二、 三牙轮钻头 （三）牙轮钻头的使用 3、钻头尺寸与喷嘴 （4）喷嘴选用原则
三等径不如三组合
三组合不如双组合
二、 三牙轮钻头 （四）钻头选型原则
1、地层的软硬程度和研磨性。软地层选择牙齿长的钻头， 硬地层选择齿短、齿密的钻头。 2、钻进井段的深浅。井浅时，选用机械钻速高的钻头；井 深时，选用总进尺多的钻头。 3、易斜地层。不移轴量小的钻头，有利于防斜。 4、软硬交错地层。 选用适合硬地层使用的钻头，就高不就 低。
优点：有利于破碎岩石，提高钻井速度。 缺点：钻头轴承早期损坏；
硬质合金齿崩碎； 钻柱疲劳损坏。
二、 三牙轮钻头 （二）牙轮钻头的工作原理 3、剪切作用
剪切作用是由牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的 滑动实现的。
产生滑动的原因是由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结 构特点引起的。
二、 三牙轮钻头 （二）牙轮钻头的工作原理 3、剪切作用
190～222.3 431/ 41/2REG 16.3～21.7
9-1/2～13-3/4 241.3～349.3 631/ 65/8REG 38～43.4
14-1/2～26 368.3～660.4 731/ 75/8REG 46.1～54.2
二、 三牙轮钻头
（三）牙轮钻头的使用 3、钻头尺寸与喷嘴 （1）喷嘴型号表示
首位数
表示意义
岩性
1
铣齿，低抗压强度高可钻性的软地层
软
2
铣齿，高抗压强度的中到硬地层
中硬
3
铣齿，中等研磨性或研磨性的硬地层
硬
4
镶齿，低搞压强度高可钻性的软地层
软
5
镶齿，低抗压强度的软到中硬地层 软至中硬
6
镶齿，高抗压强度的中硬地层
中硬
7
镶齿，中等研磨性或研磨性的硬地层
硬
8
镶齿，高研磨性的极硬地层
极硬
喷嘴型号如何表示？不同的厂家表示方法也不尽相同。 以江汉厂喷嘴为例： S4-16
喷嘴类型代号 S-标准型 P-保护盖型 M-长喷嘴型
喷嘴尺寸代号
喷嘴出口直径 单位：mm
二、 三牙轮钻头
（三）牙轮钻头的使用 3、钻头尺寸与喷嘴 （2）喷嘴的安装
①先用卡簧钳去掉卡簧，再拨出钻头上的塑料保护套，检查 胶圈； ②检查卡簧槽是有油漆或其它异物堵塞，若有异物，用细钢 丝清除干净； ③在喷嘴上涂少量黄油，将喷嘴放入钻头水眼内； ④使用木块垫在水眼上，用小榔头轻轻敲击，水眼到位。 ⑤安装卡簧，检查卡簧是否完全到位。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构
2、轴承结构
钻头轴承有三种：滚动轴承、滑动轴承、卡簧滑动轴承。卡 簧滑动轴承是主要为国外厂家产品，国内牙轮钻头的轴承绝大 多数只有滚动轴承和滑动轴承二种。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构
2、轴承结构
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
实例：8-1/2″HJT517G
钻头分类号：表示IADC编码，采用SPE/IADC23937 的规定，由三位数字组成。 首位数为切削结构类别及地层系列号； 第二位为地层分级号； 末位数为钻头结构特征代号。
二、 三牙轮钻头
（三）牙轮钻头的使用 1、钻头的分类及型号编码
首位数——为切削结构类别及地层系列号，由数字1～8表示八个系列
硬质合金齿有10多种，如球形、锥形、锲形、勺形、锥勺 形、偏顶勺形、平头形、圆锥锲形等，不同地层、不同岩性其 破岩机理不同，钻头牙齿形状也不同。一种型号钻头上往往不 全是一种齿形。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
钢齿形状多为锲形，为了加强钻头保径，外排齿往往设计成 “T”、“L”、“Ⅱ”；为了克服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。
20汇11报年井提控纲工作汇报
一、钻头简介 二、三牙轮钻头
三、PDC钻头
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构
牙轮钻头主 要有巴掌 （牙掌）、 轴承、牙轮、 水眼、储油 系统等部分 组成。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构
1、牙掌
牙掌是牙轮钻头的主要零件。一只三牙轮钻头由三片牙掌 组装焊接在一起。它上部有连接螺纹，与钻具连接，下部有一 定倾角的轴颈，与牙轮内孔组成轴承副。牙掌上有水孔流道， 还安装有储油压力补偿装置。轴颈承受载荷，需要较高的耐磨 性及硬度，同时基体内部又需要有足够的强度及耐冲击韧性。
推荐上扣扭 矩（KN.m）
3-3/4～4-1/2 95.3～114.3 2A31/ 23/8REG 4.1～4.7
4-5/8～4-7/8 117.5～123.8 231/ 27/8REG 6.1～7.5
5-1/2～6-3/4 139.7～171.5 331/ 31/2REG 9.5～12.2
7-1/2～8-3/4
8 1/2 ″ ：钻头直径为8.5英寸（即215.9mm） HJT：滑动轴承金属密封特别保径 517：低抗压强度，软到中地层镶硬质合金齿 G：掌背加强 L：掌背扶正块
二、 三牙轮钻头
（三）牙轮钻头的使用 2、钻头尺寸与扣型 不同钻头尺寸，钻头扣型也尽相同，所需的上扣扭矩也不同。
钻头尺寸
英寸
毫米
扣
型
一、 钻头简介
刮刀钻头
刮刀钻头有双翼刮刀、三翼刮刀、四翼刮刀之分，最常见 的为三翼刮刀钻头。
一、 钻头简介
牙轮钻头
牙轮钻头按牙轮数目分有单牙轮钻头、双牙轮钻头、三牙轮 钻头、多牙轮钻头。最常见的为三牙轮钻头。
一、 钻头简介
金刚石钻头
金刚石钻头按金刚石来源分为天然金刚石钻头、人造金刚石 钻头两大类。
二、 三牙轮钻头 （三）牙轮钻头的使用 3、钻头尺寸与喷嘴 （3）安装喷嘴注意事项
①钻头喷嘴安装需用专用工具卡簧钳，安装时必须注意卡簧 的正反面，并安放到位，防止使用中途喷嘴落入井内。 ②喷嘴材料为硬质合金，易碎易断，安装喷嘴时禁止使用金 属物直接敲击喷嘴。 ③安装钻头紧扣时注意防止碰断喷嘴，钻头紧扣后上提钻头， 再次确认喷嘴是否完整。
河南钻井
钻头的认识与使用
生产技术科 钻井28队 田逢智
2017年1月
20汇11报年井提控纲工作汇报
一、钻头简介 二、三牙轮钻头
三、PDC钻头
一、 钻头简介
目前石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头、牙轮钻头、金刚 石钻头三大类型。
河南钻井所使用的钻进钻头主要是牙轮钻头和金刚石钻头 （PDC钻头）。刮刀钻头已淘汰不用。
牙轮是一个锥体，分为单锥和复锥两种。单锥由主锥和背组 成，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。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
a—单锥 b、c—复锥 1—主锥 2—副锥 3—背锥
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 4、储油压力补偿系统
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 5、钻头喷嘴
为了解决岩屑及时冲离井底，避免重复切削，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 装了喷嘴。
钻头喷嘴由硬质合金加工而成，常用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。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
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。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 4、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、挡圈 等零件组成。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，使钻头在密封状态和润滑条件下良好工作。
二、 三牙轮钻头
（四）钻头选型原则 东部牙轮钻头使用优选方案
1、由铣齿到镶齿，牙齿由长到短。
铣齿钻头
437系列钻头
517系列钻头
617系列钻头Байду номын сангаас
537系列钻头
2、定向应选择适合高速的钻头。如：HJ系列钻头、MD系 列钻头。 3、若上只钻头外径磨损严重，则考虑选择保径钻头。如： 掌背强化钻头、掌背扶正块钻头。
二、 三牙轮钻头 （二）牙轮钻头的工作原理 2、钻头的冲击破岩
牙轮滚动，牙齿单齿、双齿交错接触井底，产生钻头的纵 向振动，这是牙轮钻头破岩的主要方式。
钻头在井底纵向振动通过钻头牙齿转化为对地层的冲击作 用，冲击作用与静压入力一起形成了钻头对地层岩石的冲击、 压碎作用。
二、 三牙轮钻头 （二）牙轮钻头的工作原理 2、钻头的冲击破岩
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
牙轮上的牙齿分镶齿与钢齿（铣齿）两种，镶齿是在牙轮外 锥面的齿圈上钻孔，镶上大小、形状不同的硬质合金齿；钢齿 则直接从牙轮锥体上铣出。三牙轮钻头的各排齿互相齿合，有 效而不重复地全面破碎井底地层岩石，并防止齿槽泥包。
二、 三牙轮钻头 （一）牙轮钻头的结构 3、切削结构—牙轮与牙齿
11
适合高转速，软或中软地层钻进
SWT高效钢齿钻头系列
12
适用深井硬地层，如：火成岩、花岗岩
HF硬地层钻头系列
13
适用定向井、水平井、高温深井钻井
MD高速马达钻头系列
二、 三牙轮钻头 （三）牙轮钻头的使用 1、钻头的分类及型号编码
二、 三牙轮钻头
（三）牙轮钻头的使用 1、钻头的分类及型号编码
钻头分类号
牙齿的滑动虽然可以剪切井底岩石以提高破碎效率，但也 相应地使牙齿磨损加剧。