太原钻井牙轮钻头的使用

1.牙轮钻头在井底的运动公转：牙轮随钻头一起旋转

自转：牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向旋转称自转纵向振动：牙轮在滚动过程中，其中心上下波动，使钻头做上下往复运动。引起纵向振动的原因：①单、双齿交替接触井底，使牙轮中心上下波动；②井底凹凸不平。

滑动：牙轮齿相对于并底的滑移，包括径向（轴向）和切向（周向）滑动。引起滑动的原因：①超顶和复锥引起切向（周向）滑动；②移轴引起径向（轴向）滑动

2.牙轮钻头的破岩作用

牙轮钻头是依靠牙齿对地层的冲击、压碎作用与滑动剪切作用来破碎岩石的。

（1）冲击、压碎作用

纵向振动产生的冲击力和静压力（钻压）一起使牙齿对地层产生冲击、压碎作用，形成体积破碎坑。钻进时，在转盘或井下动力钻具的带动下，牙轮钻头的牙轮绕钻头轴线作顺时针方向的公转运动，由于牙齿与地层岩石之间相互作用，使牙轮在公转运动的同时，还绕牙轮轴线作逆时针方向的自转运动。牙轮转动时，牙齿与井底的接触是单齿、双齿交错进行的。单齿接触井底时牙轮的中心处于**时牙齿的中心下降，这样就会使钻柱不断压缩与伸张，下部钻柱把这种周期性变化的弹性变形能通过钻头牙齿转化为对地层的冲击作用力来破碎岩石，与静载压入力一起形成了牙齿对地层岩石的冲击、压碎作用，这种作用是牙轮钻头破碎岩石的主要方式。

（2）滑动剪切作用

牙轮牙齿的径向滑动和切向滑动对井底地层产生剪切作用，破碎齿间岩石。剪切作用包括：牙轮的超顶和复锥引起的切向滑动剪切掉牙齿之间的岩石；超顶引起的轴向滑动剪切掉齿圈之间的岩石，如图4-21所示。钻进时，只有牙轮顺时针方向的公转运动速度与逆时针方向的自转运动速度相等时，牙齿在并底才作纯滚动运动。由于牙轮的超顶、复锥、移轴结构，使大多数牙齿的公转运动速度与自转运动速度不一致，使这些牙齿产生了向前或向后的滑动运动，牙齿的滑动运动对地层产生剪切破岩作用。牙轮超顶距越大复锥牙轮的副锥顶的延伸线超顶距越大、移轴距越大，滑动剪切破岩作用越大。

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