类盘式牙轮钻头破岩机理实验研究

基于盘式钻头破岩机理和镶齿牙轮钻头牙齿材料及固齿特点,提出了针对硬地层的类盘式牙轮钻头技术构想。开展了斧形齿、楔形齿及锥形齿的单齿压入实验、齿圈破岩实验以及类盘式牙轮钻头室内钻进实验。实验结果表明,类盘式钻头的破碎坑井底周向覆盖率高于牙轮钻头,提高了破岩效率,同时避免了盘式钻头因与岩石接触区域大而造成的分压现象,提高了与岩石之间的接触应力,其侵入岩石的能力大幅度增强。因此,类盘式钻头是一种有望在硬岩钻进中比盘式钻头更有效的破岩工具。

类盘式三牙轮钻头方案设计

类盘式三牙轮钻头是一种具有全新齿面的牙轮钻头。其结合了盘式钻头和镶齿钻头的主要优点,使其具有镶齿钻头硬质合金齿的高耐磨性和高抗压能力以及盘式钻头的优越的破岩机理和高破岩效率。在设计中采用了全新的齿形和布齿方案,将镶齿钻头和盘式钻头有机地结合在一起;很好地解决了盘式钻头切削齿不耐磨的缺点。类盘式三牙轮钻头对硬地层破岩,提高深井、超深井的破岩效率具有重要意义。