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    三牙轮钻头失效分析与作用

      (1)牙齿脱落

      三牙轮钻头中牙齿脱落一般发生在牙轮较外排。但是一般一颗牙齿脱落后,其相邻牙齿也会受到影响,从而使相邻的齿受到较大的冲击力,加重钻头蹩跳,后期导致钻头损坏加快和钻速减慢。若是一排或多排牙齿脱落,就会在井底出现未破碎的圆环,反过来磨损牙轮壳体,进一步加快三牙轮钻头的损坏。牙齿脱落原因主要有以下几方面:

      ①固紧力不足,齿与齿孔的过盈量过大或过小,牙轮产生裂纹,牙齿压入齿孔后周围也将产生裂纹,并造成牙齿脱落。

      ②钻井液对钻头的冲蚀作用。由于钻头在井底的工作环境温度高,较高的温度会导致牙齿强度降低,加上高压钻井液到达井底后,形成携带许多小岩屑的固液两相流体,当流体遇到牙齿阻挡时形成绕流,在牙齿的背面产生附面层脱离,形成涡流,这种绕流和涡流相互作用会导致牙齿与牙轮界面受到磨损,后期导致掉齿。

      (2)牙齿断裂

      牙齿的断裂现象包括断齿、大小不同的掉块、局部崩裂等,其失效形式有如下几种:

      ①冲击剥落

      冲击剥落宏观形貌表现为许多大小不同的剥落坑和剥落坑联成的沟槽,当沟槽加深加宽延伸和不同沟槽交错后则形成较大的剥落,剥落坑周边还有裂纹的延伸。微观主要表现在粘结相塑性变形或被除去,WC颗粒显露后被剥落,微裂纹为沿相界或晶界延伸和穿晶断裂的混合型。

      ②冲击疲劳

      钻头冲击回转前进时,在冲击载荷下,由于交变的冲击压缩和拉伸应力,以及岩石、合金齿间存在冲击和相对摩擦作用,会使牙齿产生疲劳裂纹,裂纹的发展会导致牙齿的破碎和局部剥落。

      (3)牙齿磨损

      牙齿磨损是地层较硬而研磨性又强造成的。钻头牙齿钻进含硬矿物岩层时,矿物刺入牙齿表面发生切割而损坏,或钻进结实而较软地层时发生的缓慢摩擦损坏。当牙齿与地层有较大的相对运动速度或较大的接触面积时,施加较大的钻压就发生牙齿的磨损,并能观察到牙齿磨损面有较深的划痕和磨损痕迹。

      牙齿硬度越高,抵抗矿物刺入的能力越强耐磨性能越好。

      综上所述,由于三牙轮钻头结构十分复杂,工作条件恶劣,且在工作中存在多种激励振源(如冲击振源和破岩旋转的运动振源等),而且轴承封装在壳体中无法用肉眼观察其状态好坏,对其进行故障诊断具有较大的难度,因此该课题具有很大的挑战性。

      注重实用性进行生产的优良三牙轮钻头产品,是现代化工业生产实践中较重要的一个产品类型,它的专用性生产特点,加上较符合现实需要的良好的功能性特色,全部适合了现实生产的实践需要,它的重要的作用和意义,都与工业生产进步有着密切的联系。

      三牙轮钻头是一种很明显的工业生产专用型的工具产品,它的作用也是很多工业生产中不可取代的重要作用,尤其是方便在现实的生产中较合理的应用,它的重要作用也达到了非常专业的程度,方便现实生产,提高生产速率,其质量都起着重要的作用。

      在很多的工业生产实践中,三牙轮钻头都与专用的设备配合,起着非常重要的作用,而且确保其实际的质量标准较加优良,专业的生产企业,也非常注重生产技术的提高与产品材料物选择优良,让实际应用达到较好的实用性,作用也会发挥得较好。

    来源:三牙轮钻头失效分析与作用