刮刀鉆頭

目前石油行業(yè)使用的鉆頭有很多種類，以不同的鉆進方式為根據(jù)對鉆頭進行分類，可以將其分為金剛石鉆頭、牙輪鉆頭與刮刀鉆頭，這三種鉆頭是最基本的鉆頭形式。在這三種鉆頭中，在石油鉆探工作中應用最為普遍、最為廣泛的一種是牙輪鉆頭，其應用程度也比較深。將這三種鉆頭進行對比，使用范圍最小的一種鉆頭是刮刀鉆頭。本文主要介紹的是金剛石鉆頭與牙輪鉆頭 。

鉆頭金剛石

切削刃使用的是金剛石材料的鉆進刀具就是金剛石鉆頭，金剛石鉆頭的主要優(yōu)勢在于能夠適應研磨性較高、地質較硬的地層，切割性能也比較優(yōu)良。在高速鉆探方面具有非常顯著的優(yōu)勢。

以所適應地層的差異為根據(jù)，可以將金剛石鉆頭分為普通金剛石鉆頭、聚晶金剛石復合片鉆頭兩大類。在這兩大類之中，普通金剛石鉆頭適用于研磨性較高、地質較硬、地質復雜的地層；聚晶金剛石復合片鉆頭能夠被廣泛的應用于硬質地層、軟質地層、軟硬適中的地層，其應用范圍十分廣泛。刀片的不同是這兩種金剛石鉆頭的主要差別所在。

聚晶金剛石復合片鉆頭主要有四個組成部分，即金剛石復合片、噴嘴、胎體以及鉆頭體；普通金剛石鉆頭主要有四個組成部分，即金剛石顆粒、噴嘴、胎體以及鉆頭體。因為金剛石鉆頭的切割性能比較優(yōu)良，因此在選擇金剛石鉆頭當做石油鉆井工具時，能夠高速鉆探，也能夠在一定程度上擴大鉆深。在使用金剛石鉆頭進行石油鉆井作業(yè)的過程中，需要高度注意的有以下幾個方面：

第一，金剛石鉆頭的價格比較高，因此在使用時應小心操作，降低損壞程度；

第二，金剛石鉆頭在熱穩(wěn)定性方面具有一定的缺陷，因此在使用時要保證鉆頭的冷卻性能、清洗情況；

第三，其質地比較脆，因此金剛石鉆頭的抗沖擊性能會比較差，應該嚴格按照金剛石鉆頭的相關規(guī)程來進行嚴格的、規(guī)范的操作 。

鉆頭牙輪

以牙輪鉆頭的結構為依據(jù)，可以將其分為水眼、軸承、巴掌、牙輪以及鉆頭體這五個部分。如果是密封噴射式的牙輪鉆頭，在一般情況下還包括儲油補償系統(tǒng)這一部分。螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部，鉆柱與螺紋進行相互連接，鉆頭下部會存在牙輪，其上帶有三個巴掌，牙輪軸上裝上牙輪，牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承，牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作。鉆井液的通道就是鉆頭的水眼。在進行石油鉆井工作的過程中，通過鉆進過程中的橫向剪切作用、縱向振動作用，牙輪鉆頭會實現(xiàn)破碎巖石的目的，從而能夠提升鉆井速度。

在選擇牙輪鉆頭當做石油鉆井工具時，需要按照鉆井設備的實際情況、地層的實際條件以及相鄰油井的地質資料、地層資料來進行牙輪鉆頭的選型。在進行選擇時，需要考慮的問題主要有以下幾點：

首先，應考慮鉆井地層中的軟硬交錯情況是否存在；

其次，應考慮在石油鉆井工作中是否需要防斜鉆進、曲線作業(yè)；

再次，應考慮同一油井中的不同鉆進井段的實際深淺情況；

最后，應考慮鉆井地質、地層的可研磨性以及軟硬程度 。

簡介

上世紀初，牙輪鉆頭代替刮刀鉆頭在硬質研磨性地層應用，但這種鉆頭在鉆頁巖和其他塑性巖層中的缺點主要是壓持作用造成井底泥包，而隨著鉆深和井底壓力以及泥漿比重的增加，泥包現(xiàn)象會更加嚴重。為了解決這個問題，多年來各鉆頭制造商對牙輪鉆頭進行了各種改進，但收效甚微?？紤]到刮刀鉆頭或固定切削齒鉆頭在此方面受到的影響較小，人們開始嘗試將兩種鉆頭相結合。隨著PDC 鉆頭的推廣應用，以及PDC 切削齒技術的改進，固定切削齒PDC 鉆頭在多種地層中逐漸取代牙輪鉆頭。但在硬質、研磨性地層以及復雜定向鉆井作業(yè)中，由于性能的限制，PDC 鉆頭無法取代牙輪鉆頭。 　為了發(fā)揮牙輪鉆頭和PDC 的優(yōu)點，貝克休斯公司最近開發(fā)出集成了牙輪和PDC 鉆頭的新一代的復合鉆頭。現(xiàn)推出的復合鉆頭共有兩種設計，一種是小尺寸兩刀翼、雙牙輪鉆頭，另一種為稍大尺寸的三刀翼、三牙輪鉆頭。這些鉆頭的設計基于四刀翼和六刀翼PDC 鉆頭，而副刀翼的位置則被短尺寸的牙輪所替代。這樣，井眼的中心位置是由位于主刀翼上的PDC切削齒完成破巖的，而井眼外圍部分的鉆進由牙輪和刀翼上的切削齒共同完成，井眼外圍部分的破巖難度較高，破巖效果主要取決于牙輪與刀翼的配合。2100433B