岩心钻探钻进方法1-硬合金钻进.pptVIP

* * * 看这张图（图4-3）。这是单斜刃硬合金切削具在轴向压力和水平回转推力的作用下切入岩石、加深钻孔的情况。与前面两张图不同的是，前面图上相当于在垂直方向切入以后，切削具固定在切入深度上轴向不再运动，只发生水平推移的剪切，而这里轴向压力能够给进，即随着岩石被破碎而不断加深孔底。 把环状钻头展开，即把圆环展开成平面，就成了这样的图。比如说，这个钻头上面安装了4颗硬合金切削具。钻进开始时钻头是水平的，岩石表面也是水平的，图中的虚线表示切削具将要钻进破碎的轨迹。 这时加压并回转钻头，切削具就沿虚线切入并剪切孔底岩石，形成这样的孔底。大家看1号切削具，开始的位置在这儿，现在实际到了这儿。再继续加压并回转钻头，1号切削具又到了这儿，再过一会儿，它又到了这儿。注意，每一颗切削具的运动轨迹都是一样的，只是起点和终点不同而已。你们看，在钻进过程中，四颗切削具各自承担着一层岩石的切削破碎，它们的共同破碎效果，就形成了孔底的螺旋加深。这就是钻孔的加深过程。 注意啦，在这个过程中钻头一直是水平的，钻头和固定在钻头上面的切削具都没有发生倾斜，只是孔底发生了螺旋线似的倾斜，这种倾斜也只是环状上分段发生的，总的孔底并没有倾斜。如果在孔底上作任何一个平面，其与环状上各分段的切点深度都是一样的。这些概念一定要清楚，不能含糊。因为，如果钻头和切削具发生倾斜，或者总的孔底发生倾斜，钻孔就偏斜了。 * * 钻头的结构参数是指钻头各部结构形状和尺寸，是钻头技术性能的集中体现。，它是钻头设计者一开始就考虑的地层因素、工艺因素和技术因素的全部设计思想的综合表现，弄懂设计者的想法，你就能正确使用钻头，也就能发现设计的不足和今后修改的方向。 钻头的结构参数不光是设计者个人的突发奇想，异想天开，它有一定的设计原理和规律、规则。每个设计必须遵循这些原则，但必然有所不同，这就是设计者的个性体现。受地层条件、设备条件和知识局限性影响，没有完美的、无可挑剔的设计，特别是环境变了，其可比性就无从谈起。 * 2、切削具出刃。 看这张图（图4-4）。图上表示了钻头各个出刃的概念，这是硬合金切削具的外出刃、内出刃、底出刃。钻头为什么要有出刃？你们看，如果钻头没有出刃，那钻头体就直接与岩石接触了，普通碳素钢的钻头体是无法破碎岩石的，所以必须要有出刃。在钻具中，钻头所破碎的空间尺寸，必须大于钻具中任何部位的尺寸，钻进才能进行。 我们来看看各个出刃的作用以及尺寸设计选取的原则。 外出刃：它是保证粗径钻具（钻头体及岩心管和异径接头）外径与钻孔之间环状间隙（外环间隙）的结构参数。 它的大小直接决定钻孔的直径大小、影响冲洗液的上返阻力和钻头的使用寿命。太大，则降低了切削具外出刃的强度，易崩刃；并且，钻孔直径大，易孔斜，还会增大破碎面积和功率消耗。太小，则冲洗液压力高；粗径钻具受浮力大；很快磨损后钻头即因钻孔尺寸不够而不能钻进。 大了不好，小了也不行，多少才合适？评价选择的标准是什么？ 请注意：从流道阻力、崩刃强度、破碎面积与功耗等，理论上是可以进行计算得出结果的。但问题的复杂性在于出刃的磨损。要使钻头寿命尽可能的长，出刃应该尽可能大，因为钻头寿命就取决于出刃的磨损。我们以前讲过，磨损与摩擦功有关，摩擦功有公式可算，研究岩石研磨性就是测量切削具的磨损量。所以，一切从理论上都是可以进行计算得出结果的。但是，没有最佳！除非没有磨损，因为磨损是随着钻进而同时进行的，是个随时间的变量。因此，钻探在选择出刃问题上都是采用理论与经验结合，在一个取值范围很小的区间里根据岩层情况选取。 对外出刃，取值范围一般1.5~3毫米。 取值方法是：硬地层取小值，软地层取大值；完整地层取小值，破碎地层取大值；研磨性弱取小值，研磨性强取大值。 具体工作中，可先试取几个值，做几个钻头实际钻进，根据试验结果比较得出正确选择。 内出刃：它是保证岩心与钻头体内径之间环状间隙（内环间隙）的结构参数。它的大小直接决定岩心的直径大小、影响冲洗液从钻具内流出的阻力和钻头的使用寿命。太小，则岩心容易堵塞、冲洗液压力高、磨损后钻头很快即因岩心无法进入而不能钻进。太大，则降低了切削具内出刃的强度，易崩刃，并且增大了破碎面积和功率消耗。 内出刃的取值范围一般1~2毫米。取值方法同外出刃。 由于内外出刃存在直径差，破碎岩石工作量小于外出刃，所以，同一个钻头上，内出刃的取值比外出刃取值小0.5~1毫米为宜。 底出刃：请看这张图（图4-5）。底出刃H的取值应当包括两方面因素：一是切入岩石深度h0，二是底面过水间隙h1。岩层软，切入深，同时岩粉就多，要求过水就多。岩层硬则反之。所以h0和h1同时取大或取小。 * 我们来看看各个出刃的作用以及尺寸设计选取的原则。 外出刃：它是保证粗径钻具（钻头体及岩心管和异径接头）外径与钻孔之间环状间隙（外环间隙）的结构参