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          三牙輪鉆頭失效分析與作用

            (1)牙齒脫落

            三牙輪鉆頭中牙齒脫落一般發生在牙輪較外排。但是一般一顆牙齒脫落后,其相鄰牙齒也會受到影響,從而使相鄰的齒受到較大的沖擊力,加重鉆頭蹩跳,后期導致鉆頭損壞加快和鉆速減慢。若是一排或多排牙齒脫落,就會在井底出現未破碎的圓環,反過來磨損牙輪殼體,進一步加快三牙輪鉆頭的損壞。牙齒脫落原因主要有以下幾方面:

           ?、俟叹o力不足,齒與齒孔的過盈量過大或過小,牙輪產生裂紋,牙齒壓入齒孔后周圍也將產生裂紋,并造成牙齒脫落。

           ?、阢@井液對鉆頭的沖蝕作用。由于鉆頭在井底的工作環境溫度高,較高的溫度會導致牙齒強度降低,加上高壓鉆井液到達井底后,形成攜帶許多小巖屑的固液兩相流體,當流體遇到牙齒阻擋時形成繞流,在牙齒的背面產生附面層脫離,形成渦流,這種繞流和渦流相互作用會導致牙齒與牙輪界面受到磨損,后期導致掉齒。

            (2)牙齒斷裂

            牙齒的斷裂現象包括斷齒、大小不同的掉塊、局部崩裂等,其失效形式有如下幾種:

           ?、贈_擊剝落

            沖擊剝落宏觀形貌表現為許多大小不同的剝落坑和剝落坑聯成的溝槽,當溝槽加深加寬延伸和不同溝槽交錯后則形成較大的剝落,剝落坑周邊還有裂紋的延伸。微觀主要表現在粘結相塑性變形或被除去,WC顆粒顯露后被剝落,微裂紋為沿相界或晶界延伸和穿晶斷裂的混合型。

           ?、跊_擊疲勞

            鉆頭沖擊回轉前進時,在沖擊載荷下,由于交變的沖擊壓縮和拉伸應力,以及巖石、合金齒間存在沖擊和相對摩擦作用,會使牙齒產生疲勞裂紋,裂紋的發展會導致牙齒的破碎和局部剝落。

            (3)牙齒磨損

            牙齒磨損是地層較硬而研磨性又強造成的。鉆頭牙齒鉆進含硬礦物巖層時,礦物刺入牙齒表面發生切割而損壞,或鉆進結實而較軟地層時發生的緩慢摩擦損壞。當牙齒與地層有較大的相對運動速度或較大的接觸面積時,施加較大的鉆壓就發生牙齒的磨損,并能觀察到牙齒磨損面有較深的劃痕和磨損痕跡。

            牙齒硬度越高,抵抗礦物刺入的能力越強耐磨性能越好。

            綜上所述,由于三牙輪鉆頭結構十分復雜,工作條件惡劣,且在工作中存在多種激勵振源(如沖擊振源和破巖旋轉的運動振源等),而且軸承封裝在殼體中無法用肉眼觀察其狀態好壞,對其進行故障診斷具有較大的難度,因此該課題具有很大的挑戰性。

            注重實用性進行生產的優良三牙輪鉆頭產品,是現代化工業生產實踐中較重要的一個產品類型,它的專用性生產特點,加上較符合現實需要的良好的功能性特色,全部適合了現實生產的實踐需要,它的重要的作用和意義,都與工業生產進步有著密切的聯系。

            三牙輪鉆頭是一種很明顯的工業生產專用型的工具產品,它的作用也是很多工業生產中不可取代的重要作用,尤其是方便在現實的生產中較合理的應用,它的重要作用也達到了非常專業的程度,方便現實生產,提高生產速率,其質量都起著重要的作用。

            在很多的工業生產實踐中,三牙輪鉆頭都與專用的設備配合,起著非常重要的作用,而且確保其實際的質量標準較加優良,專業的生產企業,也非常注重生產技術的提高與產品材料物選擇優良,讓實際應用達到較好的實用性,作用也會發揮得較好。

          來源:三牙輪鉆頭失效分析與作用

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