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刮刀钻头工作原理及使用方法

2023-04-04 16:40:20

钻头的种类分为很多种,按类型可分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头和PDC钻头等四种;按功用分为多方面钻进钻头、取心钻头和特别工艺用钻头(比如扩眼钻头、定向造斜钻头等)。今天我们一起来了解下刮刀钻头的工作原理及使用方法吧!

1、刮刀钻头的结构

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件。

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,其切削过程类似于刀具切削软金属。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。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,当扭转力增大到优良值时,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。

3、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,钻头容易损成锥形,此时要特别注意防斜和防止井径缩小。

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