高溫地?zé)?/a>井因其獨特的鉆進(jìn)條件與常規(guī)油氣開采有所區(qū)別,需要針W?高溫地?zé)?/a>井特定的井下條件來分析牙輪掉齒的原因,總結(jié)以上分析可以得到,高溫地?zé)峋?/a>牙輪鉆頭掉齒原因如下:

 

  (1)長期的高溫工作環(huán)境,會導(dǎo)致牙輪材料的螺變,加速塑性變形帶來的材料的失效,導(dǎo)致掉齒;(2)因為牙輪牙齒與本體材料的不同,溫度的變化會使得兩材料因線膨脹系數(shù)的不同導(dǎo)致過盈量下降,影響固齒強(qiáng)度;(3)溫度會降低牙輪本體材料的強(qiáng)度極限,隨著溫度的升高,齒孔更容易產(chǎn)生塑性變形,加之牙齒的循環(huán)擠壓作用最終導(dǎo)致牙輪掉齒;(4)溫度升高被壓入齒孔中的空氣會產(chǎn)生膨脹作用,從齒孔內(nèi)部向外頂壓牙齒,降低牙齒緊固力;(5)泥楽液在低壓高溫的地質(zhì)條件下漏失,導(dǎo)致井底沉砂和鉆頭的高溫,導(dǎo)致鉆頭與巖屑的二次破碎,增加牙輪殼體的磨損,降低牙齒出露高度,導(dǎo)致固齒強(qiáng)度下降;(6)圍巖在熱沖擊下導(dǎo)致巖石力學(xué)性能下降,沉入井底,導(dǎo)致對牙輪殼體的磨損,甚至卡鉆,增添牙齒的工作負(fù)荷,增加牙齒的掉齒風(fēng)險;(7)穩(wěn)定器上硬質(zhì)合金塊的掉落會加劇牙輪殼體的磨損,掉落的硬質(zhì)合金等較硬材料會增加牙輪牙齒的沖擊載荷和動載,加劇牙齒的掉落。

 

  牙輪鉆頭掉齒的原因須根據(jù)鉆進(jìn)現(xiàn)場的具體工藝來確定,不同的鉆井工藝,掉齒的原因也有所不同,總結(jié)下來導(dǎo)致高溫地?zé)峋?/a>牙輪掉齒機(jī)理為:

  (4)井底沉砂、硬質(zhì)合金等硬質(zhì)顆粒對殼體的磨損導(dǎo)致牙輪埋齒深度下降,牙齒與齒孔接觸面積降低導(dǎo)致緊固力下降。所以對于殼體材料的選擇應(yīng)盡量選用耐磨材料,并優(yōu)化鉆井工藝,減少井底沉砂及硬物的掉落,緩解對牙輪殼體的磨損,減少牙齒因井底硬物而增加的沖擊。