钻井技术—钻头.doc

1、 目前牙轮钻头的牙齿分哪几类？ 目前牙轮钻头的牙齿有铣齿(也称钢齿)和硬质合金齿(简称镶齿)两大类。 2、牙轮钻头的轴承有哪几类？ 牙轮钻头的轴承有滚动轴承和滑动轴承两类。 3、目前钻头水眼有几种？分别是什么？! 分两种：普通钻头水眼，在钻头适当部位开孔焊上水眼；喷射式钻头则要在水眼处安装硬质合金喷嘴，且对水眼有关的钻头结构有特殊的要求。 4、金刚石钻头的分类？ 按金刚石来源可分为天然金刚石钻头和人造金刚石钻头； 按功用可分为取心钻头和全面钻进钻头； 按镶嵌方式可分为表镶和孕镶两类； 按钻井方式则可分为转盘钻井和涡轮钻井用两类。 5、金刚石钻头的结构？) 金刚石钻头的结构为：钢体 、胎体、切削刃、水眼与水槽 6、怎样确定钻头直径？ 确定钻头直径应根据需要，与井身结构有关。 7、怎样确定牙轮轴线偏移值？ 确定牙轮轴线偏移值：软地层，偏移值大，硬地层，偏移值应小 。 8、怎样确定牙轮轴线与钻头轴线夹角？ 夹角的大小影响到牙轮的空间体积大小和轴承的承受力状况， 角增大时，相邻两牙轮的夹角也增加，因而牙轮体积可加大；一般角为51; 59; ，软地层钻头角较大，硬地层角小。 9、怎样确定牙轮的形状？ 牙轮形状应能在有限空间内尽量加大牙轮的体积，这样可以加大轴承的尺寸，使轴承有较的的工能力，并保证轮壳有足够的厚度以免断裂。同时在牙轮的外表可以布置更多的牙齿，以延长切削部分的寿命。 10、牙轮的形状有几种？ 形状有两种：即单锥牙轮和复锥牙轮，硬地层使用单锥，软地层使用复锥牙轮。 11、牙轮的布置有几种？ 牙轮的布置主要有三种： （1）牙轮轴线、主锥母线交于钻头中心线，主锥不超顶； （2）牙轮轴线交于钻头轴线，但主锥超顶； （3）牙轮轴线偏移，牙轮可自洗。 12、牙轮上牙齿怎样布置比较合理？ 牙齿在牙轮上的排列布置直接影响钻头的钻进效率，因此是非常重要的。 （1）在钻头每转一周中，牙齿应全部破碎井底。 （2） 牙轮在重复滚动时应使牙齿不致落入别的齿已破碎的旧坑内，因此应使钻头转动一周每个齿圈在井底滚动的周长与齿距之比值不为整数，且各齿圈之距不应大于井底破碎坑之宽。 （3） 各牙轮齿圈上的牙齿数应使每齿均匀地承担破碎井底岩石的任务，因此外圈齿数应多些，内圈齿数可少些。 13、常用全面钻进钻头有几种类型，适用条件有四类。 （1） 刮刀钻头适用松软地层，无砾石和夹层，剪切破岩； （2） 牙轮钻头适用软、中、硬和硬地层，挤压破岩； （3） PDC钻头适用软到中硬地层，岩性较均匀，剪切破岩； （4） 金刚石钻头适用硬和极硬地层，研磨破碎。 14、钢体的结构？ 钢体上部车有螺纹连接钻具，下部与胎体烧结在一起。刚体有一体式的，也有由两部分构成的，即上部为合金钢车有螺纹，下部为低碳钢连接胎体。钢体上下两部分以螺纹连接在一起然后焊死。 15、胎体的结构？ 胎体是镶嵌金刚石颗粒的基体，是由一定粒度的硬质合金粉加上适当的易熔金属作粘合剂，压制烧结面而成。胎体形状即工作剖面，主要是指工作面的几何形状和工作面积的大小，是根据适用不同岩性而设计的。 16、金刚石钻头的切削刃根据金刚石颗粒镶装在胎体上有哪几种形式？分别是什么？金刚石钻头的切削刃根据金刚石颗粒镶装在胎体上的形式有表镶式、孕镶式和表孕镶式三种：表镶式、孕镶式和表孕镶式。表镶式：把金刚石颗粒只镶在胎体表面上层。颗粒大小：0.51.5粒/克拉，出刃高度：1/31/4，棱角不宜尖锐，以免钻进中崩裂。孕镶式：把金刚石颗粒均匀分布在钻头工作面胎体金属层的一定厚度层内，随胎体磨损，金刚石颗粒不断露出而不断磨削岩石，并不断自锐，不断磨损，直到金刚石磨完为止。颗粒粒度：20200粒/克拉，棱角越大越好，孕镶层厚度：212mm。表孕镶式：是在表镶式钻头工作面上薄弱部分的胎体内，孕镶一层金刚石。破碎效果好，寿命长。 17、金刚石在钻头工作面上有几种排布方式？分别是什么？ 金刚石在钻头工作面上的排布方式： 交错排列法（软到中硬地层）、圆周排列法（硬地层）、脊圈排列法（坚硬地层） 18、水眼和水槽的布置原则是什么？水眼和水槽的布置原则是：使金刚石钻头在钻进过程中，保证供给钻头工作面足够的水力能量，既能清除岩屑，又能很好地冷却和润滑钻头上的金刚石。 用于软到中硬地层的金刚石钻头，由于其工作面小，金刚石颗粒粗而稀，钻进时钻速快，岩屑多而粗，因此水槽应宽而少。而对于硬和坚硬地层，由于钻头工作面大、金刚石颗粒细而密，且出刃低，钻压大，水槽则应多、密、窄。 19、表镶式金刚石钻头通常采用的水槽结构大体上可分为几种方式？ 表镶式金刚石钻头通常采用的水槽结构大体上可分为：逼压式水槽、辐射形水槽、辐射形逼压式水槽和螺旋形水槽四种。 20、何谓鱼尾形？其特点是什么？适用范围是什么？ 鱼尾形是指翼片很长，增加了复合片出刃高度，增加了钻头冠部与地层之间的间隙，使岩屑易于排向环形空间不致于粘附于钻头体，有利于射流的清洗。 特点：能减少泥包和与泥包相关的钻井问题。 适用范围：转盘钻井的直井和定向钻井，钻进粘性极高的泥页岩层。21、何谓浅锥形？其特点是什么？适用范围是什么？浅锥形是指有一个带锥度的冠部，冠顶相当圆顿。可以使钻头外侧布置更多数量的切削齿。 特点：钻头的磨损更为平衡。 适用范围：转盘钻井、井下动力钻井及定向钻井都比较稳定，最适合于钻可能遇到硬夹层的地区。 22、何谓短抛物线形？其特点是什么？适用范围是什么？短抛物线形是指冠部面积最小，水力能量集中，易于清洗。其外形有较长的保径齿，能适当扶正。复合片密度不宜过大。 特点：快速钻进中，能保持方位和井斜。 适用范围：只适用于钻盘钻井，钻进夹层。 23、何谓抛物线形？其特点是什么？适用范围是什么？抛物线形是指冠部载荷分布均匀，无明显载荷过渡区，载荷不致过分集中。这种冠部外形可使钻头及规径部位布更多的切削齿。特点：具有良好的寿命；要求较高的流量和水力能量来实现清洗和冷却，钻头的鼻部在钻夹层时易受损坏。适用范围：高速井下动力钻进。 24、什么是刃尖角？刀翼尖端前后刃之间的夹角，它表示刀翼的尖锐程度。 25、刃尖角的确定原则？在保证刀翼有足够强度的条件下，尽可能减小角。一般岩石软时： 角可以稍小，平均角为10左右，甚至小到89；岩石较硬时， 角适当增大，平均角为1215；夹层多，井又较深时， 角应适当增大。 26、什么是切削角？刀翼前刃和水平面之间的夹角。 27、切削角的确定原则？其它条件一定时， 角越大，吃入深度越深，但如角过大，刃前岩石破碎困难，钻进时的蹩劲大。 角的大小应根据岩石性质来确定，一般软地层角取小一些，硬地层角取大一些。 松软地层： =70；软地层： =7080；中硬地层： =8085。 28、什么是刃前角？刃前角与切削角互为补角(=90-)。 29、什么是刃后角？刃后角=-，当角和角确定后，刃后角就确定了。 30、什么是井底角？和井眼轴线垂直