第一章 岩石主要物理机械性质 1
第一节 岩石的主要物理机械性质 1
一、岩石的硬度 1
二、岩石的塑性与脆性 2
三、岩石的研磨性 3
四、岩石的可钻性 5
第二节 影响岩石机械性质的因素 5
一、动载的影响 5
二、压力的影响 6
三、温度的影响 7
四、液体介质的影响 8
第三节 岩石的可钻性 9
一、三牙轮钻头的岩石可钻性 9
二、PDC钻头的岩石可钻性 11
第二章 三牙轮钻头工作原理 14
第一节 三牙轮钻头在井底的运动 14
一、钻头的公转 14
二、钻头的自转 14
四、牙轮的滑动 15
三、钻头的纵振(轴向振动) 15
第二节 钻头工作时的受力分析 16
第三节 钻头对岩石的破碎作用 17
一、三牙轮钻头的一般破岩方式 17
二、牙齿对岩石的破碎效率及影响因素 21
三、各类型钻头的主要破岩方式 23
第三章 三牙轮钻头的结构及类型 25
第一节 三牙轮钻头的结构特点 25
一、牙掌 26
二、切削结构 27
三、轴承结构 29
四、储油密封压力补偿系统 31
五、喷嘴 35
二、喷嘴装卸与喷嘴组合 39
第二节 三牙轮钻头规格、型式及表示方法 43
一、规格系列 43
二、型式系列 45
二、牙轮几何尺寸的确定 56
第一节 三牙轮钻头设计基本方法及程序 56
第四章 三牙轮钻头的设计与制造 56
一、三牙轮钻头基本参数的确定 56
三、牙轮的布置与啮合计算 57
四、牙轮外形设计计算 61
五、钢齿三牙轮钻头牙齿设计 62
六、镶齿三牙轮钻头牙齿设计 62
七、三牙轮钻头轴承设计 64
第二节 三牙轮钻头计算机辅助设计 64
第三节 三牙轮钻头零件材质选用 66
一、牙轮用钢 66
二、牙掌用钢 67
三、粉末冶金零件 67
四、锁紧零件 68
五、储油密封金属零件 68
六、橡胶密封元件 68
第四节 三牙轮钻头制造工艺 69
一、牙掌加工工艺 70
二、牙轮加工工艺 71
三、钻头小零件加工 73
四、钻头组装 74
五、出厂检验 76
第五章 三牙轮钻头的合理使用 77
第一节 三牙轮钻头选型 77
一、选择钻头类型时应考虑的问题 77
二、江汉三牙轮钻头选用指南 78
第二节 三牙轮钻头的使用 86
一、三牙轮钻头的操作要点及使用注意事项 86
三、喷射钻井工作方式及水力程序设计 90
四、钻压和转速对钻速和钻头的影响 91
五、合理决定起钻时间 102
六、钻头使用经济性分析 104
第六章 三牙轮钻头的损坏分析 106
第一节 三牙轮钻头磨损分级标准 107
一、IADC三牙轮钻头磨损分析标准 107
二、钻头磨损情况表示方法示例 109
第二节 三牙轮钻头损坏的描述和分析 110
第三节 江汉三牙轮钻头损坏分析示例 123
第四节 三牙轮钻头磨损的测量方法 131
一、钢齿钻头牙齿磨损的测量 131
二、轴承轴向与径向间隙的测量 131
三、钻头直径磨损的测量 131
第七章 金刚石钻头的工作原理及结构 133
第一节 概述 133
一、剪切 135
二、预破碎(开槽效应) 135
第二节 金刚石钻头的岩石破碎机理 135
三、犁削 136
四、磨削 137
第三节 金刚石钻头的分类及结构 137
一、金刚石钻头的分类 137
二、金刚石钻头的结构 138
第四节 江汉金刚石钻头的型号表示及结构特点 141
一、江汉金刚石钻头型号表示 141
二、江汉金刚石钻头结构特点 143
一、切削齿材料 148
第八章 金刚石钻头设计与制造基础 148
第一节 金刚石钻头的几种主要材料 148
二、胎体、上体及钢心材料 151
第二节 金刚石钻头的设计基础 152
一、钻头冠部形状的选择与设计 152
二、布齿方式 153
三、水力结构设计 157
四、保径方式的选择 159
第三节 金刚石钻头制造工艺 161
一、泥浆对钻头使用性能的影响 163
第四节 金刚石钻头水力学 163
二、金刚石钻头常用水力学计算 164
第五节 金刚石钻头IADC分类标准及应用 169
一、标准介绍 169
二、编码举例 173
第九章 金刚石钻头的使用 176
第一节 金刚石钻头选型 176
一、水力参数选择的原则 182
第二节 金刚石钻头现场水力参数选择与计算 182
二、喷嘴选配原则 183
三、水力参数的设计与计算 184
第三节 金刚石钻头下井前的准备工作 192
一、金刚石钻头的搬运 192
二、金刚石钻头下井前的检查 193
三、安装PDC钻头的喷嘴 194
四、金刚石钻头的安装 197
第四节 金刚石钻头的操作使用 199
一、注意事项 199
二、开钻操作 200
三、钻井参数的优选 202
四、钻井过程中钻进情况的观察与分析 207
五、井下异常情况的处理 211
六、钻头的扶正 213
七、井底动力钻具钻进对金刚石钻头的使用要求 214
第五节 金刚石钻头使用分析 216
一、钻头记录 216
八、合理起钻时间 216
二、钻头使用经济效益分析 218
三、金刚石钻头的损坏分级 220
四、金刚石钻头损坏特征及分析 225
附表 236
附表1 钻头常用计量单位对照及换算表 236
附表2 地质年代表 238
附表3 地层顺序表 240
附表5 江汉两只相同直径喷嘴与另一只喷嘴组合表 244
附表4 江汉三只不同直径喷嘴组合表 244
附表6 江汉双喷嘴组合表 245
附表7 其它国产双喷嘴组合表 245
附表8 江汉钻头单只进尺最高指标 246
附表9 江汉钻头单只纯钻时间最高指标 247
附表10 美国克里斯坦森公司金刚石钻头 248
附表13 美国史密斯公司金刚石钻头 249
附表14 美国海格洛克公司金刚石钻头 250
附表15 比利时戴蒙勃公司金刚石钻头 251
参考文献 252