第二章钻进工具 1.评价钻头性能的指标有那几项? 钻头进尺,钻头工作寿命,钻头平均机械钻速,钻头单位进尺成本 2.简述刮刀钻头破岩原理 刮刀钻头刀翼在钻压W和扭转力T的作用下,一方面作向下的运动,一方面围绕钻头轴线旋转,刀 翼以正螺旋面吃入并切削岩层,井底平面与水平面成角。刮刀钻头主要以切削和挤压方式破碎地 层,具体方式主要取决于钻头的切削结构及所钻地层的岩性。由于这几种破岩方式主要要克服岩石 的抗剪强度,所以它比克服岩石的抗压强度的破岩方式要容易得多 3.刮刀钻头其刀翼结构角有哪儿个?有什么影响?如何取值? 刃尖角、切削角、刃前角、刃后角 尖角β、切削角a、刃前角q、刃后角ψ;刃尖角表示刀翼的减为尖锐程度。从吃入岩石和提高钻 速出发,刃尖角越小越好,但是强度不能保证。一般要根据上述因素及岩石性能确定角的大小。岩 石软时,β角可以稍小,较硬时硬适当增大,夹层多,井较深时,β角应适当增大。切削角α刀以前 刃和水平面之间的夹角,在其他情况一定时,a越大,吃入深度越深,但a过大时,刃前岩石剪切破 碎困难,钻进憋劲大。一般情况下,松软地层α=70度;软地层σ=70-80度;中硬地层,α=80 85度。刃后角甲=a-β。刃后角必须大于井底角。刃前角与切削角互为补角,刃前角q=90-a 4.铣齿牙轮钻头和镶齿牙轮钻头有哪些不同? 牙轮钻头按材料不同分为铣齿(钢齿)和镶齿(硬质合金齿)两大类 铣齿牙轮钻头的牙齿石油牙轮毛胚铣削加工而成,主要是楔型齿,齿的结构参数要兼顾有利于破岩 和齿的强度。一般软地层牙轮钻头的齿高、齿宽、齿距都较大,硬地层则相反。通常要在齿的工作 面上敷焊硬质合金以提高齿的耐磨性,在背椎部位业要敷焊硬质合金层已达到保径的目的。镶齿 牙轮钻头是在牙轮上钻出孔后,将硬质合金材料制成的齿镶入孔中。其齿型较多,如楔型齿、圆锥 形齿、球型齿、勺型齿、主要依据岩石的性能和齿材料性能、强度、相撞工艺等。目前向齿牙轮钻 头在软地层、中硬地层及坚硬地层中都得到了广泛应用 5.牙轮钻头有哪几副轴承?按结构不同可分为几类?滑动轴承有什么特点? 有大、中、小和止推轴承。钻头轴承按结构分为滚动轴承和滑动轴承两大类 6.牙轮钻头的储油滑密封系统包括几部分?其作用是什么? 储油囊、护膜杯、压盖、密封圈 7.牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动? 由于牙轮的超顶、移轴、复锥,使牙轮在滚动的同时在井底产生滑动 超顶和复锥引起沿切线方向滑动,这种作用除了冲击、压碎作用破碎岩石外,还可以剪切掉同一齿 圈相邻牙齿破碎坑之间的岩脊;移轴产生轴向方向的滑动,可以剪切掉齿圈之间的岩脊 8.国产三牙轮钻头有哪个系列?试解释81/2HP5的含义? 普通钻头、喷射式钻头、密封钻头、密封保径钻头、滑动轴承钻头、滑动保径钻头、乡齿密封钻 头、镶齿滑动轴承钻头8个系列。表示用于中硬地层、直径为81/2英寸的铣齿滑动密封喷射式三牙 9.金刚石钻头有哪些突出优点? (1)是一体性钻头,没有结构薄弱的环节,因而可以使用较高的转速,可以承载较大的侧向载荷 而不发生井下事故 (2)金刚石钻头在正确使用的情况下,耐磨且寿命长,适合于深井及研磨性地层 (3)在高温下,牙轮密封易失效,金刚石钻头则不会出现此问题 (4)金刚石钻头不受空间尺寸的限制,适合于小井岩钻井 (5)在钻牙受限的情况下可以使用金刚石钻头 (6)结构设计制造比较灵活,生产设备简单,能满足非标的需要。 (7)PDC钻头是一种切削型钻头,实践表明在适应地层可以取得很高的经济效益 (8)由于热稳定性的限制,必须保证充分的冲洗和冷却第二章 钻进工具 1． 评价钻头性能的指标有那几项？ 答： 钻头进尺，钻头工作寿命，钻头平均机械钻速，钻头单位进尺成本。 2． 简述刮刀钻头破岩原理。 答： 刮刀钻头刀翼在钻压W和扭转力T的作用下，一方面作向下的运动，一方面围绕钻头轴线旋转，刀 翼以正螺旋面吃入并切削岩层，井底平面与水平面成Ø 角。刮刀钻头主要以切削和挤压方式破碎地 层，具体方式主要取决于钻头的切削结构及所钻地层的岩性。由于这几种破岩方式主要要克服岩石 的抗剪强度，所以它比克服岩石的抗压强度的破岩方式要容易得多。 3． 刮刀钻头其刀翼结构角有哪儿个？有什么影响？如何取值？ 答： 刃尖角、切削角、刃前角、刃后角。 刃尖角β、切削角α、刃前角φ、刃后角ψ；刃尖角表示刀翼的减为尖锐程度。从吃入岩石和提高钻 速出发，刃尖角越小越好，但是强度不能保证。一般要根据上述因素及岩石性能确定角的大小。岩 石软时，β角可以稍小，较硬时硬适当增大，夹层多，井较深时，β角应适当增大。切削角α刀以前 刃和水平面之间的夹角，在其他情况一定时，α越大，吃入深度越深，但α过大时，刃前岩石剪切破 碎困难，钻进憋劲大。一般情况下，松软地层α=70度；软地层α=70—80度；中硬地层，α=80 —85度。刃后角ψ=α-β。刃后角必须大于井底角。刃前角与切削角互为补角，刃前角φ=90-α 4． 铣齿牙轮钻头和镶齿牙轮钻头有哪些不同？ 答： 牙轮钻头按材料不同分为铣齿（钢齿）和镶齿（硬质合金齿）两大类。 铣齿牙轮钻头的牙齿石油牙轮毛胚铣削加工而成，主要是楔型齿，齿的结构参数要兼顾有利于破岩 和齿的强度。一般软地层牙轮钻头的齿高、齿宽、齿距都较大，硬地层则相反。通常要在齿的工作 面上敷焊硬质合金以提高齿的耐磨性，在背椎部位业要敷焊硬质合金层已达到保径的目的。 镶齿 牙轮钻头是在牙轮上钻出孔后，将硬质合金材料制成的齿镶入孔中。其齿型较多，如楔型齿、圆锥 形齿、球型齿、勺型齿、主要依据岩石的性能和齿材料性能、强度、相撞工艺等。目前向齿牙轮钻 头在软地层、中硬地层及坚硬地层中都得到了广泛应用。 5． 牙轮钻头有哪几副轴承？按结构不同可分为几类？滑动轴承有什么特点？ 答： 有大、中、小和止推轴承。钻头轴承按结构分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 6． 牙轮钻头的储油滑密封系统包括几部分？其作用是什么？ 答： 储油囊、护膜杯、压盖、密封圈。 7． 牙轮的超顶、移轴和复锥各产生哪个方向的滑动？ 答： 由于牙轮的超顶、移轴、复锥，使牙轮在滚动的同时在井底产生滑动。 超顶和复锥引起沿切线方向滑动，这种作用除了冲击、压碎作用破碎岩石外，还可以剪切掉同一齿 圈相邻牙齿破碎坑之间的岩脊；移轴产生轴向方向的滑动，可以剪切掉齿圈之间的岩脊。 8． 国产三牙轮钻头有哪个系列？试解释81／2HP5的含义？ 答： 普通钻头、喷射式钻头、密封钻头、密封保径钻头、滑动轴承钻头、滑动保径钻头、乡齿密封钻 头、镶齿滑动轴承钻头8个系列。表示用于中硬地层、直径为81/2英寸的铣齿滑动密封喷射式三牙 轮钻头。 9． 金刚石钻头有哪些突出优点？ 答： （1）是一体性钻头，没有结构薄弱的环节，因而可以使用较高的转速，可以承载较大的侧向载荷 而不发生井下事故， （2）金刚石钻头在正确使用的情况下，耐磨且寿命长，适合于深井及研磨性地层。 （3）在高温下，牙轮密封易失效，金刚石钻头则不会出现此问题。 （4）金刚石钻头不受空间尺寸的限制，适合于小井岩钻井。 （5）在钻牙受限的情况下可以使用金刚石钻头。 （6）结构设计制造比较灵活，生产设备简单，能满足非标的需要。 （7）PDC钻头是一种切削型钻头，实践表明在适应地层可以取得很高的经济效益。 （8）由于热稳定性的限制，必须保证充分的冲洗和冷却