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美研制新型金屬密封鉆井鉆頭 提高軸承壽命
中國軸承網 發布時間:2007/05/11
目前，降低每英尺鉆井成本已成為鉆頭設計的時髦名詞，面對日益復雜的鉆井環境和不斷發展的鉆井技術，美國各大主要鉆頭制造商紛紛推出了獨具特色的新型鉆頭產品，鉆頭設計和制造技術的發展迅猛而穩健。
美國休斯·克里斯坦森公司的新型MXL長壽命馬達鉆井鉆頭，在墨西哥灣和其他高成本鉆井環境中大幅改善了鉆井經濟性。
這種鉆頭在密封可靠性、切削結構耐用性以及可配置水力系統方面的大幅改進，使其井下工作時間更長，使鉆井作業商更有信心將其用于較長的定向井段。該鉆頭的新型牙輪在使用水基泥漿時能夠很好地防止鉆頭和井底泥包，具有理想的可操縱特性，并能夠應用于多種擴眼設備。所有這些特征都使得這種鉆頭成為鉆井高端應用中最適宜的一種鉆井工具。
該公司對現場鉆井數據進行了廣泛的分析研究，并檢驗了大量鈍鉆頭以確定那些可能限制鉆頭／軸承壽命的相關條件。在此基礎上所做的改進包括一種新型的單供能圈金屬密封結構（SEMII），該結構可在很大程度上提高軸承的可靠性，特別是在高速馬達鉆井過程中。新型SEMII金屬密封結構具有更寬的金屬密封面，提高密封能力達20%，這種軸承還采用了一種專有的耐磨損表面以降低摩擦系數。另外，這種密封結構重新設計的密封幾何形狀也改善了密封效率。
在切削結構方面，有3種主要的改進使得MXL三牙輪鉆頭能夠實現更廣的結構范圍，從而能夠在更多的應用中實現更好的耐用性和更高的機械鉆速。
這些改進包括一種新型硬質合金牌號，它能夠有效提高耐磨性，以更好地應用于各種具體的鉆井用途；革新性的牙輪保護齒，這種齒可以保護牙輪鋼體材料免受巖屑的磨蝕，從而既保證了切削結構的整體性，又不犧牲鉆頭的機械鉆速。
在鉆頭水力結構方面，MXL鉆頭擁有幾種不同的水力結構使之可以就各種具體用途達到優化效果。
一種是標準水力結構。這種結構為標準噴嘴配置，鉆井液被導向各牙輪間并朝著井壁的角部區域。
另一種為2、3號噴嘴偏置型。這種結構的噴嘴的主要目標是清洗牙輪外排齒及其附近區域并同時沖洗牙輪的背面，主要水力能量都集中在鉆頭的切削結構上。
還有一種水力結構是多排清洗型。這種結構可清洗牙輪上的多排齒，并能夠在井底產生很高的湍動能量。
這種新型鉆頭的優良性能已在現場得到了證實，因使用這種新型鉆頭而帶來的成本節約高達30萬美元。根據在墨西哥灣的使用情況，一只這種新型鉆頭曾取代了2～3只標準鋼齒鉆頭，在鉆進過程中使進尺翻番。在另一次應用中，3只這種含有新型技術的鉆頭取代了5只常規鋼齒鉆頭，提高了機械鉆速，減少了起下鉆次數。
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