2022年8月31日，成都打井队伍：高温地热井牙轮掉齿原因

    牙轮钻头掉齿的原因须依据钻入现场实际加工工艺来决定,不同类型的钻井工艺,掉齿的原因也会有所不同,总结下来造成高温地热井牙轮掉齿原因为:

  (1)高温下牙轮外壳原材料的塑变也会导致拧紧力降低。长期在高温下的工作牙轮钻头必须充分考虑环境温度所产生的应力松弛及应力松弛的彭响,一旦齿孔产生塑变,尤其在管口,细微颗粒物进入牙与外壳间,减少牙与齿孔的接触面,并会让齿孔导致进一步的损坏,最后齿孔扩张导致掉齿。在采用地热井牙轮本身资料时,需要考虑环境温度要素,采用耐高温设备在牙轮本身原材料里加入少许Cr原素可以明显缓解材料的石墨化全过程,并且能提升钢的螺变抗压强度。

  (2)牙轮本身与硬质合金刀具齿的原材料不一样,气温变化产生热变形的误差,造成过盈量降低。因此在定原始过盈量时,在确保牙轮本身抗压强度前提下,尽量选比较大的过k量,以填补因气温变化而带来的过盈量损害。
  (3)环境温度减少牙轮本身材料的强度极限值,在牙与岩层互功效环节中,齿孔更很容易产生塑性形变。积累的塑变减少了牙与齿孔高效的间隙配合接触面,使固齿力降低,进而导致牙轮掉齿。在牙轮本身原材料里加入一定量的Mo原素能够显著提升原材料的高温持久强度。

  (4)井中沉砂、硬质合金刀具等硬性颗粒物对外壳的损坏造成牙轮埋齿深层降低,牙与齿孔接触面减少造成拧紧力降低。因此对于外壳原材料的挑选应尽可能采用金属复合材料,并提升钻井工艺,降低井中沉砂及硬块的爆出,减轻对牙轮外壳的损坏,降低牙因井中硬块而变化冲击。