钻探工艺学相关知识
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。
钻探工艺学
钻探工艺学钻探，听起来是不是就像一场向地球深处的探险呢？我觉得钻探工艺学啊，就像是一本神秘的魔法书，里面记载着如何深入地球内部，挖掘那些隐藏的宝藏或者获取重要信息的方法。
我有个朋友叫小李，他就是干钻探这行的。
有一次我去找他，看到他那些钻探的设备，好家伙，那真是一堆让人眼花缭乱的大家伙。
我就好奇地问他：“你这些东西到底是咋摆弄的，就能钻到地底下那么深的地方呢？”小李就笑着跟我说：“这可就大有学问了，这就是钻探工艺学的厉害之处。
”钻探工艺学，它涵盖的内容可太多了。
从最开始选择钻探地点，这就像是在一个大森林里找一棵特别的树一样。
你得根据各种线索，比如说地质结构的推测啊，以前类似地点的经验之类的。
要是选错了地方，那后面的工作可就像是在歪脖子树上找直树枝，难上加难了。
然后就是钻头的选择。
不同的地质条件得用不同的钻头，就好比你切菜，切土豆得用一种刀，切肉又得换一种刀。
如果在坚硬的岩石层，你用个不适合的钻头，那就像是拿塑料梳子去梳铁疙瘩，根本就没法进行下去。
我记得小李跟我说过，他们有一次在一个岩石特别硬的地方钻探，一开始用错了钻头，那钻探的速度慢得像蜗牛爬，而且钻头磨损得特别快，就像个娇弱的小娃娃，经不住一点折腾。
后来换了合适的钻头，那速度一下子就提起来了，就像开足马力的小汽车在平坦的大道上飞奔。
钻探过程中的压力控制也是一门艺术。
压力太大了，就像一个莽夫用力过猛，容易把设备弄坏，还可能导致钻孔变形。
压力太小呢，又像是挠痒痒，根本钻不下去。
这得根据实际的地质情况，还有钻头的承受能力来精准调节。
这就需要钻探工人有丰富的经验和敏锐的感觉，就像老中医把脉一样，得准确地判断出什么时候该加压力，什么时候该减压力。
在钻探的时候，还得时刻注意着各种数据的监测。
这数据就像是钻探过程中的眼睛和耳朵，告诉我们下面的情况到底是怎么回事。
要是忽略了这些数据，那就像是在黑暗中瞎摸乱撞。
有一回，小李他们的钻探设备上一个监测数据的小仪器出了故障，他们没及时发现。
钻探工艺培训课件
引言钻探指的是用机具钻孔取样，判定地层地质情况、获取地质信息的作业。
钻探技术发源于中国四川，其首要作用是找水喝，其次是找盐吃。
钻探技术堪称是我国四大发明之后的第五大发明。
目的就是取盐。
钻探是地质勘探工作中的不可缺少的一项重要技术手段。
用机器从地表向地下钻形成圆柱形孔就叫钻孔，用各种方法使钻孔不断向下延伸的过程叫钻进。
钻孔的作用：用以鉴别和划分地层。
从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样、土样进行分析研究；确定岩层、矿物的储量、所处位置、矿物的种类及品质等；用以测定岩石和土层的物理、力学性质和指标，提供设计需要；下入仪器获取地球地层内部信息。
钻探工程所用钻机主要分为回转式、冲击式及冲击回转式等几种。
钻探工程按钻孔用途可分为：①固体矿产钻探；②石油天然气钻探；③水文地质钻探。
④地热钻探。
⑤工程地质钻探；⑥科考钻探；以及大口径灌注桩成孔。
孔深几百米～几千米。
第一章：钻探技术与规程（钻探工艺）第一节、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岩的工具，这种钻进方法称作硬质合金钻进。
（一）、硬质合金钻进特点1、由于切削具固定在钻头体上，它可以钻进任意倾角的钻孔，不受孔内、孔径孔深的限制。
所钻出孔壁及岩心其直径比较一致，表面光滑，这对于安全钻进和保证取心是有利的。
2、可以根据不同的岩性和要求，合理设计和选择钻头的结构，以便在不同的地层都取得良好的效果和满足工作的要求。
3、钻进中，操作简单、规程参数的允变范围大、容易掌握。
4、较容易保证钻孔质量、岩心采取率较高、孔斜较小。
（二）影响硬质合金钻进的主要因素1、岩层性质：如硬度、研磨性、裂隙性、不均匀性及岩层的硅化程度。
2、钻头的结构：如硬质合金的切削刃的硬度、强度韧性和抗磨性能，硬质合金切削具的形状、规格、切削具在钻头上的排列形式、数量镶焊方法及镶焊的质量等。
3、钻进时的操作技术及钻进规程：如钻压、转速、泵量等。
（三）硬质合金钻头的选择和使用1、取心硬质合金钻头的规格必须符合《地质钻探钻头图谱》中标准图纸的要求。
钻探新技术与新工艺介绍
钻探新技术与新工艺介绍在石油勘探领域，钻探技术和工艺一直是不断创新和改进的。
本文将介绍一些最新的钻探新技术和新工艺，以期提高勘探效率和减少环境影响。
首先，方向钻井技术是近年来取得突破的一项钻探技术。
传统的钻井技术只能在垂直方向进行，但随着油田的逐渐开发，许多储层是以水平或倾斜方向延伸的，传统的钻井技术无法有效地触达这些储层。
方向钻井技术通过调整钻井井口的方向来控制井筒的走向，实现水平和倾斜钻井，从而有效地开发这些储层。
这项技术大大提高了钻井的效率和生产能力。
其次，超深钻井技术是另一项引人注目的钻探新技术。
随着石油和天然气资源的日益稀缺，勘探者们被迫深入更加复杂和困难的地质条件下寻找新的储层。
超深钻井技术克服了深井钻探中遇到的高压高温、井壁不稳定和岩心回收困难等问题。
此外，超深钻井技术还可以为地质实验、地震研究和地热能利用等领域提供重要的科学数据。
再次，钻井液技术的创新也为钻探工艺带来了显著的改进。
钻井液是用于冷却钻头、润滑井眼、平衡地层压力和悬浮岩屑的液体。
研发新型的钻井液可以提高钻井速度、减少钻井成本、增加井壁稳定性、减少环境毒性等。
例如，利用纳米技术开发出的纳米液晶钻井液可以在高温高压环境下保持稳定，并具有出色的抑制岩屑溢流能力。
此外，生物降解钻井液的应用也成为减少环境影响和提高可持续性的重要举措。
最后，自动化和智能化技术在钻探领域的应用也越来越广泛。
自动化系统可以实现井下作业的无人化，减少操作人员的风险和劳动强度，并提高作业的准确性和效率。
智能化技术则通过数据分析和人工智能算法，提供准确的地层信息、钻井参数和设备状态等，为决策者提供科学的指导。
这些技术的应用不仅大大提高了钻井的安全性和生产效率，还为勘探者提供了更多的数据和信息，促进了油田的可持续开发和管理。
综上所述，钻探新技术和新工艺的不断引入为石油勘探带来了新的机遇和挑战。
这些技术不仅提高了勘探效率和生产能力，还大大减少了对环境的影响。
钻探方法 工艺技术
钻探方法工艺技术钻探方法是一种在地下地质勘探中应用的技术方法，它通过钻孔的方式获取地下的地质信息。
钻探方法的主要目的是为了了解地下的地质构造、地层情况、矿产资源以及水文地质等信息，为工程建设、矿产开发等提供依据。
下面我们来介绍一下钻探方法的工艺技术。
钻探方法的工艺技术主要包括勘探设计、钻具选择、钻孔施工、取芯、巷道钻探和岩芯分析等环节。
首先是勘探设计。
在进行钻探前，需要进行勘探设计，确定钻探的目的、范围和深度等参数。
根据地质条件和勘探目的，选择合适的钻探方法和技术。
其次是钻具选择。
根据勘探设计的要求和地质条件，选择适合的钻具。
钻具主要包括钻头、钻杆、钻管和钻具的连接件等。
不同的地质条件和勘探目的，需要选择不同类型的钻具。
然后是钻孔施工。
钻孔施工是钻探的核心环节，也是最复杂的环节之一。
钻孔施工需要根据地质情况掌握合理的钻探速度，控制钻孔的直径和深度。
同时，在施工过程中要随时对钻孔进行观测和记录，及时发现地质异常情况。
接着是取芯。
取芯是钻探中获取岩芯样品的重要环节。
岩芯是判断地层和岩石性质的重要依据，也是研究地质构造和矿产资源的重要材料。
在取芯过程中，需要根据地质层位情况选择合适的取芯方式，并保持岩芯完整，避免样品的破碎和混杂。
之后是巷道钻探。
巷道钻探是一种特殊的钻探方法，主要用于地下工程施工和矿山开采等领域。
巷道钻探需要根据地下巷道的尺寸和形状选择合适的钻探设备和工艺。
同时，还需要根据巷道的施工进度和地质条件等因素进行钻探顺序和方法的调整。
最后是岩芯分析。
岩芯分析是对取得的岩芯样品进行实验和测试，获得更详细的地质信息。
岩芯分析一般包括岩石薄片观察、物理力学性质测试和化学分析等内容。
通过岩芯分析，可以进一步了解地下地质情况，为后续的工程建设和矿产开发提供更具体的依据。
综上所述，钻探方法的工艺技术涉及勘探设计、钻具选择、钻孔施工、取芯、巷道钻探和岩芯分析等环节。
科学合理地应用钻探方法和技术，可以获取准确的地下地质信息，并为工程建设、矿产开发等提供可靠的依据。
井下钻探工 (高级)复习题
井下钻探工（高级）复习题一、填空题1、硬质合金钻头在下孔前要严格检查钻头镶焊质量，不合格者不能下入孔内。
2、钻头初到孔底应采用小压、慢转、大泵量，钻进15~20 min，待钻头磨合后再给足压力，以防合金崩刃或岩芯堵塞。
3、钻进中不得无故提动钻具，进尺均匀时技术参数不得任意调整。
4、岩层由软变硬或由硬变软时，均要减压钻进，以防孔斜。
5、当岩芯充满岩芯管或岩芯堵塞时，应立即提钻打捞岩芯。
6、使用装有岩芯堵塞报信机构的钻具钻进时，当岩芯堵塞或岩芯充满后泵压会骤然上升。
7、在取岩芯时应将钻具提离孔底1小段距离，卡断岩芯，拧开机上钻杆，钻机退离孔口。
8、若因提动钢丝绳而造成冲洗液由钻杆中溢出时，说明打捞成功。
9、若打捞成功，则应用绳索将内管提出，否则应提钻处理。
10、在内管提出后，应缓慢放下摆平，以免将调节螺杆墩弯。
11、当判明外管和钻杆内无岩芯时，应将另1套备用岩芯管从孔口投入钻杆内。
12、在干孔中，不能直接将内管投入钻杆中，应采用具有干孔送入机构的打捞器送入。
13、通过钻具到底报信机构的显示或钻具下降时间的判断，确认内管已经到位时，再慢慢开始扫孔钻进。
14、为防止钻孔偏斜，应根据实际情况和有关规定及时对钻孔的顶角和方位角进行测量。
15、根据测量原理,在钻孔弯曲测量中，顶角测量主要利用液面水平和重锤原理。
16、根据测量原理，测量方位角在磁性矿体中，则是利用间接定向或惯性定向原理测量的。
17、钻孔结构是指钻孔由开孔到终孔孔身口径的变化。
18、一般地说换径次数越多，钻孔结构越复杂，换径次数越少，则钻孔结构越简单。
19、钻进松散的砂砾岩层和较厚的流砂层，受地下水影响泥浆护壁无效时，才需要下入套管，换径钻进。
20、通常穿过较厚的节理裂隙发育破碎带，坍塌掉块严重时，才要下入套管，换径钻进。
21、一般钻孔遇到充水构造或大裂隙贯通时，才要下入套管，换径钻进。
22、在严重涌水或漏失无法钻进，又不宜充填捣实时，才需要下入套管，换径钻进。
钻探工艺学相关知识
钻探工艺学相关知识钻探工艺学（Drilling Engineering）是石油工程中的重要领域，涉及到钻井操作的各个方面。
它旨在研究和应用相关的技术、工艺和设备，以实现高效、安全和经济地完成井眼钻探。
钻探工艺学的研究内容包括以下几个方面：1. 钻探设计：在进行钻井之前，需要进行钻探设计。
这包括确定钻井目标、井眼轨迹和钻井液类型等。
钻探设计要考虑到地层条件、井口设备限制、钻井成本等多个因素。
2. 钻井液管理：钻井液是一种特殊的液体，用于冷却钻头、提高钻进速度、控制井压和运送钻屑等。
钻井液的选择和管理对钻探过程中的效率和安全性至关重要。
3. 钻头选择和设计：钻头是连接钻杆和钻头的重要组件，可以直接影响到钻进速度和井眼质量。
钻头的选择要根据地层条件、需要钻探的井眼直径和质量要求等因素进行。
4. 钻井参数控制：钻井参数包括钻速、压力、泥浆密度、泥浆循环率等。
这些参数需要根据地层情况进行调整和控制，以保证钻井过程的稳定性和安全性。
5. 井眼稳定技术：在钻井过程中，地层的稳定性是一个重要的问题。
井眼的塌陷和不稳定可能会导致井壁塌陷、井眼扩大甚至井口事故。
井眼稳定技术旨在通过优化钻井液、加强井壁支撑和使用合适的井眼壁强化材料等方法来保持井眼稳定。
6. 钻井设备和工具：钻井设备和工具是进行钻井作业的关键，其中包括钻机、钻杆、转盘、钻头等。
这些设备和工具需要具备高强度、耐磨损和耐腐蚀能力，以满足不同钻井条件下的需求。
钻探工艺学的发展旨在提高钻井效率，降低成本，并保证钻井作业的安全性。
随着工艺和设备的不断创新和改进，钻探工艺学将为石油工程师提供更多的方法和技术，以应对日益复杂的钻井挑战。
钻探工艺学（Drilling Engineering）是一门综合性的学科，旨在研究和应用相关的技术、工艺和设备，以实现高效、安全和经济地完成井眼钻探。
这门学科的发展是为了满足石油工程中对于钻井作业的不断需求，尤其是对于深水和复杂地质条件下的钻井挑战的需求。
钻探工艺学
第一章岩石的性质与可钻性钻探工作的对象是岩石。
钻探工作必须了解组成地壳的各种岩石矿物。
岩石的物理力学性质，因岩石成分和构造的不同而相差很大，对钻进的影响和反应也是各种各样的。
为了更好地进行钻探工作，提高钻进质量和效率，必须对岩石的物理力学性质进行全面的了解。
研究岩石的物理力学性质，主要是研究与破碎岩石有关的因素，从而掌握其破碎的规律性，以便创造更有利的破碎条件，更好地选择钻进方法、钻进规程和切削具、研磨材料及钻探设备类型等。
岩石是由各种晶质或非晶质的矿物组成。
由于岩石本身分子结构以及成因条件的不同，岩石的基本状态可以分为坚硬的、可塑性的和松散性的三类。
构成坚硬岩石的矿物颗粒间，存在着联结力和摩擦力，且联结力明显地大于摩擦力。
这类岩石破碎以后，无论是湿润、压缩或同时湿润并压缩，都不能恢复原状，如花岗岩、石灰岩。
和坚硬岩石一样，构成塑性岩石的矿物颗粒间也具有联结力和摩擦力，但是其联结力与湿润程度有关，在联结力受到破坏时，如果加以压缩和湿润，则其联结力可以部分地或全部地恢复，各种泥质类岩石都有这种塑性现象。
可以把松散性岩石看成颗粒间相互没有联结力，而只靠摩擦力相结合的岩石。
如疏松的岩石，在被水泡和或完全干燥的情况下，都没有联结力。
当含水达15%～20%时，这种岩石则具有一定的联结力，典型的是砂子和砾石。
岩石的上述三种状态并不是永恒的。
它们可以在外界条件的影响下互相变化，如坚硬岩石经过地质构造和变质作用，能变成塑性岩石；经过外应力的风化作用，也能变成松散性岩石。
而塑性岩石或松散性岩石，经过变质、沉积等作用，也会变成坚硬岩石。
组成地壳的各种岩石，按其成因特征可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
如果把变质岩包括在岩浆岩中，则在地壳内，岩浆岩占95%，沉积岩占5%(其中泥质页岩占4%，砂岩占0.75%，碳酸盐类岩石占0.25%)，上述三类岩石，钻探工作中几乎都会遇到，煤田钻探、石油天然气和地热井勘探，所遇到的岩石大都是沉积岩。
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第一章
1、岩石性质包括哪几类？试分不讲明
（1）岩石的强度：岩石在载荷作用下抵抗破坏的能力
（2）岩石的硬度：岩石抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力（3）岩石的弹性和塑性：外力作用于岩石时，岩石发生变形，若撤除外力后岩石的外形和尺寸完全恢复原状，则这种变形成为弹性变形；若撤除外力后岩石的外形和尺寸不能完全恢复原状而产生残留变形，则称为塑性变形。
（4）岩石的研磨性：岩石磨损钻头的能力。
2、试分析讲明岩石的强度和硬度的关系
岩石硬度是岩石表面的局部对另一物体压入时的阻力，而岩石硬度是岩石整体破裂时的阻力，因此不能把岩石的单轴抗压强度作为岩石硬度的指标。
依照理论分析，岩石抗压入硬度为单轴抗压
强度的（1+2π）倍。
实验表明，岩石压入硬度与单轴抗压强度之比大约在5~20倍之间
3、何谓岩石的研磨性？阻碍岩石研磨性的因素有哪些？
岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性
阻碍岩石研磨性的因素有摩擦力、滑动速度和摩擦时刻。
4、何谓岩石的可钻性？划分岩石的可钻性有何意义？
岩石的可钻性是表示钻进过程中岩石破裂的难易程度
意义：它是决定钻进效率的差不多因素。
岩石可钻性及按岩石可钻性分级对钻探实际生产来讲特不重要。
它是合理选择钻进方法、钻头类型和结构、钻进规程参数的依据，也是制定钻探生产定额和编制钻探生产打算的依据。
5、试列出确定岩石可钻性的几种方法，并评述其优缺点
（1）金刚石钻进岩石可钻性分级法
（2）按岩石研磨硬度和抗剪强度分级
（3）按联合指标分级
（4）微钻速度法
（5）碎岩比功法
第二章
6、碎岩工具与岩石相互作用的要紧方法有几种？硬质合金钻进、冲击回转钻进、牙轮钻进分属哪类？
（1）切削—剪切型
（2）冲击型
(3) 冲击—剪切型
7、岩石在外载作用下的破裂变形方式有几种？
（1）岩石的表面研磨（表面破裂）
（2）疲劳破裂
（3）体积破裂
第九章
8、简述硬质合金切削具在塑性和脆性岩石中的碎岩过程
（一）塑性岩石的碎岩情况
1、切入岩石的过程
在切削具和岩石接触面的压强达到或超过岩石的压入硬度时，在轴向力作用下，由于切削具后斜面的作用，使切削具的刃尖
并非垂直切入岩石，而是沿着与垂线成一定角度的方向切入岩石
2、回转切削过程
切削具切入岩石并回转时，在水平力作用下，压迫其前面的岩石，使之发生塑性变形并不断地向自由面滑移，称为切削作用。
在切屑的裂隙尚未进展到全段面断裂之前，下一部分切屑又发生滑移。
因此，其切屑应该是连续的、平稳的，其切削槽宽与切削具刃宽是相同的。
（二）脆性岩石的碎岩情况
1、切入岩石的过程
在切削具和岩石接触面的压强达到或超过岩石的压入硬度时，在轴向力作用下，切削具切入岩石。
现在岩石发生脆性剪切，破裂的岩屑向自由面崩出
3、回转切削过程
当切削具在水平力作用下前进时，首先将刃尖前的岩石剪切掉，称为大剪切，因此水平力突然降落下来。
当切削具接着前进时，在切削具刃尖前不断发生小体积剪切，崩落出小体积的岩屑。
通过不断的小体积剪切后，切削具刃前与岩石接触的面积不断增大，直至又达到全高接触时，又发生一次大剪切。
因此在脆
性岩石中回转切削过程是由数个小剪切和一个大剪切所组成的不断循环的过程
9、试述硬质合金的差不多组成、力学性质及变化规律
（1）钻探用的钨—钴合金：要紧是碳化钨（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。
（2）硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特不是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也差不多保持不变，在1000℃时仍有专门高的硬度。
（3）随着合金中含钴量增加，相对密度下降，硬度、耐磨性降低，而抗弯强度、冲击韧性增高；WC的颗粒越细，硬度越大、耐磨性越强；反之，则抗弯强度、韧性增强。
10、如何确定硬质合金的出刃和镶焊角
（1）镶焊在钻头体上的切削具必须突出钻头体一定的量，此突出部分称为切削具的出刃，切削具出刃有：内出刃、外出刃和底出刃。
（2）切削具前面与垂直于钻头唇面方向之间的夹角为镶悍角
11、在中硬中等研磨性地层采纳硬质合金钻进时，选择或设计钻头时应如何考虑？
自磨式硬合金钻头可用于钻进硬而研磨性大的可钻性5～8级及部分9级岩石，但这种切削具因断面较小而抗折断能力较差，为此需要用钢片或其它易磨金属把切削具支撑或包裹起来以增强其抗弯能力
12、试述硬质合金钻进中钻速与转速的关系，并讲明确定硬质合金钻进规程中的差不多原则
硬质合金钻进软岩，能够认为机械钻速v与转速n是成正比的；在中硬以上岩层中钻进时，机械钻速v与转速呈抛物线关系。
曲线最高点的是最优转速，现在的机械钻速最高。
差不多原则：1、钻压的确定
2、转速的确定
3、泵量的确定
4、各钻进参数间的配合关系。