深井三开常用的PDC钻头：
φ215mmM1365R
φ215mmDSX813
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 切削齿材料
人造金刚石：聚晶金刚石复合片切削元件，是 在150度6000-8000兆帕下，由聚晶金刚石小晶
体烧结成厚度0.5 -0.64毫米金刚石薄层，粘结
在碳化钨基片上，形成切削齿。金刚石是世界 上已知的最硬的材料，其莫氏硬度为10级；研
3、牙轮卡死：轴承失效、缩径导致挤压牙 轮打架。 4、钻头出心：地层研磨性强、井底有金属 落物。
5、牙轮冲蚀：研磨性地层钻进排量不足， 岩屑反复冲蚀、钻头偏心旋转或钻压过大。
6、齿顶磨平：地层硬、钻压低转速高、
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 常用PDC钻头
深井二开常用的PDC钻头： φ315mmM1951SGU φ311mmM1955SR
标准系列
HA HJ FA FJ
特殊系列
HAT HJT FAT FJT HAS HJS FAS FJS
5 6 7
8 9
滚动轴承橡胶密封 滚动轴承金属密封 非密封滚动轴承
滑动轴承橡胶密封单牙轮钻头 滑动轴承橡胶密封强化型单牙轮钻头
GA GJ W
YA YC
GAT GJT
GAS GJS
一、钻头的使用（牙轮钻头）
击作用解除。
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 合理起钻时间
1、岩性变化不大，机械钻速逐渐降低。
2、扭矩增加，机械钻速剧降。 3、泵压升高或降低。
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 钻头损坏描述和分析
1、断齿、碎齿：选型不当、井底不干
净、钻压过大、转速过高、地层太硬。
2、钻头出心：井底有金属落物、钻压 过大、掉齿引起。 3、冲蚀：钻进排量过大，喷嘴或流道 面积小、地层研磨性强、含砂量高。
螺杆钻具故障分析
异常现象 原因分析 马达失速 泵压升高 有零件卡死或水眼堵塞 钻头磨损 砂卡 泥浆流量减少 旁通阀刺漏 钻柱刺漏 泵压降低 钻压低 壳体脱扣 壳体断 万向轴断 旁通阀刺或不能自动关闭 判断及处理方法 将钻头提离井底，如果压力恢复正常，可以判断为钻压过高 将钻头提离井底，压力不降，起钻检查 细心观察，如仍无进尺，取出更换 无法正常开泵，起钻检查 检查泥浆泵流量 上提钻具，压力表读数低于循环压力，起钻检查 上提钻具，压力表读数低于循环压力，起钻检查 施加正常钻压 上提钻具，压力表读数低于循环压力 上提钻具，压力表读数低于循环压力 上提钻具，压力表读数低于循环压力 可以反复启停泥浆泵试验。无效则起钻检查
二、钻井工具的使用
3、万向轴总成
万向轴的上端连接马达的
转子、下端连接传动轴的导 流水帽，其作用是将做行星 运动的转子和做定轴转动的 传动轴连接起来，把马达的
输出扭矩及转速通过传动轴
传递到钻头。
二、钻井工具的使用
4、 传动轴总成
传动轴的功能是将马达的扭矩和转速传给 钻头，同时要承受钻进时地层作用于钻头的 轴向力和径向力。传动轴总成的寿命决定了 螺杆钻具的寿命。钻头水眼压降较大时，密 封机构两端压差较大，不利于密封机构的工 作。因此，使用具有密封传动轴的螺杆钻具， 应当在满足钻井需要的情况下，尽量选用较 大的喷嘴，降低钻头水眼压降。
用同样方法测量，如果差值在25mm以上，送修。
（3）心轴转动一定角度后卸去外力应复位。
（4）减震器本体外径磨小6毫米以上或有影响
安全的伤痕时，不能下井使用。
二、钻井工具的使用
（5）下钻用大钳紧扣时，严禁钳牙咬住油堵或螺纹
端面位置，以防损坏。卡瓦或安全卡瓦不要卡在心 轴上。紧扣扭矩与同尺寸钻铤一致。 （6）钻进中要求操作平稳，严禁顿钻溜钻。若发生 顿钻溜钻异常情况，应及时起钻检查。 （7）在正常使用情况下，减震器在井下钻进400小 时后，要进行拆检。 （8）如长时间不用，应将裸露在外外面螺纹、伸 缩颈镀铬表面、油堵部位清洗干净，涂上防腐脂。 两端戴好护丝。
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 注意事项
1、井底造型
2、钻头扶正：切削齿不均匀清洗和冷却、切削齿承载不均、保径区 磨损加剧、机械钻速和寿命降低。 3、几点要求： ①下完钻或每次接单根后，以正常排量慢放钻头接触井底，加钻压不 超过0.5吨，启动转盘，待正常后，逐渐增加钻压到预定值，不得猛放， 以防扭矩过大，钻头损坏。 ②钻进中，送钻均匀，严防溜钻、顿钻，注意转盘扭矩变化情况，钻 遇硬夹层要减压减转速，防止发生钻头事故。 ③正常钻进中，需要停止转动时，必须待指重表恢复原悬重后，才能 摘去转盘离合器，以防止突然停转而恢复原长度，形成相当大的附加 钻压而损坏钻头。
二、钻井工具的使用
2、马达总成
螺杆钻具的马达由定子和转子两个零件组成。
定子是在钢管内壁上压注并粘结牢固的橡胶衬 套。转子是一根经过机械加工并经高硬度表面 处理的螺杆。 螺杆钻具马达的转子具有不同的头数。头数越 多,马达转速越低、功率越大。加长马达具有很 大的输出扭矩和功率，可以满足在长的直井段 快速钻进的需要；短马达使螺杆钻具整机的长 度缩短，可以满足提高造斜率的要求。大直径 螺杆钻具输出力矩大。级数越多、功率越大。
组成。 通过两种阻尼弹簧元件碟簧和硅油的压缩储能来吸收
钻具的震动。钻压通过心轴和心轴接头压缩蝶簧和硅
油，传递给外筒再加在钻头上，钻头产生的跳动和震 动迫使蝶簧和硅油压缩吸收能量，达到减震目的。具
有良好的可维护性、耐高负荷和较高的使用寿命。
二、钻159DHJ ②拉开长度4210mm ③外径φ159mm ④水眼直径φ50.8mm ⑤最大工作行程120mm
二、钻井工具的使用
● 螺杆钻具型号表示方法（以北石厂为例）
C 5 LZ 172 * 7.0 - D K W F G ：
其中“C”表示： 马达形式（C-长马达、D-短马达、省略-常规马达） “5”表示： 转子头数 “LZ”表示： 螺杆钻具产品代号 “172”表示： 螺杆钻具规格（直径,mm） “7.0”表示： 允许使用的钻头水眼压降（MPa） “D”表示： D-单弯（弯接头或弯壳体） “K”表示： K-可调弯壳体钻具 、 省略-固定弯壳体钻具 “W”表示： 稳定器（W-传动轴壳体带稳定器；省略-不带稳定器） “F”表示： 转子中空分流（F-转子中空分流；省略-转子非中空） “G”表示： 钻具耐温特性（G-耐温150℃；省略-耐温120℃）
二、钻井工具的使用
● 螺杆钻具的使用
﹡地面试运转螺杆钻具，检查旁通阀开启关闭是否正常， 记录启动压力。 ﹡下钻过程中进行中途循环，降低螺杆处钻井液静止温度。 ﹡钻杆内放置钻杆滤清器，严防管内落物堵塞螺杆。 ﹡使用四级固控设备，固相含量控制在0.5%以内，延长螺 杆使用寿命。 ﹡均匀送钻，观察泵压的变化，防止溜、顿钻造成蹩泵。 ﹡遇到蹩泵的情况必须及时停泵、停转盘、提起钻具使钻 头脱离井底，然后重新下放开始钻进。 ﹡钻具静止时间不超过3分钟，活动距离大于5米。不能上 提下放活动时要使用转盘活动。
螺杆钻具主要由旁通阀、马达、万向轴和传动轴等
四个部件组成。
二、钻井工具的使用
1、旁通阀总成 阀芯有两个位置：开启位置和关闭位置。 旁通阀的开启与关闭由钻井液的流量控 制。在起下钻作业过程中，泥浆泵停泵 或流量较小，旁通阀自动开启，将钻柱 内孔与环空连通。起钻时钻柱内的泥浆 经阀口流入环空。下钻时环空内的泥浆 经阀口进入钻柱，减少钻柱内外的压力 差。正常钻进时，旁通阀关闭。此时泥 浆流经马达，把压力能转换为机械能。
钻头分类号：
由三位数字组成-----第一位数字为切削结构类别及地层系列号，
第二位数字为地层分级号，
第三位数字为钻头结构特征代号。
一、钻头的使用（牙轮钻头）
附加结构特征代号
代号 C H G L K 附加结构特征 中 心 喷 嘴 金刚石保径 掌 背 强 化 掌背扶正块 宽 齿
Y
R
圆 锥 形 齿
轴承表面喷涂
保径掌尖采用增强型敷焊，全掌背保径。 3、Q系列钻头：轴承采用高精度金属密封。切削结构优 化齿型设计。喷射采用三个边喷嘴、一个中心气孔。
一、钻头的使用（牙轮钻头）
● 操作要点及使用注意事项
1、入井前检查. 2、硬地层、井斜大、井径不规则处控制下钻速度、以防 断齿和掌尖磨损密封早期失效。新钻头下钻留一单根，充 分循环钻井液旋转下放到井底。 3、活动牙轮 。轻压慢转跑合时间30分钟以上，金属密封 钻头跑合时间40分钟以上。 4、接完单根下放速度不宜过快，更不允许突然刹车。 5、钻进中加压均匀，任何情况下都不允许加压启动转盘。
磨硬度8167，为刚玉的150倍；抗压强度8700
兆帕，为刚玉的3.5倍。缺点是性脆、抗冲击能 力较差、热稳定性也较差。聚晶金刚石复合片
700度时颗粒之间粘结剂既失效。
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 主要设计参数
1、负前角（与岩石工作面 垂线夹角） 2、侧偏角（与钻头径向平 面夹角）
3、露齿高度
4、布齿密度
一、钻头的使用（PDC钻头）
● 异常情况判断及处理
1、钻头泥包：扭矩值突跌、机械钻速下降、泵压升高。 将钻头提起距井底0.3-0.5米大排量循环；高速旋转；重 复进行。 2、钻头蹩跳：扭矩增大、钻具振动、仪表显示不稳定。 地层因素引起的改变钻井参数、落物引起低转速小钻压。
3、喷嘴堵塞：泵压升高、钻速下降、扭矩增加。依靠水
⑥最大工作钻压600kn ⑦适应温度-40--150℃ ①型号178DHJ
②拉开长度4210mm
③外径φ178mm ④水眼直径φ57mm
⑤最大工作行程120mm
⑥最大工作钻压600kn
⑦适应温度-40--150℃
二、钻井工具的使用
3、操作使用注意事项
（1）下钻检查油堵是否松动和漏油。
（2）下钻用1-3根钻铤加压测量工作行程。起钻
钻头与钻井工具的使用
吕长文 2008年2月20日