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鉆井鉆頭牙掌歡迎來(lái)電牙輪鉆頭的沖擊、壓碎作用鉆進(jìn)時(shí),鉆頭及其牙輪繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn),牙輪牙齒受地層阻力作用同時(shí)繞自身軸旋轉(zhuǎn),并且牙齒以單雙齒交替接觸井底。牙輪從單齒到雙齒接觸井底時(shí),牙輪從高位置降到位置;牙輪再次從雙齒到單齒接觸井底時(shí),牙輪又從位置升到高位置。如此反復(fù)運(yùn)動(dòng),牙輪軸心周期性的升高、降低,使鉆頭產(chǎn)生縱向振動(dòng),振幅是輪心的垂直位移。每次縱振中,軸心上移會(huì)壓縮下部鉆柱積聚彈性能,軸心下行又使下部鉆柱彈性伸長(zhǎng)釋放彈性能。因次,牙輪鉆頭在井底破碎時(shí),牙齒作用在上的力不鉆壓所產(chǎn)生的靜載荷,還有因縱向振動(dòng)而使牙齒以很高速度沖向所產(chǎn)生的動(dòng)載荷,前者使牙齒壓碎,稱為壓碎作用;后者使牙齒沖擊破碎,稱為沖擊作用。
鉆頭的沖擊載荷有利于破碎,但也會(huì)使鉆頭軸承過(guò)早破壞,使牙齒特別是硬質(zhì)合金齒崩碎,造成鉆柱的疲勞失效。因此,在鉆井中,特別是鉆硬地層時(shí),要使用減震器。
牙輪鉆頭的剪切作用牙輪鉆頭的剪切作用是通過(guò)牙輪在井底的同時(shí)產(chǎn)生輪齒對(duì)井底的滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)生滑動(dòng)有三個(gè)因素超頂、復(fù)錐和移軸。超頂引起的滑動(dòng)(滑動(dòng)方向垂直于牙輪母線、即沿切線方向)移軸引起的滑動(dòng)(滑動(dòng)方向沿牙輪軸向)復(fù)錐引起的滑動(dòng)復(fù)錐牙輪包括主錐和副錐如主錐頂與鉆頭重合,則副錐頂必是超頂?shù)某斠鹎芯€方向上的滑移。

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