钻头知识
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初中物理钻头知识点总结
本文将着重介绍物理学中一个重要的知识点——钻头。
钻头是指用于钻孔或在地下开凿等工程中的钻石、硬质合金等刀具的统称。
在石油勘探、地质勘测和矿山开采等领域中,钻头扮演着重要的角色。
首先,我们来了解一下钻头的类型。
按功能来分,钻头可分为地质钻头、机械工程用的钻头、石油勘探用的钻头等。
按结构来分,钻头有钻头头部、钻头身段、连接部分、钻头内部的压力平衡系统、切削系统、冷却装置。
钻头的切削原理是指利用钻头上的刀具对被加工物体进行切削,使被加工物体去除一定的金属材料,并将加工后的表面形成一定形状和尺寸的工件。
在切削系统中,刀具的设计、材料的选择、刀尖的形状都对切削效果有着重要的影响。
另外,钻头的冷却装置也是一个很重要的组成部分。
在切削过程中,钻头的工件和刀具都会产生大量的热量,如果不及时散热,将会导致刀具的温升过高,甚至造成刀具的失效。
因此,冷却装置对切削效果和刀具的使用寿命都有重要影响。
在钻头的使用过程中,我们还需要考虑到钻头的使用寿命问题。
钻头的使用寿命是指钻头在一定的使用条件下能够连续工作的时间。
决定钻头使用寿命的因素有很多,比如工件的材料、硬度,切削速度、切削深度等等。
正确选用合适的钻头,并注意切削条件的选择,都是延长钻头使用寿命的关键。
总的来说,钻头是一种非常重要的刀具,广泛应用于石油勘探、地质勘测、矿山开采等领域。
了解钻头的类型、结构、切削原理、冷却装置、使用寿命等知识,对于正确使用和维护钻头都至关重要。
希望本文能对大家对钻头有更深入的了解。
钻孔与钻头知识点总结一、钻孔的分类1. 按照用途分类:(1)岩石钻孔:主要用于开采矿山、建筑工程、地质勘探等领域。
(2)地层钻孔:主要用于取芯取样、岩土勘探、地质探测等领域。
(3)深孔钻孔:主要用于石油钻采、大型地下工程等领域。
2. 按照施工方式分类:(1)手工钻孔:使用手持电钻或手动扭把进行操作,适用于小型施工现场。
(2)机械钻孔:使用钻机或钻头进行操作,适用于大型施工现场。
二、钻头的结构和分类1. 结构(1)刀具部分:用于切削岩石或地层。
(2)连接部分:连接刀具和钻杆。
(3)导向部分:用于控制钻孔方向。
(4)冷却部分:用于冷却刀具和钻孔。
2. 分类(1)按照刀具类型:有牙式钻头、PDC钻头、钢牙钻头等。
(2)按照用途:有岩石钻头、地层钻头、岩土钻头等。
(3)按照钻头直径:有直径固定型钻头、可调直径型钻头等。
三、钻孔工艺流程1. 钻孔前的准备工作(1)测量标定孔位:确定需要钻孔的位置和方向。
(2)清理孔口和排除杂物:清理孔口周围的杂物,以便进行下一步的工作。
(3)安装固定夹具:根据需要,在孔口周围安装固定夹具,确保钻孔的稳定性。
2. 钻孔工作(1)选择合适的钻头:根据地层岩性、孔径等要求选择合适的钻头。
(2)安装钻杆:将合适数量的钻杆安装在钻机上,并连接好钻头。
(3)开始钻孔:根据需求开动钻机,开始进行钻孔作业。
(4)监控孔深和孔径:做好孔深和孔径的监控记录,确保符合设计要求。
3. 钻孔后的处理(1)取芯取样:如有需要,进行地层的取芯取样工作。
(2)清理孔壁:清洗孔壁,排出孔内泥浆和碎屑。
(3)测量孔径和孔深:测量孔径和孔深数据,记录在施工日志中。
四、在工程施工中的应用1. 土木工程(1)基础开挖:在地基基础工程中,需要进行孔洞开挖和岩土钻孔工作。
(2)桥梁隧道:在桥梁和隧道工程中,常需要进行深孔钻孔和取芯取样。
(3)地下管道:在地下管道敷设工程中,需要进行地层钻孔和取芯取样工作。
2. 石油勘探(1)钻井作业:在石油勘探和钻采过程中,需要进行深孔钻孔和取芯取样。
钻削与钻头钻削用各种钻头进行钻孔、扩孔或锪孔的切削加工。
钻孔是用麻花钻、扁钻或中心孔钻等在实体材料上钻削通孔或盲孔。
扩孔是用扩孔钻扩大工件上预制孔的孔径。
锪孔是用锪孔钻在预制孔的一端加工沉孔、锥孔、局部平面或球面等,以便安装紧固件。
钻削方式主要有两种:①工件不动,钻头作旋转运动和轴向进给,这种方式一般在钻床、镗床、加工中心或组合机床上应用;②工件旋转,钻头仅作轴向进给,这种方式一般在车床或深孔钻床上应用。
麻花钻的钻孔孔径范围为0.05~100mm,采用扁钻可达125mm。
对于孔径大于100mm的孔,一般先加工出孔径较小的预制孔(或预留铸造孔),而后再将孔径镗削到规定尺寸。
钻削时,钻削速度v 是钻头外径的圆周速度(米/分);进给量f 是钻头(或工件)每转钻入孔中的轴向移动距离(mm/r)。
图2是麻花钻的钻削要素,由于麻花钻有两个刀齿,故每齿进给量a f =f /2(mm/齿)。
切削深度a p 有两种:钻孔时按钻头直径d 的一半计算;扩孔时按(d -d 0)/2计算,其中d 0为预制孔直径。
每个刀齿切下的切屑厚度a 0=a f sin K r ,单位为mm 。
式中K r 为钻头顶角的一半。
使用高速钢麻花钻钻削钢铁材料时,钻削速度常取16~40米/分,用硬质合金钻头钻孔时速度可提高1倍。
钻削过程中,麻花钻头有两条主切削刃和一条横刃,俗称“一尖(钻心尖)三刃”,参与切削工作,它是在横刃严重受挤和排屑不利的半封闭状态下工作,所以加工的条件比车削或其他切削方法更为复杂和困难,加工精度较低,表面较粗糙。
钻削钢铁材料的精度一般为IT13~10,表面粗糙度为R a 20~1.25μm ,扩孔精度可达IT10~9,表面粗糙度为R a 10~0.63μm 。
钻削加工的质量和效率很大程度上决定于钻头切削刃的形状。
在生产中往往用修磨的方法改变麻花钻头切削刃的形状和角度以减少切削阻力,提高钻削性能,中国的群钻就是采用这种方法创制出来的。
勘探钻头知识点总结图一、引言勘探钻头是石油勘探开采中的重要工具,用于在地下进行钻孔,以获取地下岩石及矿石等地质信息。
其作用是传递钻进动力、传递旋向力、清除钻孔边界岩屑和冷却孔内钻头,并传递岩屑和钻井液到地表。
本文将对勘探钻头的结构、分类、工作原理及应用进行详细的总结,以供相关专业人员深入了解和学习。
二、结构1. 钻头外壳钻头外壳是勘探钻头的外部保护层,起到减少钻头与地层摩擦,减少磨损的作用。
外壳通常由硬质合金制成,具有很高的耐磨性和强度。
2. 钻头身钻头身是钻头的主体部分,通常由坚固的合金钢或硬质合金材料制成。
其上设有切削结构,用于切削地层岩石。
3. 钻头结构钻头结构是勘探钻头中最为重要的部分,包括切削结构、导向结构和连接结构。
切削结构通常由刀片、钻头体和切削面等组成,用于切削地层岩石。
导向结构是用于控制钻头方向的部分,通常包括平面导向结构和弯曲导向结构两种。
连接结构是用于连接钻头与钻柱的部分,通常包括旋转接头及其密封部分。
三、分类根据钻头切削方式和工作环境的不同,勘探钻头可以分为多种类型,主要包括:1. 钻头按切削方式分类(1)拋采钻头:适用于软岩层,用于快速穿透,具有较强的冲击力和穿透性。
(2)钻压式钻头:适用于硬岩层,用于较慢穿透,具有较强的剪切力和耐磨性。
2. 钻头按工作环境分类(1)空气冲击式钻头:适用于露天开采及岩溶地质条件下的钻井。
(2)液压式钻头:适用于地下水位较高的钻井场合。
(3)钻插式钻头:适用于湿法钻井。
四、工作原理勘探钻头是通过钻台的旋转和推进,利用钻头本身的重量和旋转力在地层中进行切削,使岩石碎屑和钻井液一起上升至井口。
其工作原理主要包括冲击力、旋转力和制动力。
1. 冲击力冲击力是由钻头的下压重量和地层反力产生的,用于切削地层岩石。
在拋采钻头中,冲击力是由拋控器或拋泵提供的。
2. 旋转力旋转力是由钻台产生的,通过钻柱传递给钻头,用于使钻头旋转并切削地层岩石。
3. 制动力制动力主要由钻头与地层的摩擦力提供,用于保持钻头钻进的稳定性。
一、钻头刃口修磨和强化对钻削加工的改善钻头在进行孔加工过程中会有不同程度的磨损,对钻头的材质和磨损情况进行分析,在改善钻削加工时,对钻头刃口进行修磨和强化,可有效改善钻头在加工过程中的磨损情况,提高钻头的性能和使用寿命。
vip汽车设计网孔加工在金属切削加工中占有重要地位,一般约占机械加工量的1/3。
其中钻孔约占22%~25%,其余孔加工约占11%~13%。
由于孔加工条件苛刻的缘故,孔加工刀具的技术发展要比车、铣类刀具迟缓一些。
近年来,随着中、小批量生产对生产效率、自动化程度以及加工中心性能要求的不断提升,刀具磨锋技术、多轴数控刀具刃磨设备的发展带动了孔加工刀具的发展,其中最典型的就是在机械生产中已应用多年、使用最为广泛的整体结构的钻头修磨技术逐渐成熟起来。
通过对钻头刃口的修磨和强化改善钻削加工条件,要从钻头的结构特点和实际使用情况中寻求解决方法。
vip汽车设计网钻头的特点vip汽车设计网1.钻头的材质分为高速钢和硬质合金,高速钢主要采用高速钢W系、Mo系材料;硬质合金采用钨钛类(YG)、钨钛钴类(YT)材料。
比较有代表性的如表1中所列W18Gr4V、YG6和YT14。
vip汽车设计网vip汽车设计网图1 钻头的基本结构2.麻花钻的基本形状和结构并没有太大的改变(见图1)。
vip汽车设计网3.麻花钻切削刃的几何角度之间具有一定的特点和关联性。
如图2所示,主偏角为Kr,刃倾角为λs,前角为λs,后角为αf,锋角为2φ(传统为118°)。
vip汽车设计网表1 高速钢和硬质合金材料的物理力学性能vip汽车设计网vip汽车设计网其中,钻头螺旋型结构具有如下特点:vip汽车设计网(1)主偏角Kr在锋角2φ确定后也随之确定。
vip汽车设计网(2)由于钻头切削刃的刀尖(钻头直径处)为切削刃的最低点,从结构可知钻头切削刃的刃倾角λs为负。
vip汽车设计网(3)在钻头螺旋槽形状结构影响下,刃部前角λs由钻头外径的韧带处向钻心方向逐渐变小。
钻头科普知识1、钻头分类、各自主要用途、特点;分类:目前石油钻井中使用的钻头主要有三类,即牙轮钻头,金刚石材料钻头及刮刀钻头。
金刚石材料钻头按破岩原件材料分为天然金刚石钻头,聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)以及热稳定性聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头)聚晶金刚石钻头按照切削齿的形状不同又可分为圆柱聚晶金刚石钻头或三角聚晶金刚石钻头;TSP钻头亦可分为圆柱TSP钻头和三角TSP钻头。
PDC钻头按钻头冠材料和切削齿结构划分又可分为胎体PDC钻头和钢体PDC钻头两类。
用途:在油用钻头中按主要用途分有以下几类:全面钻进钻头(常规钻头)造斜钻头:用于造斜段井位,钻头保径段较短小取芯钻头:用于取芯,根据内外径的不同配备不同的取芯工具双芯扩眼钻头:分领眼钻头与扩眼钻头两部分2、钻头型号示意;8.附加说明7.设计分类号6.钻头头型5.刀翼数量4. PDC 齿的直径3.钻头用途2.钻头类型钻头直径1. 第一字段为阿拉伯数字表示钻头直径,可以用英寸和毫米表示,前面的阿拉伯数字表示钻头外径(双芯钻头表示钻头通径),后面的阿拉伯数字表示钻头内径(非取芯钻头省略)。
2.第二字段为一个英文字母,表示钻头类型(包括冠体材料和切削齿)。
字母钻头类型M 胎体式PDC钻头S 钢体式PDC钻头N 胎体式天然金刚石钻头C 胎体式人造圆柱聚晶金刚石钻头T 胎体式人造三角聚晶金刚石钻头I 胎体式孕镶人造单晶金刚石钻头3.第三字段为一个英文字母,表示钻头用途。
字母钻头用途D 钻进(Drill)钻头C 取芯(Core)钻头B 双(Bi-)心钻头4.第四字段为一个阿拉伯数字,表示PDC 齿的直径。
数字PDC 齿的直径0 10mm以下Less than 10mm1 10mm2 22mm3 13mm6 16mm9 19mm5.第五字段为一个阿拉伯数字,表示钻头的刀翼数量,4表示4个刀翼,5表示5个刀翼,以此类推。
0表示非刀翼式布齿,1表示11个刀翼,2表示12个刀翼和12刀翼以上。
孔加工刀具一般可分为两大类:一类是从实体材料上加工出孔的刀具,常用的有麻花钻、中心钻和深孔钻等;另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具,常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。
例如,下图示标准高速钢麻花钻的结构。
工作部分(刀体)的前端为切削部分,承担主要的切削工作,后端为导向部分,起引导钻头的作用,也是切削部分的后备部分。
孔加工刀具按其用途可分为两大类:一类是钻头,它主要用于在实心材料上钻孔(有时也用于扩孔)。
根据钻头构造及用途不同,又可分为麻花钻、扁钻、中心钻及深孔钻等;另一类是对已有孔进行再加工的刀具,如扩孔钻、铰刀及镗刀等。
(一)麻花钻麻花钻是一种形状复杂的孔加工刀具,它的应用较为广泛。
常用来钻精度较低和表面较粗糙的孔。
用高速钢钻头加工的孔精度可达IT11~IT13,表面粗糙度可达6.3~25;用硬质合金钻头加工时则分别可达IT10~IT11和3.2~12.5。
(二)中心钻中心钻用于加工中心孔。
有三种形式:中心钻、无护锥60°复合中心钻及带护锥60°复合中心钻。
中心钻在结构上与麻花钻类似。
为节约刀具材料,复合中心钻常制成双端的。
钻沟一般制成直的。
复合中心钻工作部分由钻孔部分和锪孔部组成。
钻孔部与麻花钻同样,有倒锥度及钻尖几何参数。
锪孔部制成60°锥度,保护锥制成120°锥度。
复合中心钻工作部分的外圆须经斜向铲磨,才能保证锪孔部和锪孔部与钻孔部的过渡部分具有后角。
(三)深孔钻一般深径比(孔深与孔径比)为5~10的孔即为深孔。
加工深径比较大的深孔可用深孔钻。
深孔钻的结构有多种形式,常用的主要有外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻等等。
(四)扩孔钻扩孔钻用于已有孔的扩大,一般加工精度可达IT10~IT11,表面粗糙度可达3.2~12.5,通常作为孔的半精加工刀具。
扩孔钻的类型主要有两种,即整体锥柄扩孔钻和套式扩孔钻。
(五)锪钻锪钻用于加工各种埋头螺钉沉头座、锥孔、凸台面等定柄钻头的特点是能实现自动更换钻头。
常见钻头的分类及作⽤,机加⼯⼈员都了解的简单⼩知识常见钻头的分类及作⽤1.定⼼钻:⽤于在钻孔前预先钻出孔的中⼼位置,防⽌钻孔时钻头移位,分为60°、90°和120°三种形式。
结构和形状如图:2.中⼼钻:⽤于加⼯中⼼孔,通常为⾼速钢。
分为:A型(60°)、B型(60°并带120°保护锥)、R型(圆弧形)3.⿇花钻:主要⽤于钻孔,标准为:GB/T6135.4-1996。
4.锪孔钻:⽤于在已完成钻孔任务的孔⼝加⼯同轴的平⾯或倒⾓。
分为四种形式:平⾯、60°倒⾓、90°倒⾓和120°倒⾓。
5.深孔钻深孔钻通常是指⽣产加⼯孔深与直径⽐为超过6的孔的数控⼑⽚。
常见的有枪钻、BTA深孔钻、喷涌钻、DF深孔钻等。
套料钻也常见于深孔加⼯。
6.扩孔钻扩孔钻有3——4个⼑齿,其刚度⽐⿇花钻好,⽤以扩张现有的孔并提升⽣产加⼯精密度和光滑度。
7.扁钻扁钻的切削部分为铲形,结构简单,制造成本低,切削液轻易导⼊孔中,但切削和排屑性能较差。
扁钻的结构有整体式和装配式两种。
整体式主要⽤于钻削直径0.03~0.5毫⽶的微孔。
装配式扁钻⼑⽚可换,可采⽤内冷却,主要⽤于钻削直径25~500毫⽶的⼤孔。
8.空⼼钻钻杆中间是中空的钻头,主要⽤于钻物取芯。
9. U钻U钻也叫快速钻,是⼀种内冷钻头,排削好,效率很⾼,可以连续钻孔。
⼑体前端装有可更换的⼑⽚,降低了使⽤的成本。
U钻与普通钻头的区别就是U钻使⽤⼑⽚-----周边⼑⽚和中⼼⼑⽚,⼑具磨损后⽆需重磨直接更换⼑⽚即可,使⽤可转位⼑⽚⽐整体硬钻要节省材料,并且⼑⽚的⼀致性更容易控制零件尺⼨。
U钻的刚性好,可以采⽤很⾼的进给率,⽽且U钻的加⼯直径要⽐普通钻头⼤的多,最⼤能达到D50~60mm。
你必须掌握的钻头知识(基础、易懂、珍藏版)钻头分类按类型可分为刮⼑钻头、⽛轮钻头、⾦刚⽯钻头和PDC钻头等四种;按功⽤分为全⾯钻进钻头、取⼼钻头和特殊⼯艺⽤钻头(⽐如扩眼钻头、定向造斜钻头等)。
刮⼑钻头刮⼑钻头是旋转钻井使⽤最早的⼀种钻头,从⼗九世纪开始采⽤旋转钻井⽅法的时候就开始使⽤这种钻头,⽽且直到现在某些油⽥仍在使⽤。
这种钻头主要⽤在软地层和粘软地层,具有很⾼的机械钻速和钻头进尺。
刮⼑钻头最⼤的优点是结构简单,制造⽅便,成本低,各油⽥可⾃⾏设计和制造。
1)刮⼑钻头的结构刮⼑钻头由钻头体、刮⼑⽚、分⽔帽和喷嘴四部分组成。
钻头体是刮⼑钻头焊接刮⼑⽚和分⽔帽的本体,采⽤中碳钢材料加⼯⽽成。
下端焊接刮⼑⽚和分⽔帽,上端车有丝扣和钻柱连接。
刮⼑⽚⼜称⼑翼,是刮⼑钻头主要⼯作部件。
2)刮⼑钻头⼯作原理刮⼑钻头以切削⽅式破碎岩⽯。
刮⼑钻头在软的塑性地层⼯作时,其切削过程类似于⼑具切削软⾦属。
⼑⽚在钻压的作⽤下吃⼊地层,与此同时⼑刃前⾯的岩⽯在扭转⼒的作⽤下不断产⽣塑性流动,井底岩⽯被层层剥起。
刮⼑钻头钻进脆性较⼤的地层时,破碎岩⽯的过程则分为碰撞、压碎及⼩剪切和⼤剪切三个阶段:碰撞:刃前岩⽯破碎后,岩⽯对⼑⽚的扭转阻⼒减⼩,⼑⽚向前推进,碰撞刃前岩⽯;压碎及⼩剪切:⼑⽚在扭转⼒作⽤下压碎前⽅的岩⽯,使其产⽣⼩剪切破碎;扭转⼒增⼤:⼑⽚继续挤压前⽅岩⽯,当扭转⼒增⼤到极限值时,岩⽯沿剪切⾯产⽣⼤剪切破碎,然后扭转⼒突然减⼩。
碰撞、压碎及⼩剪切、⼤剪切这三个过程反复进⾏,形成刮⼑钻头破碎塑脆性岩⽯的全过程。
3)刮⼑钻头的正确使⽤刮⼑钻头适⽤于软地层和粘软地层。
钻进时需要适当控制钻压与转速,注意防斜、防蹩、防⽌⼑翼断裂。
由于刮⼑钻头在软地层中的机钻速较快,岩屑量较⼤,宜采⽤⼤排量钻进,充分清洗井底和冷却钻头。
刮⼑钻头钻进时,⼑翼外侧线速度较⾼,磨损速度较快,钻头容易磨损成锥形,此时要特别注意防斜和防⽌井径缩⼩。
钻头必备知识点总结一、钻头的分类1. 按照用途分类:(1) 岩石钻头:用于钻探岩石、混凝土、砖瓦等硬质材料。
(2) 石油钻头:用于石油和天然气勘探和开采。
(3) 水井钻头:用于水井钻探。
(4) 其他特殊用途钻头:用于其它特殊工程和领域。
2. 按照结构分类:(1) 固体合金钻头:由钻头上部的合金头部和下部的连接工具组成,适用于一般钻探作业。
(2) 钻齿钻头:通过转动和下压钻头完成钻孔工作,适用于岩石、地层等硬质材料。
(3) 三翼扩孔钻头:通过转动和提升的方式完成扩孔工作,适用于土层和煤层。
3. 按照工作原理分类:(1) 机械钻头:通过钻头直接对物质进行撞击或切削,完成钻孔工作。
(2) 液压钻头:通过液压系统提供动力,驱动钻头完成钻孔工作。
(3) 钻屑提取钻头:通过钻屑提取系统实时清除孔内钻屑,提高钻孔效率。
二、钻头的主要部件1. 钻头头部:由切削工具、切削齿、耐磨材料等构成,用于与地层或物质接触,完成切削和撞击作用。
2. 钻头连接工具:用于连接钻头和钻杆,传递旋转和下压力。
3. 钻头液压系统:用于提供动力和控制驱动钻头进行旋转和下压。
4. 钻头钻孔控制系统:用于实时监测钻孔情况,调整钻头下压力和旋转速度,确保钻孔效果和安全。
5. 钻头清洁系统:用于清除孔内钻屑,保持良好的钻孔环境。
三、钻头的选择与使用1. 根据工程和物质特性选择合适的钻头类型和规格。
2. 根据地层和孔深选择合适的钻头结构和工作原理。
3. 在使用过程中,注意保持钻头清洁,及时更换磨损严重的部件。
4. 在使用过程中,注意及时调整钻孔控制系统,保持稳定的钻孔效果。
四、钻头的保养和维护1. 定期检查和清洁钻头的各个部件,保持良好的工作状态。
2. 注意保护切削工具和切削齿,防止磨损和损坏。
3. 定期更换钻头的磨损部件,确保钻头的正常使用寿命。
4. 注意保护钻头连接工具,防止断裂和脱落。
五、钻头的安全使用1. 在使用钻头时,注意个人安全防护,包括头部、眼睛、手部等。
钻头知识钻头钻头主要分为:刮刀钻头;牙轮钻头;金刚石钻头;硬质合金钻头;特种钻头等。
衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。
钻机八大件钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。
钻柱组成及其作用钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。
钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。
钻井液的性能及作用钻井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)静切力;(5)失水量;(6)泥饼厚度;(7)含砂量;(8)酸碱度;(9)固相、油水含量。
钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;2)冷却、润滑钻头和钻具;3)清洗、冲刷井底,利于钻井;4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;5)保护井壁,防止井壁垮塌;6)为井下动力钻具传递动力。
常用的钻井液净化设备常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。
钻井中钻井液的循环程序钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。
钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。
预测和监测地层压力的方法(1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc 指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。
钻井液静液压力和钻井中变化静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。
钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。
防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。
喷射钻井喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。
影响机械钻速的因素(1)钻压、转速和钻井液排量;(2)钻井液性质;(3)钻头水力功率的大小;(4)岩石可钻性与钻头类型。
钻井取心工具组成(1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;(3)内岩心筒:储存、保护岩心;(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。
取岩心取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。
平衡压力钻井在钻井过程中,始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。
井喷是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。
引起井喷的原因有:(1)地层压力掌握不准;(2)泥浆密度偏低;(3)井内泥浆液柱高度降低;(4)起钻抽吸;(5)其他措施不当等。
软关井就是在发现溢流关井时,先打开节流阀,后关防喷器,再试关紧节流阀的一种关井方法。
因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值,保证井控安全,一旦井内压力过大,可节流放喷。
钻井过程中溢流显示(1)钻井液储存罐液面升高;(2)钻井液出口流速加快;(3)钻速加快或放空;(4)钻井液循环压力下降;(5)井下油、气、水显示;(6)钻井液在出口性能发生变化。
溢流关井程序(1)停泵;(2)上提方钻杆;(3)适当打开节流阀;(4)关防喷器;(5)试关紧节流阀;(6)发出信号,迅速报告队长、技术员;(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。
钻井中井下复杂情况钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等,不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。
钻井事故是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意,而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。
井漏井漏主要由下列现象发现,(1)泵入井内钻井液量>返出量,严重时有进无出;(2)钻井液罐液面下降,钻井液量减少;(3)泵压明显下降。
漏失越严重,泵压下降越明显。
卡钻及造成原因卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动,这种现象叫卡钻。
主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
处理卡钻事故的方法(1)泡油解卡;(2)使用震击器震击解卡;(3)倒扣套铣;(4)爆炸松扣;(5)爆炸钻具侧钻新眼等。
固井固井就是向井内下入一定尺寸的套管串,并在其周围注入水泥浆,把套管固定的井壁上,避免井壁坍塌。
其目的是:封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层;封隔油、气、水层,防止互相窜漏;安装井口,控制油气流,以利钻进或生产油气。
井身结构包括:(1)一口井的套管层次;(2)各层套管的直径和下入深度;(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度;(4)各层套管外的水泥上返高度等等。
套管柱下部结构(1)引鞋:引导套管入井,避免套管插入或刮挤井壁;(2)套管鞋:引导在其内部起钻的钻具进入套管;(3)旋流短节:使水泥浆旋流上返,利于替泥浆,提高注水泥质量;(4)套管回压凡尔:防止水泥浆回流,下套管时间阻止泥浆进入套管;(5)承托环:承托胶塞、控制水泥塞高度;(6)套管扶正器:使套管在钻井中居中,提高固井质量。
注水泥施工工序下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。
完井井口装置(1)套管头--密封两层套管环空,悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量;(2)油管头--承座锥管挂,连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线;(3)采油树--控制油气流动,安全而有计划地进行生产,进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。
尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井内,只对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法。
尾管有三种固定方法:尾管座于井底法;水泥环悬挂法;尾管悬挂器悬挂法。
试油在钻井发现油、气层后,还需要使油、气层中的油、气流从井底流到地面,并经过测试而取得油、气层产量、压力等动态资料,以及油、气、水性质等工作,称做试油(气)。
射孔钻井完成时,需下套管注水泥将井壁固定住,然后下入射孔器,将套管、水泥环直至油(气)层射开,为油、气流入井筒内打开通道,称做射孔。
目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。
井底污染井底污染又称井底损害,是指油井在钻井或修井过程中,由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中,使井筒附近地层渗透率降低的现象。
诱喷射孔之前,为了防止井喷事故,油、气井内一般灌满压井液。
射孔后,为了将地层中液体导出地面,就必需降低压井液的液柱,减少对地层中流体的压力。
这一过程是试油工作中的一道工序,称为诱喷。
诱喷方法有替喷法、抽吸法、提捞法、气举法等。
钻杆地层测试钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。
它既可以在已下入套管的井中进行测试,也可在未下入套管的裸眼井中进行测试;既可在钻井完成后进行测试,又可在钻井中途进行测试。
电缆地层测试在钻井过程中发现油气显示后,用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力,称做电缆地层测试。
这种测试方法比较简单,可以多次地、重复地进行。
油管传输射孔油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下,射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面,不必在射孔时向井内灌入大量压井液,避免井底污染的一种先进技术。
岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值。
用希腊字母Φ表示,其表达式为:Φ=V孔隙/ V岩石×100%=Vp / Vb×100%地层原油体积系数地层原油体积系数βo,又称原油地下体积系数,或简称原油体积系数。
它是原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。
原油的地下体积系数βo总是大于1。
流体饱和度某种流体的饱和度是指:储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。
它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。
岩石中由几相流体充满其孔隙,则这几相流体饱和度之和就为1(100%)。
1、井:以勘探开发石油和天然气为目的的,在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼。
2、井口:井的开口端。
3、井底:井的底端。
4、裸眼:未下套管部分的井段。
5、井深:从转盘补心面至井底的深度。
6、井壁:井眼的圆柱形表面。
7、环空:井中下有管柱时,井壁与管柱或管柱与管柱之间的圆环形截面的柱状空间。
8、井眼轴线:井眼的中心线。
9、井身结构:指的是钻头钻深、相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径及深度、各层套管外的水泥返高以及人工井底等。
10、人工井底:设计的最下部油层下的阻流环或水泥塞面。
(注:该定义不全面,人工井底是可变的)11、井的类别:按一定依据划分的井的总类。
按钻井的目的可分为探井和开发井等;按完钻后的井深可分为浅井(<1200m)、中深井(1200~3000m)、深井(3000~5000m)和超深井(>5000m);按井眼轴线形状可分为直井和定向井。
12、探井:指以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖的组合和区域地质构造,地质剖面局部构造为目的,或在确定的有利圈闭上和已发现油气的圈闭上,以发现油气藏、进一步探明含油气边界和储量以及了解油气层结构为目的所钻的各种井,包括地层探井、预探井、详探井和地质浅井。
13、开发井:指为开发油气田所钻的各种采油采气井、注水注气井,或在已开发油气田内,为保持一定的产量并研究开发过程中地下情况的变化所钻的调整井、补充井、扩边井、检查资料井等。
14、直井:井眼轴线大体沿铅垂方向,其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限定范围内的井。
15、定向井:沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口垂线一定距离,钻达目标的井。
16、丛式井:在一个井场上或一个钻井平台上,有计划地钻出两口或两口以上的定向井(可含一口直井)。
17、救援井:为抢救某一口井喷、着火的井而设计、施工的定向井。
18、多底井:一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。
19、大斜度井:最大井斜角在60°~86°的定向井。
20、水平井:井斜角大于或等于86°,并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。