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      鑲齒三牙輪鉆頭的工作原理分析

      鑲齒三牙輪鉆頭處在鉆壓以及鉆柱旋繞的效果之下,牙齒在壓碎之后并且還吃入了巖石,還同一時間出現了相應的滑動而剪切巖石。

         在石油鉆井中,牙輪鉆頭能適應各種地層的鉆井,是主要的破巖工具之一。鑲齒三牙輪鉆頭在井底的運動,決定牙輪與牙齒的運動,也就直接決定牙齒對地層巖石的破碎作用。因此,在了解鉆頭破碎巖石的工作原理之前,起先應了解鉆頭在井底的運動。牙輪鉆頭在井底工作時的運動狀態和受力狀態是相當復雜的。國內外對牙輪鉆頭的工作原理,無論在理論研究或實驗研究方面都作了大量的工作,這些研究成果為鉆頭的設計使用提供了依據。

        鑲齒三牙輪鉆頭的工作原理分析:
       ?。?)鉆頭的公轉:鉆頭牙輪繞鉆頭軸線作順時針方向旋轉的運動簡稱為鉆頭的公轉。鉆頭公轉的速度就是轉盤或井下動力鉆具的旋轉速度。鉆頭公轉時,牙輪繞鉆頭軸線旋轉,牙輪上各排牙齒繞鉆頭軸線旋轉的線速度不同,外排齒的線速度較大。
       ?。?)鉆頭的自轉:鉆頭旋轉時,沿著從牙輪底平面到牙輪尖部的方向看,牙輪繞自身的軸線作反時針方向的旋轉稱自轉。牙輪的轉動是巖石對牙齒的吃入破碎作用產生反作用的結果。
       ?。?)牙輪自轉轉速的影響因素:公轉轉速、鉆頭結構、齒面結構、鉆井參數和巖石性質等。一般情況下,牙輪自轉的轉速比鉆頭公轉的轉速快。把牙輪自轉轉速與鉆頭公轉轉速之比稱為輪頭比,輪頭比的值一般在1--1.5之間。
        鑲齒三牙輪鉆頭滑動軸承系統與一般機械滑動軸承相比,在軸承結構、承受的載荷、軸承的工作環境和滑動副之間的相對轉速等方面都具有特別性。石墨高速切削加工刀具性能和穩定性提出了較高的要求,特別是金剛石涂層刀具在涂層前需要經過刀口的鈍化處理,才能保障涂層的牢固性和使用壽命。但是在國內金剛石涂層技術還處于起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石涂層在近期不會有太大發展,不過我們可以在普通刀具的基礎上,優化刀具的角度,選材等方面和改善普通涂層的結構,在某種程度上是可以在石墨加工當中應用的。
       ?。?)針對普通浮動套軸承接觸應力分布不均情況,就其外緣和內緣該文分別提出了全凸型、修正線型(直線+相交圓?。┖蛯敌偷绕渌N母線修形曲線。
       ?。?)通過編制的仿真分析計算軟件計算表明,母線修形對于改善滑動軸承接觸應力分布,提高軸承磨損壽命都具有顯著意義。鉆頭是石油鉆探的主要工具,它的使用壽命幾乎直接取決于鉆頭軸承的壽命。
       ?。?)鑲齒三牙輪鉆頭的刀具夾持后鉆尖處徑向圓跳動應在0.02mm以內,對于工件旋轉的加工方式,工件旋轉中心與刀具中心線的偏差應在0.02mm以內。
       ?。?)刀具夾持懸伸部分應盡可能地短,以增強其安裝剛性。要合理選用切削液,有效地減小鉆削中的摩擦和改善散熱條件。
       ?。?)鉆孔一般作為粗加工,切削液的主要作用是提高鉆頭壽命,也就是冷卻性能要好,通常采用乳化油水溶液,其熱容量大,導熱系數較高,具有良好的冷卻性能。
       ?。?)如果鉆孔粗糙度和精度有所要求,那么應采用以潤滑為主的切削油,如加工鋁合金工件時則采用機油與煤油的混合油為宜。
        鑲齒三牙輪鉆頭處在鉆壓以及鉆柱旋繞的效果之下,牙齒在壓碎之后并且還吃入了巖石,還同一時間出現了相應的滑動而剪切巖石。在其處在井底滾動的時候,其上面的牙齒會依次的沖擊以及壓入到地層,這個效果能夠把井底巖石壓碎一部分,同一時間依靠其的滑動使得具備的剪切的效果減弱牙齒之間剩余的另一些的巖石,使得在井底的巖石全部破碎,井眼得以延伸。
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