12钻探工程复习题附答案

12钻探工程复习题附答案内容摘要：

通常指可由操作者人为改变的参数组合。 ????? ? tgrR ntrRfPtgrR Ph yy )( )( 2)( ? ????生产中有不同的钻进规程：最优规 程、合理规程、专用规程 指在一定地质条件和钻进方法下，为保证钻孔质量，获取最高钻速或最低钻进成本而选择的钻进参数搭配。 在给定条件下，当规程参数选择受到某种制约时（例如设备功率不足，钻具强度不够、冲洗液泵量不足等），在保证钻孔质量的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。 为完成特种取心，纠斜，定向钻进等任务所采用的参数组合称为专用规程。 如何确定最优的回次钻程时间。 l) 利用 VM— t和 VR— t两曲线的交点来确定 to，在钻进过程中，随时计算 VM= VR=H/(t+T )。 当两者相等时，此时间即为 最优钻程时间 t0 ,即结束钻程而起钻。 2) 利用回次进尺曲线的相应切点来确定 to 当直线 AB与 H— t曲线相切时， to=为最大值，也即 VR为最大值。 与该切点相对应的时间即为 to。 2) 利用回次进尺曲线的相应切点来确定 to 在实际应用中，当某一孔深的 T 确定后，即 A 点确定后，可依 A点为中心，用一直尺的边代替 AB，随着钻进，不断绘出 Ht曲线。 当直尺与曲线相切时，便可结束钻程而起钻。 1不同地层的钻进特点有哪些。 该类岩层容易切入，所以应选用适当的钻压，使切刃切入岩石适当深度后，应尽量采用快的转速，以提高 机械钻速。 选用的规程应为：适当的钻压、较快的转速及较大的泵量，即采用 “中压、快转、大泵量 ”的钻进规程。 同时选用优质泥浆护孔，以保护孔壁。 对中硬地层岩层，应选用大钻压、中转速和适当的泵量，一般称为 “大压、中速、中泵量 ”的钻进规程。 在高研磨性岩层，应充分发挥大钻压的作用，选用适当小的转速和较大的泵量，使孔底保持清洁，以减小磨损。 在钻头选用上，可选用抗磨性能强的磨锐式硬合金钻头或自磨式硬合金钻头。 在裂隙地层，应选用较低的钻压、中等转速、中等泵量。 钻速要求应适当，以避免切削具崩断和钻孔偏斜。 在钻头选用上， 应选用抗崩刃和抗折断能力强的（负前角）钻头。 第二节 牙轮钻头钻进 牙轮钻头钻进的特点有哪些。 (1)牙轮在孔底绕钻孔轴线和绕牙轮轴滚动时，对岩石起压入、压碎、剪切作用的同时，带有一定频率的冲击。 在几种破碎方式联合作用下碎岩，提高了碎岩效果； (2）牙轮靠滚动和滑动，回转时转矩小，消耗的功率小； (3）轴心载荷均匀分布在碎岩牙轮上，在牙齿与岩石不大的接触面积上；造成很高的比压，提高了碎岩效果； (4）牙轮沿孔底滚动时，牙齿与岩石的接触传递为瞬时的，接触时间短，减少了牙齿的磨损，延长牙齿的寿命。 (5）牙 齿与岩石接触的时间短，因接触摩擦而产生的热量少，此热量在牙轮回转一周中可由冲洗介质完全带走，因此不会因过热而降低牙齿的力学性能。 牙轮钻头的基本参数有哪些。 1）钻头直径 2）牙轮轴线偏移值（移轴） 3) 牙轮轴线与钻头轴线夹角β 4) 牙轮的形状及布置 5) 牙轮上牙齿的布置 牙轮钻头的碎岩原理。 1）冲击、压碎作用 钻进时，加在钻头上的轴心载荷（静载），使牙齿压碎岩石，这就是压碎作用。 钢齿钻头的压入压碎是尖楔工具对岩石的压入压碎过程，而镶硬合金的球齿钻头，则是球形工具压入压碎岩石的过程。 同时，钻头旋 转时，牙轮的纵向振动，产生冲击载荷（动载），使牙齿冲击破碎岩石，称为冲击破碎。 2）剪切破碎作用 牙轮齿对岩石的剪切破碎作用，是由于牙齿相对孔底岩石的滑动而产生的。 产生滑动的主要因素是由于牙齿布置时的超顶、移轴和复锥而产生的。 钻压、转速对牙轮钻进的影响是什么。 实验表明，钻进速度与钻压之间呈非线性关系。 由图看出，牙轮钻进的钻压有个门槛值，当钻压小于这个门槛值时，根本不进尺；钻压值在 ab 区间内，钻进速度较低；在 be 段钻 压与钻速成正比；当钻压处于 cd 段时，随着钻压的增加，钻速增加的速率呈下降趋势；当超过 d点时钻压的增加反而会引起钻速的下降。 在一定范围内，转速与钻速成正比。 当超过这个范围，随 转 速 的 增 加 ， 钻 进 速 度 的 增 加 率 减 小。 第三节金刚石钻进 金钢石钻进有哪些特点 ? ①钻进效率高，特别是在岩石硬度大的地层，钻进效率提高的幅度较大。 ②钻孔质量好，岩心采取率比较高，而且岩心完整、光滑。 ③金刚石钻进的钻孔弯曲较小。 ④孔内事故少，应用范围广。 ⑤装备轻，劳动强度低，钻探成本小。 金刚石聚晶烧结体和金刚石复合片 各有哪些特点。 它的特点是： (1）耐热性好，有的达 12020C 时热稳定性性能基本不变，可与天然金刚石媲美，甚至超过天然金刚石； (2）抗压强度高达 3000MPa (3）可以直接合成所需的片、块、圆柱等形状和一定大小的单体； (4）致密、晶体交互生成，无裂隙；耐磨性能好。 (5）用于钻进中硬及部分硬地层。 但由于硬度较低，不能用于大部分硬和坚硬地层。 复合片的特点： (1)复合片金刚石层中的金刚石含量高达 99%，粘结金属含量仅占 1％左右，故金刚石层硬度高、耐磨性极好； (2)复合片金刚石层很薄，一般控制在 0. 5—1mm左右。 因此，刃口锋利而且始终保持自锐； 金刚石的有哪些物理力学性质。 ① 颜色 抗压强度 耐磨性 热膨胀系数 导热性 热稳定性 电磁性 荧光 钻探对金刚石有哪些要求。 金刚石钻头破碎岩石机理是什么。 金刚石钻头破岩过程存在着研磨、切削、压裂、压碎等破岩形式。 表镶钻头：分析其破碎岩石过程时，取单颗金刚石为研究对象，并将其视为球体，如上图所示。 理论和试验表明：表镶金刚石钻头破碎坚硬脆性岩石时，其主要破碎方式为压裂、压碎加体积剪切，而切削破碎方式是次要的。 在破碎塑性大的硬及中硬岩 右时，则主要以切削方式破碎岩石，而以压裂压碎为辅。 孕镶钻头： 所用的金刚石的粒度小，且埋藏于胎体之中，其实际碎岩机理和砂轮磨削类似，如图所示。 以刃具面多而小金刚石对岩石进行刻划磨蚀、微切削、微压裂压碎。 金刚石钻头有哪几部分组成。 分为哪几类。 金刚石钻头破岩过程存在着研磨、切削、压裂、压碎等破岩形式。 表镶钻头：分析其破碎岩石过程时，取单颗金刚石为研究对象，并将其视为球体，如上图所示。 理论和试验表明：表镶金刚石钻头破碎坚硬脆性岩石时，其主要破碎方式为压裂、压碎加体积剪切，而切削破碎方式是次要的。 在 破碎塑性大的硬及中硬岩右时，则主要以切削方式破碎岩石，而以压裂压碎为辅。 孕镶钻头： 所用的金刚石的粒度小，且埋藏于胎体之中，其实际碎岩机理和砂轮磨削类似，如图所示。 以刃具面多而小金刚石对岩石进行刻划磨蚀、微切削、微压裂压碎。 选择金刚石钻头的原则。 (1）软至中硬和完整均质岩层，一般宜用天然表镶钻头、复合片钻头、聚晶钻头，部分可用烧结体钻头。 (2)硬至坚硬致密的岩层（ 7~12级），一般宜用孕镶钻头，或细粒表镶金刚石钻头。 (3）在破碎、软硬互层、裂隙发育或强研磨性岩层，如煤系地层，宜用耐磨性好的、补 强的电镀孕镶钻头。 选择金刚石钻头的原则： (4）强研磨性岩层，用高耐磨性胎体；中等研磨性岩层，用中等耐磨性胎体；弱研磨性岩层，选用低耐磨性胎体。 (5)复杂岩层，研磨性越强、越硬，选用金刚石品级好、。