿面结构对破岩效率影响的研究

本文叙述了三牙轮钻头齿面结构对破岩效率影响的研究方法,研究工作是用全尺寸钻头在地面钻头试验架上进行。作者根据试验钻头对不同岩石钻进时所测得的钻进参数、钻进指标和钻头的井底模式,结合它们的齿面结构,分析其对破岩效率的影响,找出各钻头齿面结构的优缺点。从而对现有国产钻头提出改进意见,并将所获得的认识用于新钻头的设计之中。