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引起江汉钻头振动的原因解析

江汉钻头牙轮的滑动:破碎不同类型岩石红中彩票_官网登录,对钻头要求不同的滑动量红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,可通过设计钻头时采用不同的结构及参数获得红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。

   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红中彩票_官网登录。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红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,牙轮上各排牙齿绕钻头轴线旋转的线速度不同,外排齿的线速度大红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。钻头旋转时红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,沿着从牙轮底平面到牙轮尖部的方向看红中彩票_官网登录,牙轮绕自身的轴线作反时针方向的旋转称自转红中彩票_官网登录。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红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。牙轮自转转速的影响因素有公转转速红中彩票_官网登录、钻头结构红中彩票_官网登录、齿面结构红中彩票_官网登录、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红中彩票_官网登录。把牙轮自转转速与钻头公转转速之比称为轮头比红中彩票_官网登录,轮头比的值一般在1--1.5之间红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。

  对于一个牙轮而言红中彩票_官网登录,不同位置的齿排的滑动方向是不同的。外排齿及靠近外排齿的齿排红中彩票_官网登录,一般是正向滑动(假设钻头旋转红中彩票_官网登录,而牙轮不自转时红中彩票_官网登录,牙齿在井底的滑动就是正向滑动)红中彩票_官网登录;牙轮尖部的齿排及靠近牙轮尖部的齿排一般是负向滑动红中彩票_官网登录;而在外排齿与尖部齿排之间的某个中间齿排或虚拟齿排做纯滚动。一般情况下红中彩票_官网登录,软地层钻头应具有较大的滑动量红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,硬地层钻头应尽量减少或不产生滑动红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,避免牙齿早期损坏。但是红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,由于钻头工作时,牙轮与牙掌轴颈的相对运动总是存在摩擦阻力等原因红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,即使设计的是纯滚动钻头红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,实际钻进中仍然存在着滑动。对纯滚动钻头作室内模拟试验红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,发现约有20%的滑动量红中彩票_官网登录。上述几种运动是江汉钻头在井下工作时同时发生的复合运动。实际钻进时红中彩票_官网登录,还有整个钻头的向下运动,其向下运动的速度就是钻头钻进的机械钻速红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。
  引起江汉钻头振动的原因解析:
 ?红中彩票_官网登录。?)江汉钻头牙轮的滑动:破碎不同类型岩石红中彩票_官网登录,对钻头要求不同的滑动量,可通过设计钻头时采用不同的结构及参数获得红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。
 『熘胁势盻官网登录。?)江汉钻头横向振动:所谓横向振动红中彩票_官网登录,就是沿着垂直于钻头轴线方向的振动红中彩票_官网登录。造成钻头横向振动的因素很多红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,包括钻头与岩石互作用、钻柱的弯曲变形红中彩票_官网登录,钻柱的偏心旋转红中彩票_官网登录,钻柱质量分布不均匀红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录、地层倾角以及井底岩石性质差异等等红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。钻头的横向振动对钻柱的横向振动有直接的影响红中彩票_官网登录,也是造成钻头失效的重要原因。
 『熘胁势盻官网登录。?)江汉钻头扭转振动:钻头的周期性运动导致扭矩成周期性变化,引起钻头周期性的扭转振动红中彩票_官网登录。钻头的扭转振动主要由钻头的粘滑运动造成的红中彩票_官网登录,即钻头旋转速度变化很大,在某一瞬时钻头可能静止不动,过一段时间后便以数倍于平均转速的速度旋转,这样就会引起钻头的失效红中彩票_官网登录,也可能引起钻柱的早期疲劳破坏红中彩票_官网登录。因此应尽量避免钻头出现这种现象红中彩票_官网登录。
  江汉钻头工作时红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,对一个牙轮而言红中彩票_官网登录,牙齿与井底的接触是单齿红中彩票_官网登录、双齿交替进行的。单齿着地时,牙轮的轮心处于高位置红中彩票_官网登录,双齿着地时则轮心下降红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。牙轮在转动过程中红中彩票_官网登录,轮心位置不断上下变换红中彩票_官网登录,使钻头沿轴向作上下往复运动红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,这就是钻头的轴向振动。纵振振幅就是轮心的垂直位移,它与牙齿的齿高红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录、齿距等钻头结构参数及岩性有关。在软地层红中彩票_官网登录,牙齿吃入深、振幅小,硬地层则振动加剧红中彩票_官网登录。振动的频率与牙轮齿数及牙轮转速成正比。在旋转钻井中,钻头纵振频率一般为100~500次/min。此外红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,由于井底不平红中彩票_官网登录,钻头产生振幅较大的低频振动红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。据资料介绍红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录,低频振动的振幅就是井底凹凸部分的高差,一般为10mm左右,频率低于50次/min。低频纵振对钻头是不利的因素红中彩票_官网登录,在硬地层中会造成跳钻红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录红中彩票_官网登录。牙轮钻头的纵振是上述两种振动之和,它构成了牙齿的冲击压入作用红中彩票_官网登录,破碎岩石红中彩票_官网登录,提高破碎效率红中彩票_官网登录。
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