ICS 75.180.10 E 92 备案号：57610—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 5164-2016 代替SY/T5164—2008
牙轮钻头
Roller cone drill bits
2017— 05 01实施
2016 —12一 05 发布
国家能源局 发布 SY/T 5164—2016
目 次
前言 范围
II
1
2 规范性引用文件术语和定义
3
分类、型号和基本尺寸要求试验方法检验规则标志、包装、运输及贮存附录A(规范性附录) 钻头直径的测量附录B (规范性附录) 钻头型式试验指标参考文献
4
5
6
7
10 12
8
13
.14 SY/T 5164--2016
前言
本标准按照GB/T1.1--2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替SY/T5164—2008《三牙轮钻头》。 本标准与SY/T5164—2008相比，主要变化如下：
修改了标准名称为《牙轮钻头》；修改了范围；修改了规范性引用文件；修改了部分术语和定义，增加了术语和定义；修改了钻头分类，增加了单牙轮钻头结构示意图；增加了钻头直径及公差；修改了钻头牙轮、牙爪材料的要求；删除了硬质合金齿要求及试验方法；删除了钻头零部件清洗要求及密封钻头内部残渣总质量表，删除了密封钻头内部清洁度试验方法和检测方法；删除了钻头焊接对焊条的要求；增加了焊缝表面质量要求及试验方法：增加了真空度指标和真空度检测方法；修改了轴承寿命试验折算数据公式；修改了钻头检验项目；修改了型式检验判定和复检规则；修改了钻头安全使用期；修改了钻头型式试验轴承工作寿命表；增加了单牙轮钻头直径检测方法，修改了直径测量环规图；对部分文字表述进行了修改。
本标准由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96）提出并归口。 本标准主要起草单位：宝石机械成都装备制造分公司、江汉石油钻头股份有限公司、西南石油
大学。
本标准主要起草人：王霞、郑家伟、徐彤、许友斌、邓嵘、程永、杨柳。 本标准所代替了SY/T5164--2008。 SY/T5164—2008的历次版本发布情况为：
SY 5164---1987, SY 5164—-1991,SY/T 5164--1999。
II SY/T 5164—2016
牙轮钻头
1 范围
本标准规定了牙轮钻头的分类、型号和基本尺寸，要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于石油和天然气钻井用牙轮钻头，也适用于地质、矿山、水文、盐业、地热等行业钻并用牙轮钻头。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（GB/T228.12010，ISO6892- 1 : 2009, MOD)
GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229—2007，ISO148-1：2006，MOD) GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划
(GB/T 2828.1---2012, ISO 2859-1 : 1999, IDT)
GB/T22512.2石油天然气工业旋转钻井设备第2部分：旋转台肩式螺纹连接的加工与测量 (GB/T 22512.2--2008, ISO 10424-2 : 2007, MOD)
NB/T47016承压设备产品焊接试件的力学性能检验
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
牙轮钻头roller cone drill bit 通过牙轮的滚动带动其上的切削齿冲击、压入和刮削来破碎岩石的工具。
3.2
三牙轮钻头tricone bit 具有三个牙轮的牙轮钻头。
3.3
单牙轮钻头single cone bit 具有一个牙轮的牙轮钻头。
3.4
钢齿钻头steel tooth bit 切削齿由牙轮钢体经过铣削加工而成，并通常敷焊有耐磨材料的牙轮钻头，也称铣齿钻头。
3.5
镶齿钻头 tungsten carbide insert bit
1 SY/T 5164—2016
切削齿为硬质合金齿或金刚石复合齿，并镶装在牙轮体齿孔内的牙轮钻头。
3.6
牙轮 cone 带有切削元件的回转体，其内孔与牙爪轴颈组成轴承副。
3.7
牙爪 bit leg 支撑牙轮用的零件，其上有轴颈，也称牙掌。
3.8
滚动轴承 roller bearing 由滚柱与牙爪轴颈面和牙轮内孔面组成的滚动副。
3.9
滑动轴承 journal bearing 牙爪轴颈面与牙轮内孔面组成的滑动副。
3.10
硬质合金齿 tungsten carbide insert 由硬质合金制成的多种不同形状的切削元件。
3.11
金刚石复合齿diamond enhanced insert 以硬质合金为基体、工作面为金刚石覆层的切削元件。
3.12
喷射系统jet system 提高钻井液喷射速度的系统，由喷嘴、喷嘴座、挡圈和密封环组成。
3.13
储油补偿系统 lubricant compensate system 储存、补充润滑脂并能平衡轴承内腔压力的系统，由压盖、压力补偿膜和保护杯等组成。
3.14
爪背leg back 牙爪上靠近井壁的部位。
3.15
爪尖 shirttail 牙爪轴颈面和爪背交界部位。
3.16
流道flow channel 钻头内部从连接螺纹端面至喷嘴之间通过流体的通道。
3.17
连接螺纹 connecting thread 钻头与钻柱连接的部位。
4分类、型号和基本尺寸 4.1分类
牙轮钻头（以下简称钻头）按牙轮数目分为单牙轮钻头、双牙轮钻头、三牙轮钻头以及多牙轮钻
2 SY/T 5164—2016
头，最常见的为三牙轮钻头（见图1）和单牙轮钻头（见图2）。牙轮钻头按切削齿不同，分为钢齿钻头和镶齿钻头。
1连接螺纹；2一流道；3--牙爪；4一喷射系统； 5一储油补偿系统；6—轴承；7一牙轮；8一切削齿
1-连接螺纹；2一流道；3--牙爪；4一喷射系统； 5一储油补偿系统；6一轴承；7一牙轮；8一切削齿
图1三牙轮钻头结构示意图
图2单牙轮钻头结构示意图
4.2型号表示方法 4.2.1钻头型号由钻头直径、钻头系列号、钻头分类号和附加特征代号四部分组成。
附加特征代号钻头分类号钻头系列号钻头直径
4.2.1.1钻头直径宜采用英制尺寸，以英寸为单位；也可采用具有最多一位小数的公制尺寸，以毫米为单位。 4.2.1.2钻头系列号的含义、格式和位数由各制造厂自定，但应与钻头分类号有明显区别；如没有，应以短划线“二”代替。 4.2.1.3钻头分类号（见表1）由三位数字组成，第一位为地层系列号，第二位为地层分级号，第三位为结构特征代号。
3 SY/T 5164—2016
表1钻头分类号
结构特征
适用地层
钻头别 列
类 系 岩性 分 普通滚动 空气冷却 滚动轴承 保径 轴承
滚动轴承 密封滚动 密封滚动 密封滑动 密封滑动
轴承保径 轴承 轴承保径
级 轴承 1
7
2
3
4
5
6
1
低抗压强度 2 高可钻性的软地层 3
1
4 1
钢齿
高抗压强度 2
钻 2 的中等到中 3
硬地层
头
4 1
半研磨性及 2 3 研磨性的硬
3 4 1
地层
低抗压强度 2 高可钻性的软地层 3
4
4 1
低抗压强度 2 5 的软到中等
地层 3
4 1 2
镶齿头
钻 6 高抗压强度
的中硬地层 3
4 1
半研磨性及 2 研磨性的硬
7
3 4 1
地层
高研磨性的 2 极硬地层 3
8
4
示例1：8/ZT537G钻头：表示直径为8'/2in，适用于钻进低抗压强度的软到中等第3级地层，爪尖／爪背保护的
密封滑动轴承保径镶齿钻头。
示例2：316.5ZT124C钻头：表示直径为316.5mm，适用于钻进低抗压强度高可钻性的第2级软地层，有中心喷
嘴的密封滚动轴承钢齿钻头。
4 SY/T 5164—2016
4.2.1.4 附加特征代号宜采用表2中的英文字母， 也可由制造广根据需要自行定义。 4.2.2 制造厂根据需要可以自编钻头型号，但应制定自编钻头型号与本标准规定型号的对照表。
表2 附加特征代号
代号 A B c D E G H J
附加特征空气钻井应用特殊轴承密封中心喷嘴防斜稳斜加长喷嘴爪尖/爪背保护水平/导向应用喷嘴偏射
代号 L M s T w x Y z
附加特征爪背扶正块马达钻井应用标准钢齿模式双牙轮钻头切削结构强化镶楔形齿为主镶圆锥形齿镶其他齿形
4.3 基本尺寸 4.3.1 钻头直径及公差应符合表3的规定。 4.3.2 钻头连接螺纹应符合表4的规定。 4.3.3 三牙轮钻头喷嘴的安装尺寸和水孔直径应符合表5的规定。
表3钻头直径及公差
钻头直径
公差 mm 0.8 0 1.6 0 2.4 0
in 3'/2 ~ 13/4 14 ~ 17/2 ≥ 17 /s
mm 88.9 ~ 349.3
355.6~444.5
≥ 447.7
注：如用户所需的钻头直径不在本表范围内，公差可由用户和制造厂协商确定。
表 4 钻头连接螺纹
钻头直径
连接螺纹
台肩倒角直径尺寸
in 3'2 ~ 4'/2 4/g ~ 5 5′g ~ 73/g 7/2 ~ 9%/g 9"/2 ~ 133/4 14 ~ 14/s
mm 88.9~114.3 117.5 ~ 127 130.2 ~ 187.3 190.5 ~ 238.1 241.3 ~ 349.3 355.6 ~ 365.1
mm (± 0.4) 78.2 92.5 105.2 136.1 187.7 187.7
旋转台肩式外螺纹连接代号
2/,REG 27,REG 3'/REG 4'/REG 6°/gREG 6°/xREG
5