钻探工艺学 钻进方法及钻探质量 上PDF电子书下载

前言 1

绪论 1

目录 1

第一篇　钻进方法 9

第一章　岩石性质及其破碎机理 9

第一节　岩石的物质成分和组织特征 9

一、岩石的分类和组成 9

二、岩石的结构和构造 11

一、岩石的密度和孔隙度 13

第二节　岩石的自然性质 13

二、岩石的含水性和透水性 15

三、岩石的内聚性 16

第三节　岩石的力学性质 17

一、岩石的弹性、塑性和脆性 17

二、岩石的强度 23

三、岩石的硬度 30

四、岩石的研磨性 37

一、岩石可钻性的概念 43

第四节　岩石可钻性及其分级 43

二、岩石可钻性分级的观点 44

三、划分岩石可钻性级别的具体方法 45

第五节　钻头碎岩刃具与岩石作用的主要方式 49

第六节　静载作用下岩石的应力状态 50

一、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 50

二、球形压头压入时岩石的应力状态 51

三、轴向力和切向力共同作用时压头下方岩石的应力状态 53

第七节　静载作用下岩石的破碎过程 54

第八节　动载作用下岩石破碎的特点 56

第九节　压头破碎岩石的效果及影响因素 57

一、衡量岩石破碎效果的功耗准则 57

二、载荷大小的影响 58

三、破碎工具形状的影响 59

四、施力方式的影响 59

五、环境的影响 60

第一节　岩芯钻具的组成 62

第二章　岩芯钻探钻具 62

第二节　钻杆柱 63

一、钻杆柱的功用和结构 63

二、钻杆柱的材质和要求 64

第三节　钻杆柱在孔内的工作状态 66

一、钻杆柱在孔内的工作特点 66

二、钻杆柱在孔内的波形弯曲 67

三、钻杆柱在孔底的弯曲状态 71

四、回转钻杆柱所产生的扭应力 73

五、提升钻杆柱所产生的拉应力 76

六、孔内发生挤夹、卡钻事故以及处理事故中的钻杆柱受力情况 76

第四节　钻杆柱的合理使用 77

一、变换使用方式 77

二、综合使用方式 77

第三章　硬合金钻进 79

第一节　概述 79

一、塑性岩石的碎岩情况 80

第二节　硬合金钻进的井底碎岩过程 80

二、脆性岩石的碎岩过程 82

三、切入与切削同时作用下的碎岩过程 83

第三节　关于切削具的磨损和钻进 84

一、切削具的磨损 84

二、关于切削具沿高度的磨损和钻进问题 85

三、在不同碎岩形式下切削具的磨损和钻速问题 86

四、切削刃在井底磨损的实际状况 88

一、硬质合金的特性 89

第四节　钻探用的硬质合金及硬合金切削具 89

二、钻探用的硬合金切削具的形状及规格 91

第五节　取芯式硬合金钻头的结构要素 92

一、钻头体 92

二、切削具出刃 93

三、切削具的镶焊角 96

四、切削具在钻头底面的排布 97

五、切削具在钻头上的数目 99

六、钻头的水口与水槽 100

一、取芯式硬合金钻头的类别 101

第六节　取芯式硬合金钻头 101

二、磨锐式硬合金钻头 102

三、自磨式硬合金钻头 109

第七节　全面硬合金钻头 111

一、全面钻进的特点 111

二、常用的全面硬合金钻头 111

第八节　硬合金钻头的制造工艺 113

二、钻压的确定 114

一、硬合金钻进规程 114

第九节　磨锐式硬合金钻头的钻进规程 114

三、转速的确定 117

四、泵量的确定 119

五、各钻进参数间的配合关系 120

六、最优回次钻程时间的确定 121

第十节 自磨式硬合金钻头的钻进规程 123

一、钻压的确定 123

四、钻进工艺要求 124

三、泵量的确定 124

二、转速的确定 124

第十一节　各类地层的硬合金钻进 125

一、根据岩层合理选用钻头 125

二、不同地层的钻进 125

第四章　金刚石钻进 127

第一节 概述 127

第二节　钻探用天然金刚石 127

二、金刚石的主要物理机械性能 128

一、天然金刚石的特性 128

三、金刚石的量衡与品级 131

第三节　人造金刚石 133

一、单晶的合成 133

二、金刚石聚晶体和复合片 134

第四节　超硬材料 136

一、立方氮化硼（CBN）与立方氮化硼复合片 136

二、“斯拉乌季契”（СЛАВУТИЧ）复合材料 136

三、其他超硬材料 137

二、金刚石钻头的种类 138

一、金刚石钻头的规格和标准 138

第五节　金刚石钻头及扩孔器 138

三、表镶金刚石钻头 139

四、孕镶金刚石钻头 143

五、关于聚晶金刚石钻头 147

六、关于金刚石扩孔器 148

第六节　金刚石的碎岩机理及其钻进工艺 148

一、表镶金刚石钻头的碎岩研究 148

二、孕镶金刚石钻头的钻进过程 153

三、聚晶金刚石钻头的回转切削作用 158

第七节　金刚石钻进的应用 161

一、合理选择金刚石钻头 161

二、金刚石钻进规程参数的选定 162

三、临界钻进规程 167

四、孔底钻进状态的判别 171

第八节　有关金刚石钻进需进一步研讨的几个问题 174

一、关于钻头唇面金刚石的出刃量 174

二、切入岩石深度与临界规程的关系 175

三、金刚石钻头工作时的温度 176

四、有关金刚石钻进方程的研究 178

第五章　钻粒钻进 180

第一节　概述 180

一、钻粒钻进 180

二、钻粒钻进的井底工作过程 180

三、钻粒钻进的特点及应用 181

四、关于钢粒钻进的碎岩方式 182

二、钢粒的热处理 184

一、钢粒的材质 184

第二节　钢粒 184

三、钢粒的粒度 186

第三节　钢粒钻头 187

一、钢粒钻头的功用和结构 187

二、钢粒钻头的材质及性能 187

三、钢粒钻头的壁厚 188

四、钢粒钻头的水口 189

第四节　钢粒钻进规程 190

一、投砂方法及投砂量 190

二、钻压 192

三、转速 194

四、冲洗液量 195

五、钻进规程参数的判断和掌握 196

第五节　钢粒钻进的先进经验和技术措施 197

第六章　冲击回转钻进 199

第一节　概述 199

一、冲击回转钻进的特点 199

二、冲击回转钻进的应用范围 200

三、冲击回转钻进的发展概况 201

四、冲击回转钻进的技术经济效果 202

第二节　冲击器 202

一、阀式“正作用”液动冲击器 202

二、阀式“反作用”液动冲击器 205

三、阀式“双作用”液动冲击器 206

四、射流式液动冲击器 209

五、SX-54Ⅲ型射吸式液动冲击器 211

六、绳索取芯式液动冲击器 213

七、几种新型液动冲击器 216

八、风动冲击器 218

第三节　冲击回转钻进的碎岩钻具 223

一、冲击回转钻进的钻头工作条件 223

二、液动冲击回转钻进中常用的硬质合金钻头 225

三、液动冲击回转钻进中常用的金刚石钻头及其特点 232

四、风动冲击回转钻用的钻头 234

第四节　冲击回转钻进工艺 235

一、冲击回转钻进的岩石破碎机理 235

二、影响冲击-回转钻碎岩效果的因素 236

三、钻进规程参数的选择 239

第五节　液动冲击-回转钻对钻探设备的要求及应配备的附属装置 241

一、液动冲击-回转钻对钻探设备的要求 241

二、液动冲击-回转钻配备的附属设备 242

第一节　钻探工程质量在地质勘探中的重要性 245

第七章　钻探质量指标及岩（矿）芯的采取 245

第二节　钻探工程质量指标 245

第二篇　钻探工程质量 245

第一部分 岩（矿）芯的采取 245

第三节　钻孔质量标准 246

一、第一类钻孔 246

一、岩（矿）芯采取率 247

三、纯洁性 247

二、完整性 247

第四节　对岩（矿）芯采取的基本要求 247

三、第三类钻孔 247

二、第二类钻孔 247

四、避免选择性磨损 248

五、取芯部位准确 248

第五节　影响岩（矿）芯采取率与品质的因素 248

一、天然因素的影响 248

二、人为因素的影响 248

第六节　提高岩（矿）芯采取率与品质的措施 250

一、取芯钻具的防水装置 250

四、防矿芯污染 251

三、取芯钻具的减磨装置 251

二、取芯钻具的避振装置 251

五、保持岩样原生结构 252

六、防淋滤溶蚀 252

七、防止岩（矿）芯脱落 252

第七节　岩矿层取芯难度的分类 252

第八章　常用的取芯工具及取芯方法 256

第一节　单层岩芯管钻具取芯 256

一、卡料卡取法 256

二、卡簧卡取法 256

三、干钻卡取法 257

四、沉淀卡取法 258

第二节　双层岩芯管钻具取芯 258

一、双动双管 259

二、单动双管 260

第三节　无泵反循环钻进取芯工艺 268

一、无泵反循环钻进的工作原理 268

二、适用范围 268

三、无泵钻具的结构 269

二、喷反钻进的适用范围 270

一、喷反钻进的工作原理 270

四、无泵钻进的操作规程及注意事项 270

第四节　喷射式孔底反循环（喷反）钻进工艺 270

三、喷反钻具的基本工作原理及结构 271

四、喷反元件的作用、尺寸的选择及性能试验 272

五、钻进规程及操作注意事项 277

第九章　特种取芯方法 278

第一节　绳索取芯钻进 278

一、绳索取芯钻进的优缺点和应用范围 278

二、绳索取芯钻具 279

三、绳索取芯钻进附属设备及工具 286

四、绳索取芯钻杆 294

五、绳索取芯钻进工艺 298

六、绳索取芯钻进技术的发展方向 301

第二节　反循环连续取芯钻进 302

一、概述 302

二、钻进设备、工具 304

一、概述 306

第三节　定向取芯法 306

三、防止钻进时岩芯堵塞 306

二、定向方法 307

三、孔内定向法 307

第四节　岩（矿）芯的补取 311

一、捞取岩（矿）芯的方法和工具 311

二、孔壁补取岩（矿）芯 312

三、人工偏斜补取岩（矿）芯 313

第二部分　钻孔弯曲及定向钻进 315

第十章　钻孔弯曲及其测量 315

第一节　钻孔的空间位置 316

一、直线型钻孔 316

二、曲线型钻孔 316

三、钻孔轨迹弯强 318

第二节　钻孔弯曲的机理 319

一、钻孔弯曲的条件 320

二、钻孔弯曲的过程 322

一、地质因素 325

第三节　钻孔弯曲的原因和规律性 325

二、技术因素 328

三、工艺因素 329

四、孔斜规律性 331

第四节　钻孔弯曲的测量 332

一、钻孔弯曲测量的原理 333

二、非磁性矿体中的全测法 336

三、磁性矿体中的全测法 343

第五节　孔斜数据处理及矿区钻孔弯曲趋势分析 355

一、测斜数据误差的估计 356

二、测斜资料的整理和钻孔轨迹的绘制 358

三、钻孔弯曲趋势分析 361

第六节　钻孔弯曲的预防和纠正 365

一、一般防斜措施 366

二、满眼钻具防斜 366

三、钟摆钻具防斜 368

四、偏重钻铤防斜 369

六、常用纠斜方法 370

五、利用自然弯曲趋势钻孔 370

第十一章　定向钻进 373

第一节　定向钻进的特点和应用范围 373

第二节　定向钻孔孔身剖面的设计 374

一、定向钻孔分类和孔身剖面型式 374

二、定向钻孔设计的内容 376

三、典型定向钻孔轨迹参数的计算 379

第三节　定向钻进的技术手段 384

一、造斜工具 385

二、定向方法和仪器 393

三、专用钻头 398

四、定向造斜计算 400

第四节　定向钻孔的施工工艺 408

一、“从下往上”施工多孔底定向钻孔 408

二、“从上往下”施工多孔底定向钻孔 410

第五节　岩芯定向和岩（矿）层产状求解 411

一、岩芯定向技术 412

二、求解层面产状的方法 412