牙轮钻头使用情况判断方法

1．随着岩石所受围压的增大，岩石表现为从塑性到脆性的转变。

（×）2．进入异常高压地层之后，岩石孔隙度减小，声波速度增大，声波时差减小。

（√）3．岩石强度随围压的增加而减小。

（×）4．复合钻杆柱是一种上部尺寸小，下部尺寸大的组合方式。

（×）5．牙轮钻头因切削齿可采用不同的材料和齿形，因而可适用于各种地层。

（√）6．机械钻速快的钻头可适用于浅井段。

（√）7．一般来说，用于软地层金刚石钻头齿高比用于硬地层的齿高要高。

（√）8．在软硬交错地层钻进时，一般应按较硬的岩石选择钻头类型。

(√)9．PDC钻头作为金刚石钻头的一种，主要适用于极硬地层。

（×）10．满眼钻具组合能起到防斜的作用。

(√)11．丝扣连接的条件是尺寸相等、扣型相同、公母扣相配。

（√）12．井眼轨道是指实钻井眼轴线形状。

(×)13．目前在油田使用的磁性测斜仪是以磁北极为基准。

（√）14．钟摆钻具组合多用于对井斜已经较大的井进行降斜。

（√）15．一般来说，平行于地层层面方向可钻性比垂直于层面方向可钻性高。

（√）16．一只钻头在钻进过程中，如果钻井液性能和排量都不变，泵压也不变。

(×) 1．牙轮钻头是一体式钻头，无活动件。

(×)2．进入异常高压地层之后，岩石孔隙度减小，声波速度增大，声波时差减小。

（√）3．气侵关井，环空内含有气体，所以立压大于套压。

(×)4．岩石强度随围压的增加而减小。

（×）5．可钻性级值越大，地层越难钻。

(√)6．复合钻杆柱是一种上部尺寸小，下部尺寸大的组合方式。

（×）7．目前在油田使用的磁性测斜仪是以磁北极为基准。

（√）8．牙轮钻头因切削齿可采用不同的材料和齿形，因而可适用于各种地层。

（√）9．所谓半软关井，是指发现井涌后，适当打开节流阀，再关防喷器。

（√）10．机械钻速快的钻头可适用于浅井段。

（√）11．钟摆钻具组合多用于对井斜已经较大的井进行降斜。

牙轮钻头破岩原理
牙轮钻头是一种常用的岩石钻探工具，它通过旋转和冲击来破
碎岩石，实现岩石的钻孔作业。

牙轮钻头的破岩原理是基于其特殊
的结构和工作方式，下面我们来详细介绍一下牙轮钻头的破岩原理。

首先，牙轮钻头的结构包括钻头体、切削结构和牙轮。

钻头体
是整个钻头的主体部分，通常由合金钢制成，具有足够的硬度和耐
磨性。

切削结构是钻头上的切削刃，通常呈锥形或圆锥形，用于切
削岩石。

牙轮是钻头上的齿状结构，可以增加钻头与岩石之间的摩
擦力，提高钻进效率。

其次，牙轮钻头的工作方式是通过旋转和冲击来破碎岩石。

当
钻头旋转时，切削结构不断切削岩石，同时牙轮产生的冲击力也在
不断作用于岩石表面。

这种旋转和冲击的组合作用，可以有效地破
碎岩石，使得钻头能够顺利地钻进岩层。

最后，牙轮钻头的破岩原理可以总结为旋转切削和冲击破碎的
综合作用。

旋转切削主要是通过切削结构对岩石进行切削，而冲击
破碎则是通过牙轮产生的冲击力对岩石进行破碎。

这两种作用相互
配合，使得牙轮钻头能够高效地完成岩石钻探作业。

综上所述，牙轮钻头的破岩原理是基于旋转切削和冲击破碎的综合作用，通过钻头结构和工作方式的设计，实现对岩石的高效钻探。

牙轮钻头在矿山、隧道、地下工程等领域有着广泛的应用，对于岩石钻探作业具有重要的意义。

钻井工程常见问题100问第一部分正常作业部分1、快速钻进接单根时,为何要求“晚停泵、早开泵”？答：因为快速钻进时,钻速快、岩屑多,为克服钻井液悬浮能力差,防止接单根时钻井液静止时间长造成沉砂卡钻,因此必须要“晚停泵、早开泵”,尽量缩短钻井液静止时间.2.、如何正确判断牙轮钻头牙轮卡死？答：钻进中出现扭矩增大（如转盘负荷增大、方钻杆周期性蹩跳、转盘链条忽紧忽松、柴油机声音忽高忽低、摘转盘后转盘打倒车等）现象,结合牙轮使用时间和地层情况综合判断,钻头牙轮可能卡死,应立即循环起钻.3、高速起钻有何危害？答：①容易使钻机超负荷工作；②井下有复杂情况时,容易将钻具拔死（卡钻）；③起钻速度太快,一旦放气失灵将导致顶天车；④易产生较大地抽汲压力,导致溢流、井涌,或抽垮地层,使本来正常地井眼复杂化.4、下钻速度过快有何危害?答：①易造成刹带、刹车鼓及大绳非正常磨损.②一旦突然遇阻,易造成折断钻具、塞死卡钻或顿钻等事故.③产生过大地激动压力,易引起井漏和井塌.④造成钻头与井壁碰撞而损坏牙齿及轴承,降低钻头使用寿命.⑤易使大量岩屑由钻头水眼进入钻具内,易造成开泵钻头水眼堵塞.5、下放钻具时刹车失灵应怎样处理？答：首先应强挂低速离合器,减慢下溜速度,井口人员迅速卡上卡瓦或扣上吊卡,全部工作人员迅速离开井口.6、起下钻时大绳打扭是何原因？怎样处理？答：原因有：（1）新钢丝绳未松扭劲；（2）起下钻过程中钻具转动严重；（3）未打开大钩销子；处理方法：（1）将大绳活绳头松开,把钢丝绳扭劲松掉；（2）控制起下钻速度,减少钻具转动；（3）未打开大钩销子时,可将钻具卡上卡瓦,设法转动游车打开制动销,松开扭劲.7、起下钻为何要打开大钩销子？答：起下钻打开大钩销子主要是防止钻具上、卸扣时钢丝绳打扭.利于井内有扶正器时钻具转动,同时方便二层台和井口操作.8、为什么有时下钻中途要循环钻井液？答：因为：①井下静止时间长或起钻前因某种原因为循环钻井液,以防止钻井液性能变坏或沉砂过多造成开泵困难；②井下地层可能有坍塌现象；③因盐水浸、石膏侵使钻井液性能变坏；④井下有轻微漏失；⑤井下情况复杂,经常开泵困难；⑥裸眼井段长,井较深或有高压油气层.为防止上述情况恶化,必须要中途循环钻井液.9、下钻遇阻是何原因？怎样预防和处理？答：遇阻原因有：（1）起钻拔活塞或未灌好钻井液造成井塌；（2）钻井液性能不好,造成泥饼厚,井眼小；（3）钻头直径磨损严重,再下新钻头造成遇阻；（4）起钻前为循环好钻井液,岩屑未充分携出地面；（5）钻具结构变化；（6）井眼不规则,有砂桥或落物；（7）定向井用动力钻具钻进过之后.预防和处理措施：起钻前处理好钻井液,充分循环,起钻中按规定灌好钻井液,有遇卡现象应倒划眼起出；下钻前详细检查钻头类型尽寸,钻具结构有变化,下钻中注意防遇阻,起钻中有拔活塞现象不能硬拔,下钻遇阻不能硬压,应划眼处理.10、下钻至东营组以下地层遇阻,划眼应注意哪些事项？答：（1）严格遵守“一冲二通三划眼”地原则,严禁边转边加压下放,以防划出新井眼.（2）密切注意泵压变化,防止憋泵.开泵排量要由小渐大；（3）处理好钻井液,循环正常后加大排量洗井；（4）复杂井段反复划眼,直到畅通无阻.11、上部软地层下钻遇阻划眼,应注意哪些问题？答：（1）在上部地层下钻遇阻应起出钻头,换公锥、接钻杆通井划眼；（2）保持钻井液有好地流动性和携砂性能；（3）以冲、通为主,可以适当拔划；（4）严禁动力钻具划眼.12、下完钻开不开泵是什么原因？如何处理？答：原因有：（1）钻具内有脏物或下钻中钻具内掉东西堵塞钻头水眼；（2）下钻中下放速度过快,钻井液中岩屑进入钻具,或由于井壁坍塌,严重倒返,岩屑进入钻具,堵住钻头水眼；（3）井壁泥饼厚,粘附有大量岩屑,下钻时挤入钻头堵死水眼；（4）冬季地面管线或钻具冻结；（5）钻具滤清器被脏物堵塞；（6）井壁泥饼厚或井壁坍塌,环空不畅通,钻井液不能往上返.（7）下钻中途遇阻硬压或多柱不返钻井液,钻头压入岩屑中致使开泵不通.处理：如开不开泵,先要排除地面因素,然后处理井下堵塞,若钻头水眼堵,可大幅度活动钻具,利用激动压力冲开水眼.无效时应起钻通水眼,若环空堵塞应上下活动钻具疏通环空,然后小排量慢慢开泵,无效时应起钻至畅通井段再开泵,然后划眼下钻.若发现地层憋漏,应立即起钻,一直起完,中途不得再开泵,防止憋塌地层造成卡钻.13、钻进中泵压升高是何原因？如何处理？答：原因有：井塌,钻具水眼堵塞,大量岩屑上行堆积于小井眼处,钻井液性能变化,刮刀钻头磨秃或掉刀片,钻井液密度不均匀.处理方法：若井塌应大排量循环钻井液,反复划眼,携出掉块,轻压钻进恢复正常.若钻具岩屑堆积应通过转动或上下活动钻具消除之.若泵压继续升高可停泵活动钻具,将堆积打散后再开泵冲出.若钻井液性能变坏应停钻处理.密度不均匀分段补充重晶石或一台泵循环一台泵低压混合使之均匀.14、钻进中泵压下降是何原因？怎样检查？怎样处理？答：泵压下降原因,泵上水不好,管线或闸门刺漏,钻具刺坏造成短路循环,钻头水眼刺坏或掉喷嘴,断钻具,发生井漏,钻井液气侵起泡等.检查办法：先检查地面,泵工作情况,管线.闸门有无刺漏或短路循环,压力表是否准确,然后考虑井下钻具是否刺坏、折断,喷嘴是否刺坏或脱落,是否发生井漏.处理办法：地面原因应组织抢修,钻井液处理消泡.井下钻具或喷嘴刺坏后立即起钻,详细检查钻具,起钻中不能用转盘卸扣,不猛刹,防止钻具脱扣断落.若发生井漏应立即连续灌钻井液起出钻具.15、钻进中转盘负荷增大,摘开转盘离合器打倒车是何原因？如何处理？答：原因：（1）地层坍塌岩屑塌落（如钻至断层,裂缝、地层破碎带等）；（2）钻头干钻或泥包；（3）钻头牙轮卡死或刮刀片断；（4）井下落物；（5）短路循环,岩屑带不出来；（6）定向井井身轨迹不好,井斜大、位移大,狗腿严重度大.处理：首先判断钻头是否正常,如果干钻,要提起钻具反复划眼解除,另外用轻转判断钻头情况.如果是短路循环应立即起钻检查钻具.根据地层预告,邻井资料,返出岩屑等分析井塌部位和井塌程度,采取有效措施消除,防止卡钻,如果井身轨迹问题可简化钻具减少扭矩.16、钻进中发现跳钻是何原因？怎样处理？答：跳钻多发生在牙轮钻头钻进时,其原因有：（1）钻遇砾石层软硬夹层,不均质地灰岩地层.（2）井塌或井下掉落物.（3）使用大牙齿钻头时扭矩过大.处理方法：调整参数排除跳钻,并根据地层岩性进行综合判断,如处理无效,应考虑井下落物,起钻检查钻头地磨损情况,应采取有效措施,在处理过程中要防止卡钻.17、钻进中发现蹩钻是何原因？怎样处理？答：（1）刮刀钻头遇地层软硬交互面；（2）刮刀钻头钻压过大或溜钻；（3）钻遇砾石层或石灰岩溶洞；（4）地层掉块或井内有落物；（5）牙轮钻头泥包或牙轮卡死；（6）掉牙轮或刮刀片；（7）刮刀钻头直径磨小后小于稳定器直径.处理：若地层原因可以调整钻压转速来排除,如无效则可能是钻头或落物造成,应起钻检查,以确定下一步措施.18、钻进中传动链条断了应当怎样处理？答：（1）首先要保持循环；（2）井浅时用人力转动方钻杆或用气葫芦拉转盘链条活动钻具；（3）井深时将钻具部分或全部重量压下去,造成钻具弯曲,减少卡钻机会；（4）迅速组织人员抢接链条,然后提起钻具检查各部分正常后恢复钻进.19、钻进时水龙带缠方钻杆是什么原因？怎样处理？答：其原因是水龙头轴承有问题（坏、缺黄油等）冲管盘根过紧,方钻杆弯曲启动转盘猛,没按规定栓水龙头防扭绳,大钩没锁锁销等.水龙带缠方钻杆后,可用吊钳拉转方钻杆、缠得严重可卸水龙头或方钻杆；如因冲管盘根过紧轻缠方钻杆可用绳卡固定水龙头慢转一段时间.20、钻进中指重表悬重下降是何原因？怎样处理？答：原因是指重表坏或钻具断.处理办法：首先提起钻具检查指重表传感器,传压管线及表内或接头是否漏油,零件是否损坏,然后重新校正指重表.若指重表完好,则立即起钻检查钻具,根据情况决定处理办法.21、钻头为什么会泥包？有何现象？怎样处理？答：原因有：（1）干钻（2）钻头选型与地层不适应,钻至松软地粘土层,钻速快,排量小；（3）钻井液性能不好,粘度高切力大.现象：泥包钻头后,出现憋钻,跳钻,钻速下降,转盘负荷加重、泵压升高、活动钻具有阻卡或拔活塞等现象.处理：发现钻头泥包后,首先处理好钻井液,使之具有好地流动性,勤划眼或高速划眼,轻压钻进,提高排量.若无效立即起钻,起钻时速度要缓慢,防拔活塞,必要时可接方钻杆循环倒划眼起出.起钻时若灌不进钻井液要分段接方钻杆循环或灌钻井液,防止拔塌井壁,遇卡严禁硬拔,防卡钻.22、打刮刀钻头为什么要特别注意双钳紧扣？答：刮刀钻头钻进时,扭矩忽大忽小,如果上不紧扣,扭矩大时就会自动紧扣,蹩钻严重时会造成钻杆扣过紧或涨扣落井.接头地抗扭能力与上扣时地扭矩有关.如果在上扣时增大上扣扭矩,在钻进中接头丝扣可承受更大地扭矩,而台阶不相对滑动.因此,打刮刀钻头时双钳紧好扣可达到：1）避免涨扣,2）起钻卸扣时困难较小,3）防止反扭矩大扣松,倒开扣或短路循环.23、为什么不能加压启动转盘？答：由于加压后钻头工作刃吃人地层,启动转盘时扭矩大,容易损坏钻头,扭坏钻具,对离合器、链条等也有损坏,甚至因负荷过大也使转盘、绞车、动力机械受损,因此不能加压启动转盘.24、取芯钻进应掌握哪些原则？答：轻压慢转启动转盘,开始仔细造芯,钻压由小到大；送钻要均匀,增压要缓慢,严防溜钻；软地层注意赌芯显示,控制蹩钻；钻速快要跟上钻压,钻速慢找原因,不可加压过大,随时分析钻进地层情况,果断选准地层割芯起钻.25、取芯起钻应注意哪些事项？答：（1）平稳操作,轻提慢放；（2）旋绳卸扣,禁止转盘转动卸扣；（3）连续灌满钻井液；（4）应由熟练人员操作刹把.26、取芯下钻遇阻时,为什么不能用取芯筒划眼？答：如果用取芯筒划眼就会造成岩芯爪变形或翻卷,取芯时会造成岩芯进不了取芯筒而磨芯,影响取芯收货率.软地层用取芯筒划眼还会划出新眼,由于岩芯筒直径较大,划眼易蹩泵,岩芯筒一般用厚壁套管制作,划眼容易使岩芯筒折断.27、为什么会发生井塌？有何现象？怎样处理？答：井塌原因有：①钻具上下运动引起地波动压力过大,造成井壁受力不平衡；②起钻未及时灌满钻井液,液柱压力降低；③钻井液密度过低,失水大,泥饼质量差,不能有效地控制泥页岩吸水膨胀,造成井壁不稳定；④钻井液性能变化太大,井壁不适应；⑤胶结不好地疏松地层和破碎性地层,流砂层及砾石层和粘土互层,易受钻井液浸泡而井塌；⑥井喷、井漏造成井塌；⑦钻井液返速过高.现象：①钻进中突然蹩钻甚至转不动,泵压升高或憋泵悬重下降；②起钻中钻井液倒返,上提遇卡,下放遇阻.③循环时有大量岩屑、掉块返出,循环多时仍不减少.处理方法：①尽可能保持和恢复循环,大幅度活动钻具,调整钻井液性能,巩固井壁,带出掉块.疏松地层井塌,如果能维持循环,应边处理钻井液边循环,带出掉块,巩固井壁；如出现憋泵,不能强开泵憋漏地层,导致卡钻,应强行起钻,边起边连续灌满钻井液.③起出钻具后,配制足量地好性能钻井液,下钻划眼,要防止憋泵或卡钻,直至井眼畅通,井壁巩固,再恢复钻进.28、起钻前为什么要循环钻井液？答：①为把井内岩屑全部带出,保持井内清洁,调整好钻井液性能,保证起下钻安全顺利.②遇特殊作业,如电测、下套管前地起钻更要充分循环,以保证顺利测井和下套管固井.③钻至高压油气层,为防止井喷,起钻前要充分循环调整好钻井液性能.29、什么情况下不能投虹吸测斜仪或吊测井斜？答：①钻井液性能不好.②悬重不对.③方入不对.④井下情况复杂.⑤泵压下降.30、起钻为什么要灌钻井液？怎样灌好？灌不进怎么办？答：起出一部分钻具后,井内液面就会下降,为了保持液柱压力平衡,必须及时向井内灌入钻井液,防止地层流体因液柱压力下降而进入井内；疏松地层由于液面下降造成井塌.要灌好钻井液,必须岗位落实,专人检查,一般情况每起散柱灌一次,但必须达到循环罐液面下降,井口返出泥浆才算灌满,有高压油、气、水层和一开起钻,必须连续灌满钻井液.如果灌入量少于起出钻杆体积或起钻液面不下降,必须立即查找原因,先检查地面管线是否堵塞,闸门是否打开,若地面无问题,观察井内液面是否下降,若有拔活塞现象,应将钻头下至井眼畅通处循环冲洗井壁.若钻头泥包不能解除可接方钻杆灌钻井液.若井下有溢流发生,按井控压井要求进行.31、起钻中钻杆内突然倒返钻井液或喷钻井液,是何原因？应该怎样处理?答：原因：①钻井液密度不均匀或因没灌好钻井液而发生井壁坍塌.②井喷前预兆.处理方法：一般情况下应停止起钻作业,接方钻杆控制倒返,并将环空灌满钻井液,视情况活动钻具后缓慢开泵循环至正常,停泵卸方钻杆不倒返钻井液再起钻；若循环中发现油气浸严重应组织准备压井；若开泵循环不通,应立即起钻并灌好钻井液,以防止井塌严重造成卡钻.32、起钻中遇卡是何原因？怎样处理？答：原因：①井塌、砂桥；②井内落物；③井眼缩径或钻头泥包；④井眼有键槽.处理方法：不论是何种原因遇卡,都不能强拉硬拔,应下钻至畅通位置,接方钻杆开泵循环,活动钻具,分析情况,判断准确遇卡原因,制订技术措施.②井下有落物可用边转边下放地办法处理.③井下有落物可用边转边下放地办法处理.④缩径和泥包要大排量冲洗,高速转动钻具或倒划眼处理.⑤键槽遇卡可轻提慢转倒划眼起出.33、起钻中低速气囊坏了,如何正确处理？答：①如果井下钻具不多,可在低速离合器上穿事故销子,控制总车起钻,最后用高速起钻完,然后更换气囊；高速起钻时要有值班干部现场监护,注意井下是否畅通正常,严防拔卡.如果井下钻具很多,应穿上事故销子,接上方钻杆,开泵循环钻井液,高高提起钻具,定期下放活动钻具.并组织人力抢换低速气囊.34、起钻中途放气凡尔失灵,应该采取什么紧急措施？答：起钻中低速放气凡尔失灵,应立即摘开总离合器,还不停车时再踏下防碰天车重锤,同时用刹把紧急刹车,然后检查修换放气凡尔,定时下放活动钻具,或用转盘活动钻具,若更换时间长,应设法接方钻杆循环钻井液,活动钻具,最好是拆其它地方地放气凡尔换上.35、起钻中由于操作不当,已造成单吊环上提钻具时,应该怎样正确处理？答：应立即刹住车,不准吊卡坐转盘,先卡好钻杆卡瓦,轻转转盘以防卡钻,然后根据情况再行处理：①如果钻具重量较小,钻杆弯曲不严重时,可挂上吊环低速提起卸掉此单根,上提时卡瓦不要提出转盘,以防万一.②如果钻杆弯曲严重,可在弯钻杆上再接一钻杆单根,慢慢提出卸掉.③如果弯曲很严重而且钻具重量大,可将弯曲部分割掉选用打捞工具,提出坏钻杆换掉.若钻杆折断,应视断口情况选择打捞工具,断口基本园齐,可选用卡瓦打捞筒或母锥,若断口撕裂变形严重,应先修鱼头后再打捞,千万不可用公锥人为地破坏鱼头.36、打刮刀钻头起钻应注意哪些问题？答：首先调整处理好钻井液性能,循环干净钻屑,达到起钻要求.因带有多个扶正器,易遇阻遇卡,所以要坚持一档低速起钻.注意观察指重表,遇阻遇卡不可多提硬拔,多提吨位不能超过当时悬重地三分之一,应反复上下活动或倒划眼起出.起钻灌好钻井液,观察是否有拔活塞现象.钻具静止期间要加强转转盘活动钻具,以防粘卡.起钻遇卡需要开泵循环时,一定要下到无阻卡地畅通位置再开泵.37、什么是起钻拔活塞？有何危害？怎样处理？答：由于钻井液性能不好,井眼缩径,钻头或扶正器泥包,起钻连续遇卡,钻井液随钻具一起上行,钻杆内抽空,转盘卸扣困难,打倒车严重地现象称起钻拔活塞.其主要危害一是拔塌井眼造成井下复杂；二是拔卡钻具,循环不通,造成恶性卡钻事故；三是引起抽吸井喷.其处理方法是：一旦发现拔活塞现象立即停止起钻,下至畅通井段开泵循环,调整钻井液性能,大幅度活动钻具,冲洗井壁,间歇用转盘快速甩动,解除泥包现象.确认钻井液性能良好,可用一档低速或倒划眼起出困难井段.如拔活塞现象严重,下不去,也开泵不通,应立即强行起钻,并每起3-5柱接方钻杆从钻杆内灌钻井液直到起完.38、为什么加重后不能马上起钻或测斜？答：因为加重完重晶石粉未充分水化,井壁粘附地重晶石粉较多,摩擦系数大,易发生粘卡,故加重完不能马上起钻或测斜,应充分循环后再起钻或测斜.39、江汉钻头厂生产地H系列（原J系列）钻头有什么特点：H517（J22）钻头其主要使用参数是什么？答：江汉钻头厂生产地“H”系列钻头是对应美国休斯公司地“J”系列钻头,即：钢齿钻头H116-H346对应J1-J8,镶齿钻头H437-H837对应J11-99.其主要特点是：（1）滑动密封轴承,采用橡胶圈密封或金属密封,滑动轴承有较高地寿命.（2）保径,该系列镶齿钻头和部分刚齿钻头都具有保径功能,可在钻进中减少钻头直径磨损.（3）喷射,配合中长、加长、脉冲喷嘴,可充分发挥射流喷射作用,增强水力破岩能力. H517（J22）钻头地主要使用参数为：转速45-100转/分,钻压108-194KN.注意：最大钻压与最高转速不能同时井用.40、钻进中水龙带或水龙头突然坏了不能循环钻井液怎样处理？答：钻进中如水龙头漏钻井液或水龙带坏了,进行修理或更换时,应组织人员边起钻边修理更换,如井下情况复杂或更换时间长,应把钻具起至技术套管内,如无技术套管应将钻具全部起完.不准接方钻杆把钻具放在井内修理水龙头或更换水龙带,以防卡钻.41、钻进中井口返钻井液减少或不返钻井液是何原因？如何处理？答：首先检查地面灌汇、泥浆泵是否正常,如地面设备正常,就是井下漏失,原因有：①地下渗透性漏失层或地层裂缝.②有石灰岩溶洞.③井塌造成憋漏地层.处理方法：渗透性损失,进出多少,漏失量小于5立方米/小时,可用提高钻井液粘度降低密度、降低排量和起钻静止地方法堵漏.②如漏失量大于5立方米/小时或严重性漏失应立即组织起钻,并连续灌钻井液,起出后采取堵漏措施.如果井塌憋漏,应先减小排量保持循环,调整好钻井液性能,大幅度活动钻具,停止钻进,循环出岩屑,注意防卡.正常后恢复钻进.42、什么叫循环短路？是何原因？怎样判断？怎样处理？答：钻井液不全从钻头水眼返出叫短路.短路地原因有：井下钻具刺坏、倒扣、脱扣、断落等.短路地现象是泵压下降,泵排量不减,下部岩屑带不出来,上部地层岩屑增多,短路后造成钻头泥包蹩钻、跳钻、钻时变慢,严重时卡钻.如钻具脱扣、断落、泵压大幅度下降,选中下降,转盘负荷变轻.如地面正常,应立即组织低速平稳起钻,禁止转盘卸扣,内外钳工详细检查钻具,并时刻注意起钻中途遇卡,防止猛提猛刹造成钻具事故.43、下套管过程中为什么要按规定灌钻井液？答：主要目地是为了平衡套管内外压差以达到：（1）防止回压凡尔受压过大而损坏.（2）防止套管掏空过多被挤坏.（3）保持足够地悬重以便顺利下套管.44、注水泥替钻井液时应注意哪些事项？答：（1）各方积极配合,保证工作地连续性；（2）做好排放钻井液工作,防止环境污染；（3）钻台、机房、泵房联系、配合好,以防止操作失误；（4）替钻井液开始,所有人员离开泵房及循环系统,钻台上留少数人,其他人员躲到安全地带.45、套管下完后,开泵循环时应注意什么？答：①首先向套管内灌满钻井液,与泵房操作人员联系好,不得失误；②开泵排量由小到大,严禁大排量过猛开泵,造成岩屑堵塞而憋泵或憋漏；③密切注意泵压变化,若遇特殊情况,应及时进行处理,不得擅自停泵；④不得大量加水和大幅度处理钻井液,防止造成井壁垮塌.46、为什么不能电焊套管？答：①电焊套管容易改变材质地组织,降低其强度；②易造成应力集中区,形成疲劳源,容易断裂；③焊接质量不能保证,易导致套管落井事故.47、为什么高压油气井要先焊井口后固井或封井器憋压候凝？答：高压油气井固井前钻井液密度比较高,这样才能压稳油气层.固井后水泥浆在初凝时地失重现象使环形空间液柱压力降低,平衡不了地层压力,导致高压油气流入环空,造成：①未完全凝固地水泥浆不断流动,油气窜槽,影响封固质量.②井口钻井液不断外溢,没法焊井口造成固井后井喷.因此,高压油气井要用先焊井口后固井或封井器憋压候凝来解决水泥浆失重,油气层外溢地问题.第二部分井下事故处理48、钻进中方钻杆折断,应采取什么紧急措施？答：①鱼头在转盘面以下时,用一根钻杆接上卡瓦打捞矛,迅速捞出钻具.②若鱼头在转盘面以上,先倒开方钻杆提出井口,然后下钻杆对扣捞出井下钻具.49、钻进中钻杆断了有什么现象？如何判断和处理？答：现象：①悬重下降,泵压下降；②转盘负荷变轻,无进尺；③经上提下放后方入发生变化.判断方法：①上提钻具检查指重表及悬重；②检查泥浆泵及泵压表是否正常；③核对方入.处理方法：应立即起钻,根据落鱼情况确定打捞工具和措施.50、钻进中钻铤断了有什么现象？如何判断处理？答：现象：①泵压下降,悬重下降不明显；②转盘负荷变轻,无进尺；③经上提下放后方入无变化.判断方法：①检查泥浆泵及泵压表是否正常完好,落实泵压下降过程及情况；②转盘负荷情况；③核对方入,手摸方钻杆,感觉鱼头地情况.处理方法：先对扣处理,若无效应立即起钻,根据落鱼情况确定打捞工具和措施.51、为什么会发生井漏？有几种井漏？怎样判断？怎样处理？答：其原因有：①上部地层疏松,钻速快,钻井液中岩屑量大、密度高,接单根开泵过猛,容易憋漏.②渗透性地层,钻井液密度过高,压漏地层.③钻遇地层断裂带或裂缝、溶洞.④工程措施不当,下钻太快造成大地压力激动,遇阻、遇卡或在小井眼处开泵、开泵过猛、泵压过高、憋泵等.井漏按漏失速度可分为三种类型：①渗透性漏失,漏失量小于5立方米/小时；②裂缝性漏失,漏失量大于5立方米/小时；③溶洞性漏失,只进不出,漏失量大于100立方米/小时.井漏地判断：①泥浆池液面下降；②井口进多出少,严重时不返钻井液；③钻进中钻速突然变快或钻具放空,泵压下降,往往会发生井漏或井涌.井漏处理：发生漏失量大于5立方米/小时地漏失特别是严重漏失,应立即组织强行起钻,大排量连续灌钻井液,起出后根据井漏情况制定堵漏措施.下钻堵漏前应做好充分地防卡、灌钻井液、强行起钻和堵漏材料准备,然后下钻针对不同漏失情况采取不同堵漏方法.堵漏方法：。

第三讲 《钻头》部分试题一填空题1. 单牙轮钻头用于 钻井中，上部车有 ，用于连接 ，下部有 ，牙轮带有 ，用以破碎岩石，每个牙轮与压轮轴之间都有 。

2. 常用的牙轮钻头为 和3. 牙轮钻头的特点是牙齿与井底的接触面积 ，比压 ，工作扭矩 ，工作刃总长度 。

4. 钻头中的储油密封补偿系统储存和向轴承腔内补充 ，同时可以防止 进入轴承腔和防止漏失 。

5. 在钻头上加热会因高温损坏 ，导致 早期失效。

6. 安装钻头喷嘴时，应注意喷嘴的内孔的 ，严禁7. 下钻前，应校正 表，下钻过程中，遇到硬地层和井径不规则的情况时，要避免钻头碰击 。

8. 下钻过程中，如果发现下面沉砂严重，应该采取 的方法进行解堵。

9. 下钻后期，钻头接近井底时，不允许突然刹车，以免 。

10. 在公式Ht t c c c t r b pm )(++=中，pm c 表示 ，元/m ；b c 表示 ，元；r c 表示 ，元/h ；t 表示 ，h ；t t 表示 ，h ；H 表示 ，m 。

11. 在保证井深质量的前提下，一般以 作为钻头的选型标准。

12. 天然金刚石钻头适合于 的地层钻井，热稳定性聚晶金刚石钻头适合 在 地层钻井，聚晶复合片金刚石钻头适合在 的地层钻井。

13. 金刚石钻头有三种类型，其中：ND 表示 金刚石钻头；PDC 表示 金刚石钻头；TSP 表示 金刚石钻头。

14. 用金刚石材料作 的钻头称为金刚石钻头。

15. 牙轮钻头切削结构的位置用字母表示为：N 表示 ；M 表示 ；B 表示 ；A 表示 。

16. 钻井液中含砂的危害是 。

17. 井下四器通常指 、 、 与 。

18. 在小于216in 的井眼钻井中， 钻头的 由于空间尺寸的限制，强度受到影响，性能不能保证，且在较高地温下，它的 容易失效，而 钻头则不会出现问题。

19. 金刚石钻头属于没有活动部件的 类型的钻头，因此可以使用高转速，适合于与 配合，它可以承受较大的 载荷，故适合于定向钻井钻探。

三牙轮钻头特征摘要：牙轮钻头是石油钻井中使用最广泛的钻头。

这是由于三牙轮钻头旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用，牙齿与井底的接触面积小，比压高、工作扭矩小、工作刃总长度大等。

因而使牙轮钻头能适用于多种性质的岩石，成为使用最广泛的钻头。

牙轮钻头可按牙轮数目的多少分为单牙轮钻头，双牙轮钻头、三牙轮钻头和多牙轮钻头等。

目前普遍使用的是三牙轮钻头。

一、三牙轮钻头的结构三牙轮钻头可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。

密封喷射式钻头除上述基本部分外，还有储油补偿系统。

1、钻头体钻头体上部车有丝扣用于连接钻柱，下部带有巴掌。

钻头体上镶装喷嘴。

牙轮钻头可分为有体式和无体式两类。

钻头体与巴掌分别制造，然后将巴掌焊接在钻头体下侧的叫做有体式钻头，这种钻头的上部丝扣均为母扣；巴掌与三分之一钻头体做为一体，然后将三部分合焊在一起的叫做无体式钻头，无体式钻头均为公扣。

2、巴掌巴掌与牙轮轴相连，上面有轴颈，用于支承牙轮。

3．牙轮牙轮是一个外面带有牙齿，内腔加工成与轴颈相对应的滚动体跑道（或滑动磨擦面）的锥体，分单锥与复锥两种结构，如图5-5所示。

仅有主锥和背锥两个不同锥度的牙轮叫单锥牙轮，适用于硬或研磨性较强的地层；除主、背锥外还有1～2个副锥的牙轮叫复锥牙轮，适用于软或中硬地层。

牙轮表面的牙齿，由牙齿毛胚铣削加工或钻孔镶嵌两种方式制成。

牙齿是钻头破岩的主要元件。

由牙轮毛胚铣削加工而成的牙齿叫铣齿，这种钻头叫铣齿钻头。

将金属材料加工成一定形状的牙齿，镶嵌并固定在轮壳上的钻头叫镶齿钻头。

]4、轴承牙轮钻头的轴承结构有滚动轴承和滑动轴承两种。

目前广泛采用大轴承滑动副一滚珠轴承—第二道止推一小轴滑动副的滑动密封轴承结构。

其类型有四种：（1）普通滑动轴承，目前国产镶齿密封滑动轴承喷射钻头，大多采用这种类型的结构；（2）带固定衬套的滑动轴承；（3）带浮动补套的滑动轴承；（4）简易滑动轴承。

5、水眼牙轮钻头在牙轮之间设计有水眼，根据需要可在水眼内安装不同类型、不同直径和不同数量的喷嘴。

定向井知识基本概念1.定向井——根据人类需求，其设计目标点在给定方向偏离井口垂直线的井。

2、井深――井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点井深或斜深。

3、垂深――井眼轴线上任一点，到井口所在水平面的距离，称为该点垂深。

4.水平位移——井眼轴线上任意一点与井口直线之间的距离称为该点的水平位移，也称为该点的闭合距离。

5、视位移――水平位移在设计方位线上投影长度，称为视位移。

6.井斜角——钻孔轴线任意点的钻孔方向线与通过该点的重力线之间的角度。

7、方位角――以井眼轴线上任一点为原点的平面坐标系中，以通过该点的正北方向线为始边，按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上的投影线为终边，其所转过的角度称为该点的方位角。

8.构建坡度-表示构建坡度工具的构建坡度能力。

其值等于使用偏转工具钻取的井段的钻孔曲率。

9、全角变化率――“狗腿严重度”，“井眼曲率”都是相同的意义。

指的是在单位井段内前进的方向在三维空间内的角度变化。

10.目标点是指根据设计必须钻探的地层位置，称为目标点。

它通常由空间坐标表示，以地面井口为坐标原点。

11、靶区及靶区半径（定向井）――在目标点所在的水平面上，以目标点为圆心，以靶区半径为半径的一个圆面积。

允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点之间的距离，称为靶区半径。

12、靶心距――在靶区平面上，实钻井眼轨迹与目标点之间的距离，称为靶心距。

13、反扭角――使用井底马达进行定向造斜或扭方位时，动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工具面之间的夹角，称为反扭角。

反扭角总是使工具面逆时针转动。

14、工具面――在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的那个平面，称为工具面。

15、高边――定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面。

称为井底圆。

井底圆上的最高点称为高边。

从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底的“高边方向”。

高边方向上的水平投影称为高边方位。

即井底的方位。

16.工具面角度是指偏转工具降到井底后，指示工具面位置的参数。

牙轮钻头工作情况判断
判断方法：
1、正常工作
当地层岩性无变化时，正常钻压下，转盘转动均匀。

转盘链条无上下跳动，钻时正常无明显变化，指重表，泵压表指示平稳，刹把无异常感觉。

2、轴承损坏
转盘出现周期性蹩跳，钻压小蹩跳轻，钻压大蹩跳重，钻速下降，泵压正常，指重表针有摆动。

3、牙轮卡死
转盘负荷增大，转盘链条跳动，方钻杆有蹩劲，停转盘时打倒车，钻速下降，指重表指针摆动严重。

4、掉牙轮
转盘负荷增大，转盘链条严重跳动，停转盘打倒车，蹩跳严重，指重表针来回摆动，钻速明显下降或无进尺，上提钻具变换方向下探，方入有变化，高差均为一个牙轮高度。

5、牙齿磨光、脱落
转盘负荷减轻，方钻杆无蹩跳，钻速明显下降或无进尺，指重表指示平稳无摆动，泵压正常。

6、钻头泥包
转盘负荷增大，有蹩跳现象，钻速下降，上提钻具有不同程度的挂卡2，泵压明显上升，严重时蹩泵。

牙轮钻头一、江汉牙轮钻头型号表示方法（一）、三牙轮钻头型号表示方法.型号的组成三牙轮钻头型号由钻头直径代号、系列代号、IADC 分类号和附加结构特征 代号四局部组成。

例如： 8 1/2 HJ 537 Y附哪结构特征代号系列代号.钻头直径代号钻头直径代号用数字（整数或分数）表示，代表钻头直径英寸数，各种规格 的钻头直径应符合SY/T5164的规定。

特殊情况下，用户定制的非标尺寸钻头可 以直接用公制尺寸表示。

例如：直径代号为8 1/2,表示钻头直径为8 l/2in 、公制尺寸215. 9mm 。

3、钻头系列代号钻头系列及代号见表1。

系列代号由一至三个字母组成。

对于H 、HA 、HJ 、FA 、FJ 、GA 、GJ 、W 等系 列，其含义如下：第1个字母表示轴承结构特征。

现有3种轴承结构：一 H-滑动轴承；一G-滚动轴承；一 F -浮动轴承；注：W 系列-非密封滚动轴承。

第2个字母表示密封结构。

现有3种密封结构，其中W 系列无第2个字母，表示为非密封。

化，以提高其耐磨性。

2.牙齿对岩石的破碎效率及影响因素钻井时岩石的破碎过程是异常复杂的，因为破碎工具的形状是多种多样的, 而施加的又是动载，其大小及方向均随时间而改变。

在井底的岩石还受岩石围压、 钻井液压等多种直径代号 直径代号力的作用。

通过实验室的模拟实验，对钻井过程中岩石破碎的特点进行分析说明：“压入的破碎”在破碎过程中起主要作用。

牙轮钻头的牙齿在轴向载荷作用下压入岩石（冲击动载过程），使齿面下的岩石产生体积破碎，形成坑穴；由于牙齿沿井底的滚碾作用，使破碎的坑穴不断扩大，加上水力作用不断剥离和清除岩屑，冲蚀并扩大岩石的破碎体积。

对于切削或磨削型的钻头（刮刀钻头或金刚石钻头），既有在钻压作用下对岩石的压入，又有在钻头扭矩的作用下对岩石的切削。

所有同时与井底岩石相接触的齿顶面积总和构成了牙轮钻头的承压面积。

钻井时岩石破碎的效率决定于牙齿上的比载荷和钻头的转速。

摘要：牙轮钻头是石油钻井中使用最广泛的钻头。

这是由于三牙轮钻头旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用，牙齿与井底的接触面积小，比压高、工作扭矩小、工作刃总长度大等。

因而使牙轮钻头能适用于多种性质的岩石，成为使用最广泛的钻头。

牙轮钻头可按牙轮数目的多少分为单牙轮钻头，双牙轮钻头、三牙轮钻头和多牙轮钻头等。

目前普遍使用的是三牙轮钻头。

一、三牙轮钻头的结构三牙轮钻头可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。

密封喷射式钻头除上述基本部分外，还有储油补偿系统。

1、钻头体钻头体上部车有丝扣用于连接钻柱，下部带有巴掌。

钻头体上镶装喷嘴。

牙轮钻头可分为有体式和无体式两类。

钻头体与巴掌分别制造，然后将巴掌焊接在钻头体下侧的叫做有体式钻头，这种钻头的上部丝扣均为母扣；巴掌与三分之一钻头体做为一体，然后将三部分合焊在一起的叫做无体式钻头，无体式钻头均为公扣。

2、巴掌巴掌与牙轮轴相连，上面有轴颈，用于支承牙轮。

3．牙轮牙轮是一个外面带有牙齿，内腔加工成与轴颈相对应的滚动体跑道（或滑动磨擦面）的锥体，分单锥与复锥两种结构，如图5-5所示。

仅有主锥和背锥两个不同锥度的牙轮叫单锥牙轮，适用于硬或研磨性较强的地层；除主、背锥外还有1～2个副锥的牙轮叫复锥牙轮，适用于软或中硬地层。

牙轮表面的牙齿，由牙齿毛胚铣削加工或钻孔镶嵌两种方式制成。

牙齿是钻头破岩的主要元件。

由牙轮毛胚铣削加工而成的牙齿叫铣齿，这种钻头叫铣齿钻头。

将金属材料加工成一定形状的牙齿，镶嵌并固定在轮壳上的钻头叫镶齿钻头。

]4、轴承牙轮钻头的轴承结构有滚动轴承和滑动轴承两种。

目前广泛采用大轴承滑动副一滚珠轴承—第二道止推一小轴滑动副的滑动密封轴承结构。

其类型有四种：（1）普通滑动轴承，目前国产镶齿密封滑动轴承喷射钻头，大多采用这种类型的结构；（2）带固定衬套的滑动轴承；（3）带浮动补套的滑动轴承；（4）简易滑动轴承。

5、水眼牙轮钻头在牙轮之间设计有水眼，根据需要可在水眼内安装不同类型、不同直径和不同数量的喷嘴。

牙轮钻头的正确使用方法牙轮钻头是一种常见的工具，用于对硬物进行钻孔。

正确使用牙轮钻头可以提高工作效率，延长工具寿命，并确保钻孔的质量。

以下是牙轮钻头的正确使用方法，详细介绍了操作步骤和注意事项。

1.选择合适的牙轮钻头牙轮钻头有不同的形状和尺寸，适用于不同的材料和应用场景。

在选择牙轮钻头时，需要考虑工作材料的硬度和要钻孔的直径。

选择合适的牙轮钻头可以提高钻孔的效率和质量。

2.准备工作在开始使用牙轮钻头之前，需要做好一些准备工作。

首先，确保工作区域安全，远离易燃和易爆物品。

其次，检查钻床或手持钻是否在良好工作状态下，钻头夹紧装置是否正常。

3.固定工作材料将要钻孔的工作材料固定在工作台上或使用夹具将其固定。

确保工作材料稳固，不会在钻孔过程中发生移动或摇晃。

4.标记钻孔位置使用标尺、尺子或针尖等工具在工作材料上标记钻孔位置。

确保标记准确且清晰，以便于后续操作。

5.使用冷却润滑剂在钻孔前，使用适当的冷却润滑剂涂抹在钻头和工作材料上。

冷却润滑剂可以降低钻头和工作材料的摩擦，减少热量和摩擦产生的磨损。

6.低速预钻在正式进行钻孔前，可以选择低速进行预钻。

预钻是为了在工作材料上开一个小孔，以便于后续钻孔的准确性和稳定性。

通过预钻，可以确定钻孔位置、提供初始引导和减少材料的震动。

7.逐步增加转速和压力在进行正式钻孔之前，要逐步增加钻头转速和施加的压力。

开始时，将转速调整到较低的档位，然后逐渐增加转速。

同时，以适当的压力推动钻头进行钻孔。

过快增加转速或施加过大的压力都会导致钻头过热和断裂的风险。

8.保持稳定在钻孔过程中，要保持钻头和工作材料之间的稳定。

避免偏离钻孔位置和摇晃钻头，这会降低钻孔的准确性和质量。

9.定期冷却润滑在钻孔过程中，定期应用冷却润滑剂来保持钻头和工作材料的冷却和润滑。

当钻孔过程中产生的热量较大时，可以适当停止钻孔，用喷雾瓶等工具进行冷却。

10.结束钻孔当钻孔完成后，应将钻头从孔口缓慢拔出。

在拔出钻头时，要确保不要用过大的力量，以免造成工作材料损坏或钻头损坏。

三牙轮钻头使用注意事项三牙轮钻头使用注意事项1、牙轮钻头预备牙轮钻头预备根据本井地质预测、邻井牙轮钻头、上只钻头的使用情况，参照钻井工程设计，合理选择牙轮钻头类型和型号。

钻头下井前需确认井底干净，无沉砂。

无金属落物。

2．钻头外观检查与记录钻头外观检查与记录检查牙轮钻头型号、出厂日期及出厂编号与外包装是否一致。

检查牙轮钻头的表观质量，丝扣连接螺纹是否完好、牙纶牙轮钻头牙轮有无互咬或旷动，焊缝是否完好；用钻头规测量牙轮钻头直径。

3.3.喷嘴安装喷嘴安装喷嘴安装合理选择牙轮钻头喷嘴，充分发挥水力破岩、清洗作用。

安装时检查牙轮钻头水眼孔内“0”型圈是否完好，应保证喷嘴和壳体清洁，严禁用榔头敲打，以免损坏喷嘴和密封圈。

4. 4. 上上扣防止井口工具落井。

应使用与牙轮钻头规格相符的牙轮钻头盒，以免损坏牙轮钻头体。

任何情况下都不能使用大钳咬牙轮钻头巴掌及牙轮体。

上扣前涂丝扣油；按规定的扭矩值上扣。

下钻要平稳，避免压力激动；防止顿钻。

通过防喷器组，套管头，缩径井段，大狗腿度，台肩及套管鞋处要控制下放速度。

轻划通过缩径井段，划眼前必须开泵。

划眼接近井底时，监测钻压和扭矩，如钻压和扭矩增加时，表明已接触井底或沉沙；若有沉沙，提起钻具，大排量旋转钻具划到井底，确保沉沙或落物已清洗；在清洗沉沙后上下活动钻具。

最后一个单根或立柱要大排量启动转盘划眼到井底，充分洗井，清除井底岩屑，避免下入过快岩屑堵塞喷嘴或开泵过猛憋漏地层。

牙轮钻头应轻压、慢转平稳接触井底。

牙轮钻头应跑合30分钟左右，再按设计要求参数钻进。

6.6.井底造型井底造型井底造型小钻压，低转速，大排量，小扭矩； 转速按40-60转/分钟，钻压17 1/2按35KN 、12 1/4按24KN 、8 1/2按17KN 的 要求操作，至少钻进30分钟；7.7.确定最佳钻井参数确定最佳钻井参数确定最佳钻井参数试钻是确定最优钻压和转速组合获得很快机械钻速的有效手段，在地层变化，机械钻速变化，扭矩变化，人员变化以及作业参数变化如泥浆性能，水力学变化时要进行试钻。

牙轮钻头磨损评定方法SY 5415—91牙轮钻头磨损评定方法1主题内容与适用范围本标准规定了牙轮钻头磨损类别及分级、特征及代号、测量方法及描述。

本标准适用于石油钻井用牙轮钻头磨损分级。

2磨损类别及分级2.1牙齿磨损对于铣齿钻头和镶齿钻头的牙齿磨损，均以旧钻头与新钻头齿高磨损比值和总齿数比值的八分之几的数值来描述钻头牙齿磨损程度。

2.1.1铣齿钻头：是以齿被磨去的高度与新齿高度的比值作为定级依据。

齿高磨损比值按（1）式计算：C1=8（H1-H2）/H1 (1)式中：C1——齿高磨损比值；H1——与磨损牙轮对应齿排新钻头齿高平均数，mm；H2——磨损最严重牙轮上某排齿高的算术平均数，mm；2.1.2镶齿钻头：是以旧钻头上脱落、折断总齿数与新钻头总齿数（不包括背锥齿）的比值作为定级依据。

钻头脱落、折断总齿数比值按2）式计算：C2=8N2/N1 (2)式中：C2——脱落、折断总齿数比值；N2——旧钻头缺少的齿数，个；N1——新钻头总齿数，个。

2.1.3牙齿磨损分级：牙齿磨损分为8级，见表1。

表1齿高磨损比值＞0＞1/8＞2/8＞3/8 ＞4/8 ＞5/8＞6/8＞7/8 （掉断齿数比）0≤1/8 ≤2/8≤3/8≤4/8≤5/8≤6/8≤7/8≤8/8（＞0（＞1（＞2（＞3（＞4 （＞5（＞6（＞7 C1或C2 0≤1）≤2）≤3）≤4）≤5）≤6）≤7）≤8）牙齿磨损分级0 1 2 3 4 5 6 7 82.2轴承磨损对于滚动和滑动轴承的磨损，均以旧钻头已用轴承寿命与该钻头可用轴承寿命的比值的八分之几的数值为轴承磨损定级依据。

轴承寿命比值按（3）、（4）式计算：Z=8T2/T1 (3)N B W BT1=( )B1.( )B2.T B (4)N S W S式中：Z_——轴承寿命比值；T2——在N S和W S下已用去的轴承寿命，h；T1——在N S和W S下的轴承寿命，h；N S——旧钻头实际转速，r/min；W S——旧钻头实际钻压，kN；N B——统计的标准转速，r/min；W B——统计的标准钻压，kN；T B——在N B、W B参数下统计的轴承寿命，h；B1、B1——轴承磨损指数，详见表2。

牙轮钻头使用情况判断方法
1、要收集尽可能多的信息综合判断。

2、钻头缩径螺扶切削井壁的判断：
转盘扭矩增大、井下蹩钻，转盘转速变化大。

转盘转速在曲线上呈波浪状均匀变化，不送钻扭矩不增并缓慢降低。

采用小钻压、低转速钻进也不能缓解井下蹩钻。

岩性未变、钻时成倍增加。

停泵后上提下放钻具无阻卡显示，震动筛处无大块岩屑，可分析为钻头缩径，螺扶切削井壁。

3、牙轮钻头轴承损坏的判断：
重新加压，扭矩和转盘转速不同，有时很平稳。

有时扭矩异常波动；重新加压时指重表指针摆动（非跳钻）。

4、掉牙轮多数情况下是在前40小时。

5、砂岩地层扭矩大于泥岩地层且小幅度内变化较为频繁，泥岩地层则较为稳定。

6、井眼内存在不能返出的大块岩屑的判断：
钻进时转盘扭矩幅值变化较大、有大块岩屑返出、起出的螺旋扶正器有不同程度的磨损，起钻挂卡、开泵蹩压。

7、发生井漏或井塌时转盘扭矩增大、井下蹩钻
8、井深增加转盘扭矩变化不明显。

9、钻时的变化。

第六章破岩工具及其破岩机理引言石油钻井使用的破岩工具主要有四类：1.牙轮钻头；2.聚晶金刚石钻头；3.单晶金刚石钻头；4.刮刀钻头。

破岩工具不同，其结构、破岩机理不同。

了解和掌握不同破岩工具的结构及其破岩机理，对于破岩工具的选型、结构优化设计、钻井参数的优化及破岩工具应用等都具有重要意义。

第一节牙轮钻头牙轮钻头是石油钻井工程中应用最为广泛的一种钻头。

具有适应地层广，机械钻速高的特点。

牙轮钻头的分类：按牙齿的固定方式分为：镶齿和铣齿（图3.8)；按轴承类型分为：滚动轴承和滑动轴承（图3.9)；按密封类型分为：橡胶密封和金属密封（图3.10)；按牙轮数量分为：单牙轮钻头、双牙轮钻头和三牙轮钻头（图3.11)。

图3.8镶齿和铣齿牙轮钻头滑动轴承结构滚动轴承结构图3.9滚动轴承和滑动轴承牙轮钻头橡胶密封金属密封图3.10橡胶密封和金属密封三牙轮钻头双牙轮钻头单牙轮钻头图3.11 单牙轮钻头、双牙轮钻头和三牙轮钻头一、牙轮钻头结构一、牙轮钻头的结构图3.12 牙轮钻头结构描述牙轮钻头牙爪（巴掌）牙轮钻头结构可分为以下主要部分描述(图3.12)：①接头：钻头上部车有丝扣，供与钻柱连接用；②牙爪(也称巴掌)：上接壳体，下带牙轮轴(轴颈)；③牙轮与牙齿；④轴承系统；⑤储油密封补偿系统；⑥水力结构：喷嘴数量、尺寸形状、空间结构参数。

一)牙轮及牙齿1.牙轮牙轮是用合金钢经过模锻而制成的锥体(如图3.13) ，牙轮锥面或铣出牙齿（铣齿钻头)，或镶装硬质合金齿(镶齿钻头)，牙轮内部有轴承跑道及台肩，牙轮外锥面具有两种至多种锥度。

单锥牙轮仅由主锥和背锥组成；复锥牙轮由主锥、副锥和背锥组成，有的有两个副锥（图3.14）。

轴承跑道铣齿镶齿位置图3.13 牙轮结构示意牙轮图3.14 牙轮锥面结构形式2.铣齿铣齿牙轮钻头的牙齿是由牙轮毛坯经铣削加工而成的，主要是楔形齿，齿的结构见图3.15，根据齿位置的不同分为保径齿、内排齿和修边齿。

钻井学习记录(总26页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1gal=; 1L=; 1桶=； 1ft=; 1lb=;1kg=; = 1lb/gal=cm3; 1Psi=;1MPa=精确的980KN=100吨粗略的1000KN=100吨1MPa=10^6Pa=10^6N/m^2RPM =rotation per minute 每分钟转数1千克＝牛，1牛＝千克1千牛＝千克1千牛约等于吨泵冲SPM=strokes per minute 冲程/分钟回压凡尔:钻井过程中的一种内防喷工具，是一个单流阀，井喷的时候可以防止地层流体通过钻头水眼进入钻具内。

其结构原理是在工具水眼内有一个锥形活动装置，安装时其大端朝下，小端朝上，当钻井液由水眼至上而下时，流动阻力较小，钻井液能够顺利通过；当钻井液从钻柱内由下而上反窜流动时，其大端受到的推力较大，而促使锥形活动装置向上移动，直至大端座于钻柱内径台阶上，从而达到封堵水眼的目的。

通常在压井、钻进接单根和下钻过程中可以起到防止泥浆反喷的作用。

浮箍浮鞋简要介绍浮箍浮鞋是一种能产生浮力的一种套管引鞋或接箍。

由于浮鞋或浮箍耐高温，密封性和可钻性好，连接方便，因而可代替引鞋，套管鞋等。

浮鞋或浮箍不仅可用于一般技术套管和油层套管，而且也可用于深井，超深井及特殊工艺井浮箍浮鞋的作用浮鞋接在套管柱末端, 起引鞋和回压凡尔的作用。

浮箍接在距套管柱末端20~30米处。

起承托环和回压凡尔的作用。

浮鞋与浮箍油田开发早期府用的是承托环(阻流环)、又称为浮箍，其作用是注水泥时用来控制胶塞的下行位置，以确保管内水泥塞长度防止水泥浆倒流：但它靠金属与尼龙的密封，密封效果差、承压能力低。

浮鞋或浮箍足能产生浮力的套管引鞋或接箍。

引鞋是用来引导套管柱沿井筒顺利下到井内，防止套管脚插入井壁岩层，减少下井阻力。

浮鞋除具有引鞋的作用外回流。

在下套管过程中，使环空钻井液保持流动。

牙轮钻头工作原理
牙轮钻头是一种常用的钻孔工具，其工作原理基于以下几个关键部件的作用：
1. 牙轮：牙轮是牙轮钻头的核心部件，由多个齿轮组成，通过连接杆连接起来。

在工作过程中，牙轮会旋转并负责带动整个钻头的转动。

2. 钻头刀具：钻头刀具是与工件接触的部件，通常由硬质合金或高速钢制成。

它位于钻头的前端，负责切削工件，形成孔洞。

3.冷却液：冷却液是在钻孔过程中降低温度和冲走切屑的关键。

它通过钻头上的冷却液孔流入切削区域，并在使用后通过钻头尾部的冷却液孔排出。

工作原理：
1. 准备工作：在使用牙轮钻头之前，需选择合适尺寸的钻头，并将其安装在钻床或其他钻孔设备上。

2. 切削操作：当牙轮钻头启动时，牙轮会开始旋转。

与此同时，钻头刀具也开始旋转，并与工件表面接触。

在转动过程中，钻头刀具会在工件上形成一个圆形切削轨迹，逐渐深入工件。

3. 冷却润滑：在切削过程中，冷却液从冷却液孔流入钻头，通过切削区域冷却刀具和工件，同时冲走切屑。

这有助于防止刀具过热和提高切削质量。

4. 进给操作：工作人员可以适时调整工件和钻头之间的距离，控制钻孔的进给速度和深度。

5. 孔洞完工：当钻头刀具切削到所需深度时，工件上就会形成一个完整的孔洞。

此时，可以停止钻头的旋转，并撤回钻孔设备，取出工件。

牙轮钻头通过以上步骤实现了对工件的钻孔加工，具有高效、精确的特点。