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三牙轮钻头在井底的运动

三牙轮钻头

三牙轮钻头在井底的运动


在石油钻井中,牙轮钻头能适应各种地层的钻井,是主要的破岩工具之一。牙轮钻头在井底工作时的运动状态和受力状态是相当复杂的。国内外对牙轮钻头的工作原理,无论在理论研究或实验研究方面都作了大量的工作,这些研究成果为钻头的设计使用提供了依据。


    三牙轮钻头在井底的运动,决定牙轮与牙齿的运动,也就直接决定牙齿对地层岩石的破

 

碎作用。因此,在了解钻头破碎岩石的工作原理之前,首先应了解钻头在井底的运动。

一、钻头的公转

钻头牙轮绕钻头轴线作顺时针方向旋转的运动简称为钻头的公转。钻头公转的速度就是转盘或井下动力钻具的旋转速度。钻头公转时,牙轮绕钻头轴线旋转,牙轮上各排牙齿绕钻头轴线旋转的线速度不同,外排齿的线速度最大。

二、钻头的自转

钻头旋转时,沿着从牙轮底平面到牙轮尖部的方向看,牙轮绕自身的轴线作反时针方向的旋转称自转。牙轮的转动是岩石对牙齿的吃入破碎作用产生反作用的结果。牙轮自转转速的影响因素有公转转速、钻头结构、齿面结构、钻井参数和岩石性质等。一般情况下,牙轮自转的转速比钻头公转的转速快。把牙轮自转转速与钻头公转转速之比称为轮头比,轮头比的值一般在1--1.5之间。