4[海底巖石與鉆頭破巖]海洋鉆井工程-預(yù)覽頁
【正文】 （ a） （ b） （ c） （ d） 圖 110三軸巖石試驗方法 （ a）液壓作用下的壓（拉）試驗（常規(guī)三軸試驗）； （ b）用三個液缸的柱塞進行的三面壓縮試驗（真三軸試驗）； （ c）液壓作用下的壓扭試驗； (d）液壓作用下的兩面柱塞壓縮試驗。（１）不同類型的巖石，增大幅度和倍數(shù)是不一樣的；（２）圍壓對巖石強度的影響程度，并不是在所有壓力 范圍內(nèi)都相同。 (五五 )、巖石的抗壓入破碎強度、巖石的抗壓入破碎強度實驗方法抗壓入破碎強度測試儀器示意圖測試方法① 用加載能力為 10 kN的小型液壓機；② 壓頭上作用的載荷可由液壓系統(tǒng)的壓力指示計算得出；③ 壓入深度可由 千分表 （或百分表）指示讀出；④ 記錄下載荷與吃深的相關(guān)數(shù)據(jù)，事后 繪制載荷 吃深曲線 。巖石磨損這些材料的能力稱為巖石的研磨性。沉積碎屑巖火成巖 巖石的研磨作用，包含有兩種不同的機理： 一種是類似于 銼刀銼金屬 的作用，稱之 擦蝕 。研磨作用的物理實質(zhì)：牙輪鉆頭的輕度磨損 牙輪鉆頭的中度磨損 牙輪鉆頭的高度磨損216。研究可鉆性方法生產(chǎn)工藝的指標巖石機械性質(zhì)50年代史立涅爾壓入硬度法 60年代羅勞微鉆法 (我國石油行業(yè) ) (二二 )、巖石的可鉆性、巖石的可鉆性 可鉆性的單位采用在確定條件下的鉆頭進尺或者機械鉆速 . 可用抗壓強度， d指數(shù)、壓痕指數(shù)、縱波速度、抗鉆強度、實鉆速度、楊氏鉆速模式中的地層可鉆性系數(shù)等幾十種 .微型鉆頭鉆進法216。(二二 )、巖石的可鉆性、巖石的可鉆性216。?兩刀翼的稱作 兩刮刀鉆頭或魚尾刮刀鉆頭?三刀翼的稱作 三刮刀鉆頭?四刀翼的稱作 四刮刀鉆頭三、刮刀鉆頭及其破巖原理三、刮刀鉆頭及其破巖原理刮刀鉆頭特點結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。刀翼底部形狀平底 正階梯 反階梯 反錐(一一 )、刮刀鉆頭刀翼的幾何形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)、刮刀鉆頭刀翼的幾何形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù) 根據(jù)摩爾強度理論，如果忽略摩擦力， 當 F力等于或 大于剪切面積與巖大于剪切面積與巖石抗剪極限強度乘積時石抗剪極限強度乘積時 ，巖石沿剪切面破碎。1925年，出現(xiàn)了自潔式牙輪鉆頭。1951年成功地使用了鑲硬質(zhì)合金齒的鉆頭。牙輪鉆頭的分類216。 兩牙輪鉆頭的優(yōu)點：噴嘴的安裝位置較充裕，噴嘴可以向下接近井底以充分發(fā)揮鉆頭的水力作用。 鉆頭與井底接觸母線上任意點的實際運動速度應(yīng)為該點隨鉆頭運動所產(chǎn)生的速度 (稱為 牽連速度 )與該點隨牙輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的速度 (稱為 相對速度 )的矢量和 (稱為 絕對速度 )。(一一 )、 三牙輪鉆頭破碎巖石的基本原理三牙輪鉆頭破碎巖石的基本原理① 超頂牙輪產(chǎn)生切線方向的滑動；② 滑動速度大小與超頂距 c成正比；③ 存在一個純滾動點，在該點兩側(cè)的滑動方向相反。單錐牙輪：主錐 +背錐，硬地層復(fù)錐牙輪：主錐 +副錐 +背錐，軟到中硬a— 單錐； b、 c— 復(fù)錐； 1— 主錐； 2— 副錐； 3— 背錐a b c牙 輪① 移軸牙輪僅產(chǎn)生軸向滑動；② 滑動量的大小和偏移值 s成正比。(二二 )、 牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)和類型牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)和類型 鉆頭直徑牙輪軸線偏移值牙輪軸線與鉆頭軸線夾角牙輪的形狀與布置牙輪上牙齒的布置１ .牙輪鉆頭的基本參數(shù)(二二 )、 牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)和類型牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)和類型216。 ② 鉆頭制造時規(guī)定了它的直徑公差。１ .牙輪鉆頭的基本參數(shù)216。１ .牙輪鉆頭的基本參數(shù)216。牙輪及牙齒的布置方式?布齒原則：（ 1）轉(zhuǎn)一周牙齒全部破碎井底，不留下未被破碎的凸起；（ 2）牙輪在重復(fù)滾動時應(yīng)使牙齒不落入別的牙齒的破碎坑內(nèi)； （ 3）牙齒磨損均勻。牙輪鉆頭的牙齒銑齒 (也稱鋼齒 )硬質(zhì)合金齒 (簡稱鑲齒 )牙輪鉆頭的牙齒① 銑齒牙輪鉆頭的牙齒與牙輪殼體成一體。錐形齒：以壓碎方式破碎巖石，它的強度高于楔形齒。 另一類楔形齒齒鋒是 圓弧形 ，在破碎巖石時相當于圓柱體沿母線壓入巖石， 巖石破碎所需壓力與圓弧半徑大小和齒鋒長度（齒寬）關(guān) 。 提高固齒強度的關(guān)鍵在于以下兩點： 首先牙輪基體材料要有一定的強度，齒圈表面要有適當?shù)挠捕龋? 第二，鑲齒過盈量要適當。牙輪鉆頭的軸承② 鉆頭軸承的工作條件和磨損 4~5顆大滾柱軸承承受 60%~70%的鉆壓； 牙爪軸承要承受多次沖擊載荷的作用。高壓鉆井液流經(jīng)噴嘴后產(chǎn)生高速流動的水射流，清除井底巖屑，輔助破碎巖石。216。三、金剛石鉆頭及其破巖原理三、金剛石鉆頭及其破巖原理類型按來源分按功用分按鑲嵌方式分按鉆井方式分天然金剛石鉆頭人造金剛石鉆頭全面鉆進鉆頭表鑲孕鑲轉(zhuǎn)盤鉆井渦輪鉆井取心鉆頭金剛石鉆頭類型金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)鋼體胎體切削刃水眼與水槽(一一 )、 金剛石鉆頭金剛石鉆頭結(jié)構(gòu)雙錐階梯形剖面軟到中硬地層雙錐形剖面較硬地層“B”型剖面硬地層帶波紋的 “B”型剖面堅硬地層① 鋼體 鋼體是金剛石鉆頭的骨架。④ 水眼與水槽金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)水眼和水槽的布置原則216。216。 金剛石鉆頭破巖原理 ① 、適用于硬、研磨性地層，渦輪鉆井，深井鉆井，取心作業(yè)。⑤ 、采用低鉆壓（ 3050kN）、高轉(zhuǎn)速、大排量鉆進。 (4)金剛石鉆頭的鉆壓低于牙輪鉆頭，因而 在鉆壓受到限制 (如防斜鉆進 )的情況下應(yīng)使用金剛石鉆頭。 弱點是 熱穩(wěn)定性差，350℃ 以上加速磨損。特點? 側(cè)向推力指向鉆頭中心，有利于防斜；? 鉆頭外部表面積大，可布置較多切削齒，利于提高壽命。?用于硬地層。負前角又稱 后傾角側(cè)偏角切削齒的出露高度復(fù)合片層面與巖石工作面垂線之間的夾角。取值 0176。 β=15176。巖石的切削過程實質(zhì)：是一種擠壓過程，在擠壓過程中，巖石主要以滑移變形方式成為切屑。② 與牙輪鉆頭相比， PDC鉆頭宜采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速鉆進。 PDC鉆頭的正確使用演講完畢，謝謝觀看
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