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钻削过程中的问题及在钻头上采取的基本措施探讨
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【摘要】文章探讨在钻削过程中出现的摩擦、切削力、切削热、切削瘤、孔壁的冷作硬化、钻头的磨损、排屑困难七大问题,并指出了钻头切削角度的改进、正确对待钻头几何角度及钻头的质量要求。   【关键词】摩擦 切削力 切削热 切削瘤   一、钻削过程中的基本问题   钻削时,被切材料内部聚合力受到破坏,多余材料变成切屑排出孔外,在这一过程中产生了一系列问题。   (一)摩擦   钻削过程中充满了摩擦运动,一是切屑被切下时,材料内部组织发生变化,金属内部晶粒互相错动和变形,分子或原子产生滑移,形成内摩擦;二是钻头主后刀面和副后刀面与切屑及孔壁的摩擦,切屑从钻头前刀面向外排出时,与钻头螺旋槽、孔壁的摩擦以及切屑本身相互之间挤压和碰撞形成外摩擦。因钻削运动处于半封闭状态,这种摩擦就更加严重。钻削中摩擦是产生一切不利因素的主要根源。   (二)切削力   内、外摩擦力反应在钻头上就是产生了钻削力,它包含轴向力和扭矩,消耗大量的能量。   影响钻削力的主要因素有:被切材料的性能;刀具锋利程度;切削用量等。钻削力的增大限制了大直径钻头和大切削用量的使用,影响了钻削生产率,同时对刀具和工件质量都受到很坏的影响。   (三)切削热   摩擦和钻削力所消耗的能量转化为切削热。能量消耗越多,产生的热烈也越多。因钻孔处于半封闭状态,冷却润滑条件较差,因此钻削热不易消散,钻削的时间越长,热量也越多,在散热条件一点条件下,温升也越高,会引起工件的变形、刀具模式加剧。   (四)切削瘤   钻削时,靠近钻头外缘刃口工件材料变形最大,内、外摩擦也最严重,因此此处切削温度最高,切屑在排除时就会有一部分金属在刃口前停滞下来形成小楔块――切屑瘤,当温度持续升高达到一定值时,切屑瘤又开始软化并被切屑带走。由于切削情况不断变化,切屑瘤也时生时灭,变化速度极快。   切屑瘤的产生也有其有利一面。有利的是:刀具刃口由于切屑瘤的变形强化,硬度提高;又因切屑瘤突出于刀尖外,此处工作前角变大,故能代替刀尖切削且减少了刃口与刀尖的摩擦。不利的一面是:切屑瘤不锋利,使摩擦力增大,且钻头外缘处的切屑瘤对孔壁质量有不利影响,有时还会引起孔径变大;切屑瘤在消失流去时会带走刀具材料,造成切削刃的磨损。   (五)孔壁的冷作硬化   钻削时因钻头主后刀面和副后刀面对孔底和孔壁的摩擦和挤压,使工件的这些部分表面金属晶粒发生歪扭和破碎,从而产生了冷作硬化。虽切削热传至工件已加工表面会引起一定的软化作用,但只要钻削中使用切削液则已加工表面的冷作硬化就是主要问题。冷作硬化的程度与材质有关,如钻削不锈钢冷作硬化就非常严重。孔壁产生冷作硬化后,对下一工序如扩孔、铰孔、攻丝等会增加一定困难,会加剧扩孔钻、铰刀、和丝锥的磨损;孔底的硬化使继续钻削时钻头磨损严重;冷作硬化有时还会使孔壁产生裂纹和残余应力,使产品的疲劳强度降低。   (六)钻头的磨损   上述五个方面对钻头的磨损都有直接关系。此外钻头的刃口过于锋利,还会发生崩刃、卷刃现象,但钻头主要的还是磨损。   当切削力变大,磨损严重,切削温度升高,因热效应的作用,切削刃与工件、切屑之间产生了焊接的趋势(高速钢与钢的熔接温度约为550~600℃),切削刃上的材料不断被切屑带走,这样在钻头的前刀面、后刀面及副后刀面上都会产生磨损。一般情况下钻头后刀面磨损最严重。   (七)排屑困难   钻削较深的孔时,排除切屑要经过一段较长的距离,在这段距离中,因切屑与孔壁、钻头间发生摩擦和碰撞,不易顺利排出。虽成螺旋形的带状切屑可以靠切屑自身顶出来,但在到达孔外时又会缠绕在钻头上,影响钻削的正常进行,而且也不安全。切屑很细时,容易和钻头、孔壁粘附在一起,尽管能排出来,但孔中还是始终充满切屑。这两种情况都会阻碍切削液输入,使切削温度升高,钻头磨损加剧。   二、钻削中在钻头上采取的基本技术措施   一般情况下如何正确选择钻头的切削角度各方面资料均有详细叙述,这里主要从钻头切削角度的改进、正确对待钻头几何角度及钻头的质量要求三方面进行阐述。   (一)钻头切削角度的改进   磨短横刃。使新磨钻头横刃长为原来的1/2~1/5,减小轴向力和挤刮,提高钻头定心作用。   加大主切削刃靠近钻心处的前角。即在修磨横刃同时把靠近钻心处前角磨大至-15°左右,以提高切削能力。   磨出副后角α′=4~6°,并保留刃带宽度为原来的1/3~1/2,以减少对孔壁的摩擦。   在外缘处磨出过渡刃形成第二锋角(约为80~90°),这样可改善散热条件,增大刀齿强度,延长钻头寿命,同时也减少了孔壁的残留面积,利于减小表面粗糙度。   (二)正确对待钻头的几何角度   切削刃锋利,可减少切削变形,提高切削能力;但过于锋利,就易产生崩刃、卷刃、扎刀现象。加大后角可减少钻头与工件摩擦,刃口锋利,容易切入工件,便于切削液的输入;但过大的后角会降低刃齿的强度,钻孔时易扎刀和崩刃,散热条件也差;后刀面与工件接触面减小,加工中易振动。磨窄横刃能降低轴向力,减少挤刮现象;但过窄的横刃使其强度降低,切削时易崩刃。   (三)钻头的质量要求   钻头的直线性要好,特别是细钻头,在使用前要检查其是否弯曲。简单的方法是:把钻头放在平板上慢慢转动,视其刃带与平板的接触情况来判断钻头的弯曲程度;或将钻头装夹在钻床上,启动钻床慢速转动检查钻头的摆动量。一般情况下当钻头的弯曲量超过0.1mm时,就不能用于精度要求较高孔的钻削。   钻头各切削刃要锋利、整齐、对称,不能有崩刃、裂纹、碰伤、退火等缺陷。当刃口伤有切削瘤和严重锈蚀时,应用油石磨去。钻头的柄部要光洁,有毛刺或锈蚀时,也要用油石磨光。   各切削刃要有良好的对称性,横刃要对正钻心,两条主切削刃长度和主偏角大小要一致,外缘处尖角修磨要相同,否则会把孔钻大或钻偏。   钻头刃磨后,应用油石研磨其前、后刀面,使其粗糙度Ra=0.8~1.6μm,以减少摩擦和产生切削瘤的机会。
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关于钻孔时可能出现问题时的分析
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关于钻孔时可能出现问题时的分析
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3秒自动关闭窗口比能在钻头选型中的应用--《钻采工艺》1996年06期
比能在钻头选型中的应用
【摘要】:美国人Farrelly等于1985年提出了一种从能量观点评判钻头工作情况的方法──比能法。根据有关资料,在前人工作的基础上,通过实验室全尺寸钻头对9种岩石进行模拟实验,给出了适合我国实际地层情况的钻头扭矩以及比能的近似计算公式,用以评判钻头在井下工作情况。
【作者单位】:
【关键词】:
【分类号】:TE921.1【正文快照】:
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京公网安备75号关于石油钻井论文例文,与对石油钻井工程技术的相关论文查重
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关于石油钻井论文例文,与对石油钻井工程技术的相关论文查重本论文是一篇关于石油钻井论文查重,关于对石油钻井工程技术的相关专科毕业论文范文。免费优秀的关于石油钻井及工程技术及自动化方面论文范文资料,适合石油钻井论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。摘 要:随着经济的不断发展和科学技术水平的不断提高,人类越来越多地采用先进的生产技术和设备进行石油钻井开采工作.然而,钻井工程是一项具有复杂性、系统性的生产活动,如何采用合理的钻井工艺、适用的钻井技术和完井方法至关重要.本文简要阐述了我国目前石油钻井工程技术的发展历程和现状,分析了国内和国际钻井技术的差距及发展趋势,并对钻井技术的可持续发展作了展望.关 键 词:石油 钻井技术 工程石油作为重要的能源和战略物资,影响着国计民生和国防安全.建国60多年来,我国的石油工业不断发展壮大,逐渐成为了我国国民经济的支柱产业,为新中国的经济发展和小康社会建设作出了巨大贡献.钻井工程作为石油工业的龙头,是油气勘探开发的主要手段,钻井工程的实施对油气勘探开发的成败起着决定性的作用.一、我国钻井技术现状随着油气勘探开发领域的扩展,我国钻井技术不断向前发展.特别是改革开放30年以来,钻井技术突飞猛进,钻井科研实力和创新能力不断得到加强,钻井装备基本实现自给.主要情况如下所示:1.钻井装备方面,目前已总体上实现国产化.机械式、电动式钻机和大功率钻井泵等技术成熟,已形成规模于2007年成功研制出具有自主知识产权&#m大型成套钻机及配套设备,处于世界领先水平.另外,欠平衡和气体钻井装备、井下螺杆钻具和固井装备等基本实现国产化.2.井下随钻测量、信息传输与控制技术,这是实现自动化钻井和提高油气井产量的核心技术目前,我国通过不断的技术攻关,研制出有线、无线随钻测量仪,MWD,电磁波式EM-MWD等.拥有独立产权和多项专利技术的CGDS-1近钻头地质导向钻井系统已投入工业应用,该系统的成功运用使我国成为了世界上继美、法之后第三个掌握此项高端技术的国家.3.深井和超深井钻井技术,这是勘探开发深部油气资源必不可少的关键技术目前,我国已拥有成套常规地层条件下的深井和超深井钻井技术,深井钻井技术获得长足进步.2008年我国陆上完成深井、超深井455口,占年钻井数量&#%.4.欠平衡和气体钻井技术的应用目前,我国已经从液相欠平衡钻井发展到气相和气液两相欠平衡钻井,欠平衡压力钻井配套技术的推广应用,引进配套了20多套欠平衡装备并实现了国产化,编制了我国第一部欠平衡钻井行业标准-《欠平衡钻井技术规范》.5.井控技术,即形成井下压力预测、检测技术目前,已掌握了四级井控和各种方式的压井技术,并成立了专业化的井控灭火公司.油井灭火技术已达到了国际先进水平.二、与国际先进钻井技术水平的差距及发展趋势建国60多年来,我国石油钻井工程技术取得了巨大的突破,在很大程度上满足了油气勘探开发的需要,但与国际先进的技术水平相比,我国仍存在着较大的差距,主要体现在我国钻井核心技术、装备、技术研发等方面. 怎么写石油钻井硕士论文 播放:20929次 评论:5595人纵观当今世界钻井技术,总体发展趋势为“更深、更快、更经济、更安全、更环保、更明智”.“更深”是指在现关于石油钻井论文例文有的基础上向更深水下和更深地层开发油气;“更快”是指提高钻井速度和效率;“更经济”是指降低钻井成本;“更安全”是指提高安全防范措施,注重安全作业,确保人身安全;“更环保”是指在开采的过程注重对周围环境的影响和保护储层;“更明智”是指通过不断的自主创新,采用自动化钻井技术和新型的钻井方式来提高油气勘探开发成果.自动化智能化钻井技术,是现代钻井的最高水平,也是全世界石油钻井界一直追求与奋斗的目标.它集成地质导向钻井、旋转导向钻井、随钻地震、随钻测井、智能钻杆传输等技术与一体,形成闭环钻井系统.1.随钻地震技术,是地震勘探技术与石油钻井工程相结合的产物它作为钻井过程实时监测的手段,能及时为钻井工程师和决策者提供相关信息.主要原理是利用钻井期间旋转钻头振动作为井下震源,在钻杆的顶部和井口附近的地表埋置检波器,分别接受经钻杆和地层传输的钻头振动信号.
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2.近钻头参数测量技术,将井底钻头附近的钻柱运动情况、钻头工作状况及井下各种情况通过不同的传感器存储到芯片起钻回放,根据测量的各种数据综合判断井下情况.3.智能钻杆技术,该技术可以实现钻井信息实时分析评价以及钻井过程的实时、高速导航,对节省钻井时间和钻井成本具有重要意义.三、我国钻井技术发展展望国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006年&#年)明确指出国家要大力发展油气能源,重点开发复杂环境与岩性地层类油气资源勘探技术,大规模低品位油气资源高效开发技术,大幅度提高老油田采收率的技术,深层油气资源勘探开采技术,要保持国内油气产量稳中有升,并实施“走出去”战略,到2020年,钻井工程的总体技术水平进入世界先进行列,逐渐发展成为钻井强国.学习实践科学发展观,我国石油钻井工程任重道远,实现可持续发展前途光明,具体有如下优势:1.基础深厚自改革开放30年来,我国石油钻井工程技术得到不断的巩固,总体技术水平已接近国际先进水平,具备了在装备、工艺、技术等多方面自主制造、设计和创新的能力.2.创新意识我国钻井工程技术在经过长期学习和跟踪国外的阶段后,慢慢的过渡为自主创新.党和国家实施建设创新型国家的伟大战略,为钻井工程技术的可持续发展提供了体制、理念与政策的保证.3.高度重视国家发改委批准成了“油气钻井技术国家工程实验室”,并把钻井攻关内容列入国家油气重大专项.4.需求推动国家对油气资源的迫切需求,是推动我国油气勘探开发不断发展的最大动力.而勘探开发对钻井工程的迫切需求,又是钻井技术不断创新和发展的强大动力.本篇论文url 四、结束语俗话说,砖头不到,石油不冒.这体现了油气钻井工程在石油工业中的定位和重要性.在国际竞争日益激烈的今天,如何大幅度提高钻井技术,保证能源供应是我们面临的一个重要课题.我们坚信,在科学发展观的指导下,抓住机遇,坚持创新,锐意进取,刻苦攻关,我国的石油钻井工程技术就会实现可持续发展,从而进一步成为钻井强国.参考文献[1]李田宁.现代石油钻井工程关键技术实用手册.石油工业出版社,2006.12.[2]戴金星.石油勘探与开发.中国石油天然气集团公司勘探开发研究院,2009.4.[3]覃峰.最新石油炼制技术创新与工艺设计实用手册.石油化工出版社,2007.11.
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