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牙輪鉆頭作為一種鉆削巖層的工具已被廣泛應(yīng)用,牙輪,鉆頭性能的顯著改進(jìn)直接降低鉆井成本,尤其是近十年進(jìn)步較快。使用壽命和鉆速兩個(gè)性能指標(biāo),它們確定鉆頭影響鉆井成本的程度。提高鉆頭的機(jī)械鉆速和使用壽命是降低鉆井成本的有效途徑,有資料證實(shí),鉆速的改進(jìn)比鉆頭壽命的改進(jìn)對(duì)降低鉆井成本的影響更大,其中鉆頭切削結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是提高鉆頭的機(jī)械鉆速較直接的方法。很長(zhǎng)時(shí)間以來,人們對(duì)切削結(jié)構(gòu)的改進(jìn)主要集中于主切削齒結(jié)構(gòu),牙輪供應(yīng)商,例如在硬質(zhì)合金齒結(jié)構(gòu)方面,人們先后發(fā)明了楔形齒、勺形齒、偏頂勺形齒、等磨損齒等等。人們逐漸認(rèn)識(shí)到保徑結(jié)構(gòu)也對(duì)鉆頭機(jī)械鉆速和壽命有較大影響,尤其在大斜度井和水平井應(yīng)用的鉆頭要求具有合理的保徑結(jié)構(gòu),許多新型保徑結(jié)構(gòu)被研究開發(fā)出來并應(yīng)用到牙輪鉆頭上取得了良好的效果。
三牙輪鉆頭是石油鉆井的重要工具,其工作性能的好壞將直接影響鉆井質(zhì)量、鉆井效率和鉆井成本f1。三牙輪鉆頭設(shè)計(jì)大多是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合試湊的方法,反復(fù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算,因而設(shè)計(jì)精度低、周期長(zhǎng),牙輪批發(fā)廠家,難以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,牙輪廠家,而且每次計(jì)算只能設(shè)計(jì)出一個(gè)鉆頭,效率低。因此,開發(fā)出一套三牙輪鉆頭CAD系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)三牙輪鉆頭的參數(shù)化繪圖就顯得非常必要。1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)三牙輪鉆頭參數(shù)化繪圖系統(tǒng)采用功能模塊化的編程方法,把整個(gè)系統(tǒng)分為四大功能模塊:用戶界面管理模塊、鉆頭齒面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、參數(shù)化繪圖模塊。用戶界面的設(shè)計(jì),采用內(nèi)嵌于AutoCAD的VBA二次開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)。用戶通過用戶界面模塊輸入三牙輪鉆頭設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù),實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交流。鉆頭齒面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊的主要功能是根據(jù)三牙輪鉆頭設(shè)計(jì)理論完成復(fù)雜的三牙輪鉆頭設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算。數(shù)據(jù)庫管理模塊是由Access 2003以數(shù)據(jù)表格的形式建立的數(shù)據(jù)庫。
石油鉆井和地質(zhì)鉆探中應(yīng)用較多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉(zhuǎn)時(shí)具有沖擊、壓碎和剪切破碎地層巖石的作用,所以,牙輪鉆頭能夠適應(yīng)軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鉆頭和長(zhǎng)噴嘴牙輪鉆頭出現(xiàn)后,牙輪鉆頭的鉆井速度大大提高,是牙輪鉆頭發(fā)展的一次重大革命。牙輪鉆頭按牙齒類型可分為銑齒(鋼齒)牙輪鉆頭、鑲齒(牙輪上鑲裝硬質(zhì)合金齒) 牙輪鉆頭;按牙輪數(shù)目可分為單牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭和組裝多牙輪鉆頭。國內(nèi)外使用較多、較普遍的是三牙輪鉆頭。
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