7钻进工艺技术解析
第5章钻进工艺技术(钻进参数优化、井斜及控制)
四、水力因素
保持井底清洁要经过三个过程： 保持井底清洁要经过三个过程： 对钻速 影响最大 首先是使破碎的岩屑离开岩石母体； 首先是使破碎的岩屑离开岩石母体； 然后是岩屑在井底被移动； 然后是岩屑在井底被移动； 最后由上返的钻井液将其从环空举升到地面。 最后由上返的钻井液将其从环空举升到地面。 压持效应： 压持效应：由于井内钻井液柱所形成的静液压力大于地 层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。 层压力，使得岩屑被压持在井底不易脱离的现象。 克服压持效应依靠射流的冲击压力和漫流的横向推力。 克服压持效应依靠射流的冲击压力和漫流的横向推力。 射流的冲击压力
转速与钻速的关系曲线
软地层，井底清洁； 1－软地层，井底清洁； 软地层，井底不净； 2－软地层，井底不净； 硬地层，净化不充分。 3－硬地层，净化不充分。
四、水力因素
在钻进过程中，从钻头喷嘴中喷射出的钻井液 射流) 钻井液( 在钻进过程中，从钻头喷嘴中喷射出的钻井液(射流)，对 钻进过程发挥着三种作用 三种作用： 钻进过程发挥着三种作用：
(2)钻井液粘度对钻速的影响
钻井液粘度↗ 循环系统的压耗↗ 钻头喷嘴的压降↘ 射流对井底的冲击力↘ 钻速↘
泵压传递（水功率传递）的基本关系式为： 泵压传递（水功率传递）的基本关系式为：
ps = ∆p g＋∆p pi＋∆p pa＋∆pb
泵压 地面管汇压耗 钻柱内压耗 循环系统压耗 环空压耗 钻头压耗
三、钻头轴承磨损速度方程
dB 1 VB = = nW y dt b
结合约束条件 用最优化方法求解
一、钻速方程
n Vm = (W − M ) 1 + C2 h
λ
杨格(Young F． 杨格(Young F．S)
钻孔技术的详细讲解
钻孔技术的详细讲解钻孔技术是一种用于获取地下信息的重要工具。
它被广泛应用于地质勘探、矿产勘探、建筑工程和环境研究等领域。
本文将详细讲解钻孔技术的基本原理、设备和常见应用。
1. 基本原理钻孔技术的基本原理是通过旋转钻具，使其在地下形成孔洞。
主要包括以下步骤：1. 钻具选型：根据地质条件和勘探目的选择合适的钻具，如钻头、钻杆和钻机等。
2. 钻孔布置：确定钻孔位置和孔径，制定钻孔布置方案。
3. 钻具安装：将钻杆和钻头等钻具安装在钻机上。
4. 钻进过程：启动钻机，通过旋转钻杆和钻头进行钻进，同时注入冷却液体以冷却钻头和清洗孔洞。
5. 采样和测试：根据需要，在钻进过程中采集地层样本和测量地下物理参数。
6. 钻孔终止：达到设计深度或目标层位后，停止钻进并封堵孔洞。
2. 钻孔设备钻孔技术需要使用一系列的设备来完成钻孔任务。
常见的钻孔设备包括：1. 钻机：用于提供旋转力和推进力，驱动钻杆和钻头进行钻进。
2. 钻杆：连接钻机和钻头的管状工具，传递旋转力和推进力。
3. 钻头：位于钻杆底部，负责切削地层并形成孔洞。
4. 钻进液：如泥浆、水和空气等，用于冷却钻头、清洗孔洞和稳定地层。
5. 测量仪器：如测斜仪、测深仪和取样器等，用于采集地下信息和监测钻孔参数。
3. 常见应用钻孔技术在各个领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 地质勘探：通过钻孔获取地下地质信息，包括地层结构、岩性特征和地下水位等，用于地质调查和资源评估。
2. 矿产勘探：用于勘探矿产资源，如石油、天然气、煤炭和矿石等。
钻孔可以获取地下矿层信息和矿物样本。
3. 建筑工程：用于勘察建筑地基和地下水位，确定建筑物的安全性和施工方案。
4. 环境研究：通过钻孔获取地下水位、土壤特性和地下水污染等信息，用于环境监测和环境保护。
结论钻孔技术是一种重要的地下勘探工具，具有广泛的应用前景。
通过了解其基本原理、设备和常见应用，我们可以更好地理解和应用钻孔技术。
钻进工艺方法
制造硬质合金钻头的材料
钻头体钢管
钻头体是用 D35 或 D45 号钢的无缝钢管制成。前苏联是用 9O CT1050 －74 的30 ，35或45 号钢或9OCT－380－71CT．4号钢制造 硬合金钻头体。这种钢可保证钻头体有足够的强度和焊接时对焊料 有良好的浸润性。肋骨钻头的肋骨用与钻头体相同的钢制作。切削 具的垫片和安装薄片用9OCT1050－7410，20和35号或9O CT380－71 号钢制作，以保持硬合金片的稳定性和刚性。固定的支撑片用强度 较高的钢9OCT －7445 号钢制造。 硬质合金 地质勘探钻进中所采用的硬质合金主要是碳化钨（WC—钴（CO） 系硬质合金。它以碳化钨粉末为骨架金属，钴粉末为粘结剂，用粉 末冶金方法制成。这类硬质合金称为YG 类硬质合金。
机 28 械 转 24 速 20 cm/h 16
12 8 4 0
n=381r/min
n=284r/min
n=123r/min
20
30 40 50 60 70 80 90 100
单位压力，kg/cm
不同转速对最优压力的影响
§3-4 硬质合金钻进
利用镶焊在钻头体上的硬质合金切削具，作为破 碎岩石的工具，这种钻进方法通称为硬质合金钻进。 显然，它是以破碎岩石的切削研磨材料而命名的。这 类命名方式还有：金刚石钻进、钢粒钻进等。 硬质合金是一种坚硬材料，前面已经讨论过。但 在实际使用中，硬质合金钻进只适用于钻进中等硬度 以下的地层，即可钻性1 ～7 级和部分8 级地层。若 在更为坚硬的岩层中钻进，则切削效果很差，切削具 磨损很快或易折断而迅速失去钻进能力。当前，软的 和中硬以下的地层，尤其是土层的钻孔工作，主要靠 硬质合金钻进。
钻孔的直径
取决于钻进目的、钻孔结构和钻进方法
常用钻井深孔钻探工艺方法
牙轮钻头
砂土层、砾、卵、漂石地层及基岩地层。超过三牙轮钻头标准直径范围的可进行扩孔钻进。
同牙轮钻头全卵、砾石层钻进。超过单体锤直径范围的可用扩孔锤头完成钻孔设计。
具有冲击和回转双重碎岩作用，孔底岩石受压小、钻效高，且不污染含水层、成井后洗井容易。
PDC钻头
气动潜孔锤正
（反）循环钻进
正循环均可适用基岩地层。反循环适用裂隙、溶洞、采空区。两种钻进尤其适用于缺水或供水困难地区。
具有冲击和回转双重碎岩作用，孔底岩石受压小、钻效高，且不污染含水层。
气举反循环钻进
第四系砂土、砂砾层及各类稳定性较好的基岩钻进。
钻进液上返速度快、洗孔彻底，孔内干净，钻进效率高。
其他钻进
适于因井筒内台阶、岩屑床等问题而难以上提钻具的页岩气地层。
可有效解决水平井钻井中的狗腿、台阶及岩屑床问题。
取心钻进
PDC钻进
软至中硬（可钻性4级〜8级）岩层。
钻速高、钻头寿命长、取心率高、所需钻压小、孔斜小、钻孔质量高。
冲击回转钻进
硬质合金冲击回转钻进适用于可钻性5级〜6级和部分7级的岩层；金刚石冲击回转钻进适用于可钻性6级〜12级坚硬致密地层。
常用钻井（深孔钻探）工艺方法
选用方法
适用范围
优点
全面钻进
牙轮钻进
松软地层及完整、破碎、致密、研磨性岩石及卵砾石层。
适用范围广、效率高，尤其在卵砾石及破碎地层钻进较其他回转钻进效果更好。
PDC钻进
软至中硬岩层，机械钻速较高，尤其适用于泥页地层。
采用低钻压、高转速获得较高的钻速，可与螺杆钻具、涡轮钻具配合应用。
空气钻进
适用于坚硬、无地层水的非产层段地层。其特点是可提高坚硬地层机械钻速，延长钻头使用寿命，避免井塌、井漏等复杂情况的发生。
7纳米工艺技术
7纳米工艺技术随着科技的进步和芯片制造领域的不断发展，7纳米工艺技术成为了最新的研究和应用热点之一。
本文将介绍7纳米工艺技术的概念、原理和应用，并对其未来发展进行展望。
7纳米工艺技术是一种高端的集成电路制造技术，其制程尺寸达到了7纳米量级。
该工艺技术的研究和应用主要集中在半导体行业，旨在提高集成电路的性能和功耗。
与传统的14纳米工艺相比，7纳米工艺技术可以将晶体管的数量增加一倍，并且可以在同样的芯片面积上容纳更多的晶体管。
7纳米工艺技术的实现主要依赖于极紫外光刻技术（EUVL）。
极紫外光具有更短的波长，可以对精度要求极高的芯片进行精确刻画，从而实现更高的集成度。
此外，7纳米工艺技术还采用了多重曝光技术，通过多次曝光和光源的灵活使用，进一步提高了芯片的制造精度。
7纳米工艺技术在各个领域具有广泛的应用前景。
首先，在计算机领域，7纳米工艺技术可以提高中央处理器（CPU）的性能和功耗，使计算机的运行速度更快、能耗更低；其次，在通信领域，7纳米工艺技术可以提高无线芯片的集成度和能源效率，为5G通信和物联网等新兴应用提供强大的支持；再次，在人工智能领域，7纳米工艺技术可以大大提高图形处理器（GPU）的性能，以满足日益增长的数据处理需求。
总之，7纳米工艺技术在信息技术和通信领域具有巨大的市场潜力和应用价值。
对于7纳米工艺技术的未来发展，人们普遍持乐观态度。
一方面，随着科技的不断进步，人们对于更小尺寸的芯片和更高性能的集成电路的需求将会不断增加，这将对7纳米工艺技术提出更高的要求；另一方面，通过不断的研究和创新，科学家们已经开始探索更先进的工艺技术，如5纳米、3纳米乃至更小尺寸的工艺技术。
因此，7纳米工艺技术的发展仅仅是半导体技术发展的一个阶段，后续的技术突破和进步将会推动半导体行业向更高层次发展。
综上所述，7纳米工艺技术作为当前集成电路制造领域的前沿技术，具有广泛的研究和应用意义。
随着科技的进步和应用需求的不断增加，7纳米工艺技术将继续发挥重要作用，并在未来不断演进和突破，推动半导体行业向更高层次发展。
钻进工艺LUPPT演示文稿
1、钻进效果指标及钻进规程参数 2、硬质合金钻进工艺 3、金刚石钻进工艺 4、钢粒钻进工艺 5、牙轮钻进工艺 6、全面钻头钻进工艺
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数 工程钻探与取样技术
一、钻进效果指标
（一）钻进效果指标的含义 1、钻进效果指标的定义 是衡量钻进速度、钻进成本、钻进质量的经济技术指标。
卡取岩心、更换钻头及钻具等时间。孔深增加，提下钻时间增加，回
次钻速减小。熟练操作、优化钻进、钻具升降机械化、自动化可提高
回次钻速。
26.10.2. 技术钻速
技术钻速表示一台钻机一个月期间内用于完成基本工序∑t 、
辅助作业∑t1 和其他补充作业∑T1的总时间与同期的钻进进尺HT
钻进速度、钻进成本、钻进质量之间有着密切的联系。 2、钻进效果指标内容 包括：钻速、单位成本、岩矿心采取率和钻孔弯曲等。
它们受多因素的影响，有不可控因素和可控因素。不可控因 素是指客观存在的因素，如所钻地层、岩性及其埋深等；可 控因素是指通过一定的设备和技术手段可进行人工调节的因 素，如钻头类型、冲洗液性能、钻压、转速和泵量等。
产性作业的时间，h。 劳动组织、动力供给、物资供应、技术状况越好，特别是无事
故，经济钻速就会越高。
26.10.2020
第一节 钻进效果指标与钻进规程参数 工程钻探与取样技术
5、循环钻速 循环钻速指的是从开孔到终孔整个生产大循环的平均钻速
vCtt1 H T1 CT2T3
(m/h)
式中：∑T3——用于安装和拆卸钻塔、起拔套管、封孔等开孔准
与之比。其计算公式如下：
vT
HT
tt1 T1
(m/h)
∑T1是指一个月期间内消耗在固孔、测量孔斜、地球物理
第三章 钻进工艺(五)
不计算，以屈服点P0代替
取为无穷大
第三章 钻进工艺
第二节 地层岩性
脆性岩石塑性系数K＝1 塑脆性岩石塑性系数K＝1～6 塑性岩石塑性系数K＝6～ ∞
第三章 钻进工艺
第二节 地层岩性
表4-8 岩石硬度分类表
类别
ห้องสมุดไป่ตู้
软
中
硬
级别 1 2 3
45
6
硬度
7 8 9 10 11 12
N/mm2 <98 --245 --490 --980 --1470 --1960 --2940 --3920 --4900 --5880 --6860 >6860
角度出发，从微观上研究事物的本质。待黑箱的内部结构都清楚了，黑箱
的行为也就可以推断出来了。
输
输
入
出
第三章 钻进工艺
第一节 钻进过程的系统分析
•黑化：不管黑箱的内部结构如何，只研究它的行为规律。所 谓行为，就是指黑箱对于一定的输入状态，唯一地对应着一定 的输出状态。通过对黑箱行为的一定量的观察（必要的情况下 也可以设定一些主动实验），我们就可以找到黑箱行为的规律 ，这就是控制论中所谓的“黑箱理论”。
式中——泊松比（纵向应变与横向应变比值）。
如式中xy，便是各向异性的。
第三章 钻进工艺
上述概念，也适用于岩石，但有不同。
第二节 地层岩性
2、岩石的弹性模量与泊松 比 岩石不是理想材料，弹性 模量也不是固定的数值。 但组成岩石的矿物，在单 独存在时一般都服从虎克 定律。
岩石的弹性模量与应变种 类和加载大小有很大的关 载荷系小时。：各种应变的E差别不大
E——弹性模量，也叫弹性系数或杨氏系数，量纲与应力同。
第07钻进工艺技术--2h
N泵 = N管汇 + N钻杆 + N钻铤 + N钻头 + N环空
15
Fj = K F Q Ps − K L Q1.8 水功率:
1.8 射流冲击力: Pj = Q( Ps − K L Q )
0.05 ρ d Q 2 ∆ pb = = K bQ 2 C 2 A02 Pb = K b Q 3
1.钻速方程
1 vm = K (W − W0 )n C pCH 1 + C2 h
λ
vm----钻速,m/h; K----地层可钻系数，与地层岩
石的机械性质、钻头类型以及钻 井液性能等因素有关；
n----转速,r/min;
λ---转速指数；
C2---牙齿磨损系数； CH----水力净化系数； Cp----压差影响系数。
• •
测量：密度计 维护：
– 密度过小，加入加重剂； – 密度过大，加水稀释。
36
§7-4 洗井液
三、洗井液的性能及维护
2. 粘度
• • 定义：速度梯度为1时，单位面积上的流体内摩擦力。 对钻井的影响
21
§7-3 井斜及其控制
一、井斜的基本概念
(4)井斜变化率 (4)井斜变化率Kα:单位井眼长度井斜角变化值。
Kα = ∆α ∆L
(5)井斜方位变化率 (5)井斜方位变化率KΦ:单位井眼长度井斜方位角变 化值。简称方位变化率。
Kφ =
(6)井眼曲率K：单位井眼长度内井眼全角变化值。 (6)井眼曲率 通常也叫“狗腿度”
， 变因素
可 变 因 素
指 压、 、
的 力