定向鉆井解答題庫

1、1、何為定向鉆進與定向鉆孔，他與常規(guī)鉆井的區(qū)別是什么?1）定向鉆進的含義 石油鉆井中對定向鉆進技術(shù)的定義為沿著預(yù)先設(shè)計的井眼軸線鉆達(dá)目的層位的鉆井方法。 地質(zhì)勘探中對定向鉆進技術(shù)的定義是指利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用人工造斜工具使鉆孔按設(shè)計要求進行延伸鉆到預(yù)定目標(biāo)的一種鉆進方法。 國外有文獻認(rèn)為是為了鉆達(dá)到一個預(yù)定的地下目標(biāo)，使井眼在特定方向偏斜的工藝和科學(xué)。2）定向鉆孔的含義。 定向鉆井是指用定向鉆進方法控制井眼軌跡鉆到預(yù)定目標(biāo)的鉆井。3）它與常規(guī)鉆井的區(qū)別定向鉆井設(shè)計有特殊的軌跡，鉆進中必須研究和利用地層自然彎曲規(guī)律、井眼控制理論或人工造斜工具控制井眼軌跡，最終鉆達(dá)預(yù)定目標(biāo)要求。2、自然彎曲

2、定向孔與人工彎曲定向孔的含義是什么？ 1）自然彎曲定向孔：利用地層在一定鉆進條件下的自然彎曲規(guī)律設(shè)計鉆孔軸線，通過移動井位或改變開孔頂角、方位角，采用常規(guī)鉆進技術(shù)工藝，必要時利用井斜控制理論輔以一般的增斜、減斜措施，達(dá)到基本按設(shè)計的鉆孔軸線鉆達(dá)目的層的鉆孔。自然彎曲定向孔又稱初級定向孔。 2）人工彎曲定向孔：采用人工造斜技術(shù)強制進行人工彎曲，并克服鉆孔自然彎曲的影響，或利用鉆孔自然彎曲規(guī)律與人工造斜工具強制進行人工彎曲相結(jié)合，使鉆孔按設(shè)計軌跡鉆達(dá)目的層的鉆孔。又稱受控定向孔。3、何為鉆孔軸線，它有哪三種表述形式？1）鉆孔軸線：是表征井眼空間形態(tài)的軌跡線2）三種表述形式： a、設(shè)計鉆孔軸線：鉆井

3、施工前，根據(jù)地質(zhì)目的、工程要求和施工條件，對所要施工的鉆井進行軸線軌跡設(shè)計并繪制出設(shè)計軸線的軌跡。 b、實際鉆孔軸線：鉆頭沿孔底破碎面中心移動時形成的點的實際幾何軌跡。它僅具有抽象意義 c、近似鉆孔軸線：對鉆孔軸線有限點進行測量和計算，并以測量計算的數(shù)據(jù)為依據(jù)，用直線或曲線的形式描述井眼軸線在空間的形態(tài)變化。它并不是實際井眼軸線，僅與實際井眼軸線近似，但卻具有實用意義。4、鉆孔軸線的空間要素包括哪些？其定義是什么？1）定向鉆孔軸線的空間要素包括：鉆孔軸線上各點的井斜角、方位角和孔深，靶點的垂深和水平位移，曲線段的曲率或彎曲強度，以及鉆孔軸線的遇層角等。2）各自定義如下：a、井斜角:軌跡上某點的

4、井斜角是該點的切線與鉛垂線之間的夾角，用表示。b、方位角：井眼軌跡上某點的方位角是該點的切線在水平面上的投影與真北方向之間的夾角，一般用表示，并且從真北方向開始按順時針方向計算。c、孔深：軌跡上某點的井深是井口到該點的井眼軸線的長度。d、靶點垂深：定向井靶點相對于井口的垂直深度。e、水平位移：定向井靶點相對于井口的水平距離。f、彎曲強度：指井眼軸線單位長度上井斜角或方位角變化的度數(shù)。g、曲線段的曲率：曲率是井眼軸線彎曲強度的另一種表述形式，定義與彎曲強度相同，單位為弧度h、鉆孔軸線遇層角：鉆孔軸線在遇層點（靶點）的切線與其在層面上的射影所夾的銳角。5、鉆孔軸線空間位置計算的基本原理是什么？現(xiàn)行

5、的計算方法有哪些？試分析比較計算模型與計算方法特點。1)基本原理：將鉆井軸線分成若干小段，根據(jù)每一小段端點的測斜數(shù)據(jù)，將每一井段軸線看作為直線或曲線進行疊加計算。2）現(xiàn)行的計算方法主要有：全角全距法、全角半距法、均角全距法、曲率半徑法和最小曲率法。 3）比較（一）全角全距法A、計算模型（1）將相鄰兩測點之間的孔段看作為直線；（2）該直線的頂角、方位角是每段直線下端點的頂角、方位角；（3）整個鉆孔軸線是直線與直線相互連接的空間折線。B、計算方法特點（1）計算方法極為簡單、方便。（2）將兩測點間的井眼軸線看作為直線，且直線的頂角、方位角是下端點的頂角、方位角，極不合理。（3）在增斜段計算的水平位移

6、偏大，垂直深度偏小，而在減斜段則相反，計算誤差很大（二）全角半距法 A、計算模型（1）相鄰兩測點間的井眼軸線為兩段直線連成的折線。折線中每段直線的長度等于兩點間井眼軸線長度的一半。（2）上半段直線用上測點的頂角、方位角，下半段直線用下測點的頂角、方位角。（3）整個井眼軸線是一條折點更多的折線。其實質(zhì)是把弧型孔段用兩點的切線來代替。B、計算方法特點（1）計算較為簡單。（2）兩點間的井眼軸線分段更小，且綜合考慮了上下兩測點的頂角、方位角。（3）上、下兩測點頂角對軌跡計算所引起的誤差起相互補償?shù)淖饔茫Y(jié)果誤差較小。特別是在井眼彎曲曲率半徑較大時有較高的精度。 （三）均角全距法 A、計算模型（1）將相

7、鄰兩測點間的井眼軸線看作為直線。（2）該直線的頂角、方位角分別為上、下兩測點的頂角、方位角的平均值。（3）整個井眼軸線仍是直線與直線連接的折線。其實質(zhì)是以弦代弧。B、計算方法特點（1）此法比全角全距法稍復(fù)雜一些，但比全角半距法簡單，是現(xiàn)場手算常常采用的方法。（2）以上、下兩測點頂角、方位角的平均值作為軸線的計算角度，降低了增斜段和減斜段水平位移、垂直深度的計算誤差。（3）在測點間距較大、曲率半徑較小時有一定誤差。（四）曲率半徑法（行進曲線法） A、計算模型（1）將相鄰兩測點間的井眼軸線看作為直立圓柱面上的一條弧線。（2）弧線的展開，彎曲強度是定值，即頂角彎曲強度是定值。（3）整個井眼軸線仍是空

8、間不同曲率圓弧組成的弧線B、計算方法特點（1）將兩測點之間的井眼軌跡看作是圓弧，比較切合實際，計算誤差較小。（2）計算方法復(fù)雜，手算時速度慢。（五）最小曲率法 A、計算模型（1）將相鄰兩測點之間的井眼軸線軌跡看作為空間某個平面上的一條圓弧線，并且具有最小曲率。（2）圓弧在空間全彎曲強度不變是定值，頂角彎曲強度和方位角彎曲強度則可能是變化的。（3）整個井眼軌跡則是圓弧組成的空間曲線。B、計算方法特點（1）此法的假定條件具有廣泛的代表性，它特別適合于人工連續(xù)造斜時井眼軌跡的空間狀態(tài)。（2）計算精度高。缺點是計算手續(xù)麻煩，不便采用手算。6、定向鉆孔設(shè)計中，為什么必須選擇合適的造斜強度？如何選擇合適的

9、造斜強度？造斜強度大，造斜孔段短，這對降低造斜成本有利，但過大會因急劇彎曲而影響正常鉆進。造斜強度小，能保證順利施工，但造斜孔段長，成本隨之增加。因此，合適的造斜強度應(yīng)是在確保造斜后正常施工的前提下，盡可能縮短造斜孔段長度。7、井眼中選擇造斜（分支）點應(yīng)遵循的原則是什么？原則：1）造斜(分支)點的巖層易于造斜鉆進，它應(yīng)是：地層較完整、穩(wěn)定，巖石硬度中等，可鉆性不超過8級。 2）造斜(分支)點應(yīng)避開礦層和礦化帶，選在對巖心采取率不作要求的孔段。 3）單孔底定向孔的造斜點應(yīng)盡可能選在鉆孔上部，這樣造斜段較小的彎曲角就可獲得較長的水平距。4）分支孔的分支點位置應(yīng)適中。分支點位置的選擇一方面要考慮節(jié)約

10、更多的進尺，另方面要考慮分支孔造斜孔段造斜和鉆進的可行性及費用，一般不宜選在鉆孔的下部孔段。8、初級定向孔設(shè)計時為什么要對鉆孔進行分類劃分，分類劃分的依據(jù)包括哪些？ 1）將礦區(qū)內(nèi)已完成的鉆孔分類劃分，目的在于找出同類鉆孔的自然彎曲規(guī)律，不同類型的鉆孔，其彎曲規(guī)律是不盡相同的。2）鉆孔分類的依據(jù)為：a、鉆孔所鉆地層的性質(zhì)和產(chǎn)狀。b、鉆孔結(jié)構(gòu)和開孔角度。c、鉆探設(shè)備和管材。d、鉆進方法和碎巖工具。e、鉆進規(guī)程參數(shù)和工藝技術(shù)措施。9、試述利用相關(guān)分析法設(shè)計初級定向鉆孔的原理和方法1)原理:利用數(shù)理統(tǒng)計原理，求出反映鉆孔自然彎曲趨勢的回歸方程（數(shù)學(xué)模型）。通常設(shè)孔深為自變量，頂角和方位角為因變量，建立

11、回歸方程反映鉆孔頂角、方位角隨孔深變化的規(guī)律。2)方法:a、首先對地質(zhì)和工藝技術(shù)條件相同的一組鉆孔按一定孔深間距計算出平均頂角和方位角。b、根據(jù)計算的平均頂角和平均方位角初繪鉆孔頂角和方位角隨孔深變化的趨勢曲線。c、選擇一定的方程式對曲線進行擬合。d、根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計原理“最小二乘法” 確定a和b的數(shù)值。e、回歸方程中各變量間的相關(guān)性檢驗。10、三維定向孔的平面法設(shè)計有哪三種方法？各有何特點？1）傾斜平面彎曲型鉆井：一般是用連續(xù)造斜器或孔底動力機實現(xiàn)，井眼彎曲為連續(xù)曲線型。適用范圍最廣。2) 傾斜平面直線型鉆孔：一般用偏心楔實現(xiàn)，井眼彎曲為折線型，彎曲不合理，僅適用于鉆井軸線全彎曲角不大時采用。設(shè)

12、計施工簡單。3) 垂直平面彎曲型：必須先將鉆井軸線轉(zhuǎn)化為垂直井（頂角降為0度），鉆井軸線在2個平面內(nèi)，僅適用于原鉆井頂角較小時采用。設(shè)計簡單，施工復(fù)雜。11、三維定向孔的平面法設(shè)計思路是什么？1）傾斜平面彎曲型鉆井：鉆井彎曲為連續(xù)曲線型。2）傾斜平面直線型鉆孔：鉆井彎曲為折線型，僅適用于鉆井軸線全彎曲角不大時采用。3）垂直平面彎曲型：鉆井軸線在2個平面內(nèi)，僅適用于原鉆井頂角較小時采用。12、在用平面法設(shè)計三維定向孔時，方位角變化量以及安裝角取值的判斷方法？1）由于方位角變化量 可在0360度范圍內(nèi)變化， 的取值存在象限判斷問題， 根據(jù)E點所在的象限判斷方位角變化量 的取值，當(dāng)E點處于、象限時，

13、鉆井為增方位糾斜， 相應(yīng)地取、象限值，當(dāng)E點處于、象限時，鉆井為減方位糾斜， 相應(yīng)地取、象限值（此時也可取負(fù)值）2）安裝角的取值也是在0360度范圍內(nèi)， 角取值象限的判斷可采用以下方法： 當(dāng)鉆井造斜為增方位時，一般取 ；當(dāng)鉆井造斜為減方位時，一般取 。 有時， 的取值還必須參考在不同象限范圍內(nèi)對鉆井頂角、方位角影響程度綜合判斷第三章13、何為偏心楔人工彎曲工具？該器具是如何改變鉆孔軸線的方向和角度的？1）偏心楔又稱井眼導(dǎo)向器（斜向器），是鉆探與鉆井工程中最早的一種人工彎曲工具，是將長圓柱鋼體一端表面銑切加工成斜槽，斜槽的中心對稱線與圓柱體中心線偏轉(zhuǎn)一楔角，故稱偏心楔。 2）偏心楔下入到井內(nèi)某處

14、固定后，鉆頭與鉆具自楔頂開始，沿斜槽（導(dǎo)斜槽）的方向、角度延伸鉆進，使鉆井軸線在導(dǎo)斜槽位置發(fā)生折線式急劇彎曲，改變原井眼軸線的方向與角度。14、一個完整的偏心楔一般有哪三個部分組成？其主體結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)要素包含哪些？一般如何確定？1）結(jié)構(gòu)組成：楔體：是一端帶有導(dǎo)斜槽的圓柱形鋼體，是偏心楔起便斜作用的主體結(jié)構(gòu)部分。卡固裝置：偏心楔下入到井內(nèi)預(yù)定位置，將偏心楔與井壁卡固為一體的固定裝置，保證偏斜鉆頭沿固定方向鉆進。連接裝置：將偏心楔下入井內(nèi)時，偏心楔與鉆桿的連接部件。2）主體結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)要素：A、楔頂角：楔體導(dǎo)斜槽偏離楔體中心線的偏角，也是其改變鉆孔軸線的全彎曲角。設(shè)計與加工制作楔體時，為保證楔

15、體正常發(fā)揮作用，避免鉆井軸線急劇彎曲角度過大，楔頂角一般為16º，巖層軟、偏斜后鉆進時間不長，可取大值，反之，則取小值。 B、楔體直徑dT與楔面(斜槽面)直徑dM 圓弧型導(dǎo)斜槽面的直徑稱為楔面直徑。 圓柱型鋼體的直徑稱為楔體直徑。 設(shè)計與加工制作時，楔面直徑dM一般比偏斜鉆頭的直徑大13mm，楔體直徑 dT可近似等于或小于井眼直徑110mm。C、楔面長度：導(dǎo)斜槽起點至終點的垂直長度。15、何謂建造人工孔底（架橋）？其方法有哪些？1）建造人工井底用一些材料或器具將開眼部位以下井段堵塞起來（當(dāng)只堵塞開眼部位以下局部井段，稱為“架橋”），以便在鉆井中給偏心楔的安裝固定提供一個堅實的基礎(chǔ)。2

16、）建立人工孔底有以下幾種方法： A、充填惰性材料。用惰性材料砂子，礫石、碎石等將分支點下部井段全部充填并搗實。這種方法堅實性差，因而很少單獨采用。 B、充填非金屬膠結(jié)材料。用水泥、環(huán)氧樹脂等非金屬膠結(jié)材料堵塞下部井段（當(dāng)下部井段較長時，只堵塞開眼部位以下一部分井段）。最常用的是水泥，在中硬地層效果較好。 C、用木塞“架橋”。將木塞或帶有鋼絲、彈簧片倒刺的木塞下到井內(nèi)預(yù)定位置提拉固定。此“橋”穩(wěn)定性差，一般與1、2同時使用。 D、用特制的金屬井底塞“架橋”。16、導(dǎo)斜鉆進有哪些工序？對導(dǎo)斜鉆具有何要求？1) 導(dǎo)斜鉆進的四個工序（1）沿楔面導(dǎo)斜鉆進：用導(dǎo)斜鉆具沿楔面鉆進并鉆離楔面0.51.0米。（

17、2）導(dǎo)斜延伸鉆進：將導(dǎo)斜鉆具適當(dāng)加長（導(dǎo)斜槽長+回次進尺），繼續(xù)鉆進24米。加長導(dǎo)斜鉆具長度的目的是增加導(dǎo)斜槽對鉆具的導(dǎo)向性。（3）測量新井頂角、方位角，檢驗定向、導(dǎo)斜鉆進效果。（4）掃“狗腿”急彎:沿楔面鉆進后，在楔頂處形成折線式彎曲，俗稱“狗腿”彎。“狗腿彎”阻礙鉆具通過、引起鉆桿折斷、使鉆井產(chǎn)生“拉槽”卡鉆等，必須掃除。2)導(dǎo)斜鉆具必須具有以下特點:（1）具有良好的導(dǎo)向性鉆頭底唇面一般為圓弧形或錐形。（2）鋒利的側(cè)出刃一定數(shù)量高品質(zhì)合金或金剛石。（3）可偏轉(zhuǎn)性要好粗徑鉆具較短，一般1米左右。（4）具有較高的柔性采用細(xì)鉆桿或萬向節(jié)連接粗徑鉆具。17、何謂機械式連續(xù)造斜器？其基本類型有哪三種

18、？各有何特點？ 1）機械式連續(xù)造斜器是一種連續(xù)造斜的器具，其回轉(zhuǎn)動力是鉆機，通過鉆桿柱傳遞扭矩、鉆壓給造斜器底部的造斜鉆頭，利用專門的機械機構(gòu)使鉆頭在井底產(chǎn)生一個方向固定的傾斜角或側(cè)向力，實現(xiàn)定向連續(xù)造斜。 2）基本類型及特點A、以側(cè)向力切削井底巖石的連續(xù)造斜器特點：造斜強度大，但不均勻，隨鉆壓的變化而變化。而且，在側(cè)向力的作用下，鉆頭徑向磨損速度快，側(cè)向切削速度逐漸降低B、以不對稱破碎井底巖石的連續(xù)造斜器特點：造斜強度相對較小，但只與造斜器結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，造斜強度較均勻，控制偏倒角即可較精確調(diào)節(jié)造斜強度。 C、以側(cè)向切削和不對稱破碎井底共同作用的連續(xù)造斜器特點：兼有兩種造斜器的特點，既有較高的

19、造斜強度，且又相對比較穩(wěn)定18、機械式連續(xù)造斜器的基本組成有哪兩個部分？有何作用？基本組成及作用機械式連續(xù)造斜器一般有定子、轉(zhuǎn)子兩大部分組成。1）轉(zhuǎn)子部分（回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部分）：造斜鉆進時，鉆桿柱帶動轉(zhuǎn)子部分回轉(zhuǎn)，傳遞扭矩，驅(qū)動鉆頭回轉(zhuǎn)，破碎井底與井壁巖石。2）定子部分：造斜鉆進時，定子部分不回轉(zhuǎn)，起定位、導(dǎo)向、卡固、傳遞鉆壓的作用，通過卡固機構(gòu)產(chǎn)生固定方向的造斜作用，并隨著鉆進進尺與轉(zhuǎn)子部分同步下行。 19、試述LZ型機械式連續(xù)造斜器的工作原理。工作原理有:鉆壓傳遞、滑塊滑出定位與收縮回位、離合機構(gòu)的離與合、傳遞扭矩。1） 傳遞鉆壓 2）滑塊滑出定位與收縮回位 在鉆壓作用下，滑塊與上、下半楔沿斜面

20、滑動，分別移向井壁一側(cè)。滑塊通過滾輪與井壁接觸，對井壁施加側(cè)壓力Q，上半楔通過凸肩與井壁接觸，對井壁施加側(cè)壓力T；上下半楔滑動時，通過鉆頭與井壁接觸，對井壁施加側(cè)壓力A。側(cè)壓力Q、T使造斜器定子與井壁卡固，因此，Q、T又稱卡固力，側(cè)壓力A的方向與卡固力Q相反，它使鉆頭切割孔壁，因此，A又稱側(cè)向切削力。去掉鉆壓，復(fù)位彈簧使上下半楔呈張拉 狀態(tài)，滑塊收縮回位。 3）離合機構(gòu)的工作原理 鉆桿加壓傳壓彈簧壓縮主動軸下行嚙合件分離轉(zhuǎn)子部件可單動回轉(zhuǎn)。卸壓傳壓彈簧卸荷張開在復(fù)位彈簧的作用下嚙合件回位嚙合定轉(zhuǎn)子合為一體 。4）傳遞扭矩 鉆桿加壓，離合器分離，滑塊滑出定位卡固后，鉆機帶動鉆桿回轉(zhuǎn)，扭矩傳遞如下

21、： 鉆桿接頭1主動軸4花鍵軸套8被動軸14短管鉆頭。 造斜鉆進時，滑塊滑出通過滾輪與井壁卡固，并隨著鉆進的延伸，沿井壁滾動同步下行。20、采用孔底動力機定向鉆進有何優(yōu)點？1）鉆桿可以不轉(zhuǎn)動，減少鉆桿的疲勞和磨損，從而減少了鉆桿折斷事故。2)既降低了鉆桿和套管的磨損，也防止了因鉆桿摩擦碰撞孔壁而造成的井徑擴大，坍塌掉塊及卡埋鉆等井內(nèi)事故。3)與高精度定向儀配合，可精確控制井眼軸線方向4）對地層的適應(yīng)性廣，既可在硬、堅硬完整地層造斜，又可在破碎地層、第四系地層、松軟以及中硬、軟硬不均的地層中造斜。5）造斜強度均勻，可以根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)。6）可以施工大曲率半徑和中曲率半徑的定向井和特種工程定向井。如

22、穿越江河的過河井，水力采礦的對接井，各種注漿孔等。21、渦輪鉆的結(jié)構(gòu)工作原理是什么？其輸出特性與輸入流量有何聯(lián)系？ 1）渦輪鉆的結(jié)構(gòu)原理 它是一種通過渦輪馬達(dá)將鉆井液所具有的水力能轉(zhuǎn)換成渦輪軸上回轉(zhuǎn)機械能的水力機械，渦輪鉆連接在鉆桿柱下端，隨鉆柱下入井底，當(dāng)開泵循環(huán)鉆井液時，利用水流的力量沖擊渦輪葉片，帶動渦輪軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動鉆具下端的鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖石。 2） 聯(lián)系：渦輪鉆具的輸出特性參數(shù)均與流量有關(guān)，轉(zhuǎn)速與排量成正比；扭矩與排量的平方成正比；功率與排量的立方成正比；壓力降與排量的平方成正比。因此，用渦輪鉆進時，流量控制非常重要，對實際鉆進不利。 22、試分析比較渦輪鉆與螺桿鉆的結(jié)構(gòu)原理與輸出特性

23、有何異同點？螺桿鉆是一種容積式正排量馬達(dá)，與渦輪鉆相同，它也是以鉆井液為動力傳遞介質(zhì)，通過螺桿馬達(dá)將水泵泵送的高壓液體的能量轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)機械能，直接驅(qū)動鉆頭破碎巖石，是一種能在井內(nèi)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的井底動力機。是近年來國內(nèi)外廣泛使用的一種井底動力機。特點：與渦輪鉆相比，螺桿鉆克服了渦輪鉆的一些缺點: 1、結(jié)構(gòu)簡單，動力機較短，易損件少，工作可靠； 2、輸出特性過載性能較高，通過改變定轉(zhuǎn)子尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)，大幅度改變輸出特性參數(shù)，且輸出扭矩與鉆壓成正比，輸出轉(zhuǎn)速與流量成正比（300800 r/min），在小流量工作時轉(zhuǎn)速較低，因而鉆頭壽命較長，可用金剛石或硬質(zhì)合金鉆進； 3、工作液體壓力降?。? Mpa）

24、4、在小尺寸時也能有較大的扭矩和功率；但其不耐高溫，耐沖蝕性能較差。23、試從力學(xué)條件與連續(xù)性條件兩個方面分析說明螺桿馬達(dá)為什么可以在高壓液流的作用下產(chǎn)生連續(xù)回轉(zhuǎn)。（一）力學(xué)條件（機械動力傳遞的基本過程） 螺桿馬達(dá)的轉(zhuǎn)子處于定子的包容之中，由于轉(zhuǎn)子的螺旋頭數(shù)比定子的螺旋頭數(shù)少一個，轉(zhuǎn)子外表面螺旋波齒與定子內(nèi)表面的螺旋波齒不會嚙合，呈有規(guī)律的接觸狀態(tài)，這些接觸的點沿螺桿軸向形成若干條連續(xù)的螺旋線。這些螺旋線將螺桿馬達(dá)中的環(huán)空容腔分隔成若干個密封腔， 當(dāng)高壓液體到達(dá)定轉(zhuǎn)子時，其中一些密封腔充滿高壓液體形成高壓區(qū)， 另一些則為低壓區(qū)，在高壓區(qū)和低壓區(qū)的壓力差作用下，分力dF 會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)力矩M和一

25、個作用在定子橡膠襯套上的徑向力K，力矩M使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。（二）連續(xù)性條件（連續(xù)回轉(zhuǎn)過程） 在高、低壓區(qū)壓差的作用下，力矩M使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)高壓腔沿軸向向前移動，在同一截面上則表現(xiàn)為高壓區(qū)減少，低壓區(qū)增多全是低壓區(qū)。密封腔移動是發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的條件（容積式馬達(dá)），在高壓腔沿螺桿軸向向前移動的同時，其內(nèi)的高壓液體同時推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，至螺桿馬達(dá)的末端，液體釋放，高低壓腔消失，在輸入端，新的高低壓腔不斷形成，螺桿馬達(dá)工作時，其內(nèi)同時有若干個螺旋狀的高、低壓區(qū)，保證了轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動。 24、試述螺桿馬達(dá)的波齒比與其結(jié)構(gòu)和工作性能的關(guān)系。螺桿馬達(dá)的波齒比是重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，理論上，只要保證定子的波齒數(shù)Z1比轉(zhuǎn)子的波齒數(shù)Z2

26、多一個齒，其波齒比可以是任意的，但波齒比對螺桿馬達(dá)的工作性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)有較大影響，如果不考慮這一點，設(shè)計時，往往會使設(shè)計的螺桿鉆失去使用價值，使用時，也無法正確選用。 25、螺桿鉆具中，溢流閥、萬向節(jié)和驅(qū)動軸有什么作用？螺桿鉆具中有哪些類型的萬向聯(lián)軸節(jié)？各有何特點？（一）作用1）溢流閥的作用A、防止螺桿鉆具反轉(zhuǎn)脫扣。鉆桿連接螺桿鉆具下入井內(nèi)時，溢流閥常通，井內(nèi)液流經(jīng)溢流孔進入鉆桿內(nèi)腔，內(nèi)外壓力平衡，防止反向驅(qū)動馬達(dá)。B、泵送液流驅(qū)動螺桿鉆具工作時，關(guān)閉溢流孔，全部液體經(jīng)主通道進入螺桿馬達(dá)。C、工作結(jié)束提鉆時，溢流閥打開，鉆桿內(nèi)液體經(jīng)溢流孔流回到井內(nèi)，防止抽吸作用，同時還防止提鉆擰卸時，鉆桿內(nèi)的

27、液體在井口的噴濺和污染。2）萬向節(jié)的作用A、傳遞馬達(dá)扭矩。B、將螺桿馬達(dá)中轉(zhuǎn)子的偏心回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橥幕剞D(zhuǎn)。 3）驅(qū)動軸的作用推進裝載機光滑度，使得所述驅(qū)動輪可按照不同的角速度轉(zhuǎn)動（二）萬向節(jié)的種類1）十字軸萬向聯(lián)軸節(jié)特點：萬向轉(zhuǎn)動靈活，承受扭矩大，但徑向尺寸大，密封性差，可用于大直徑螺桿鉆。2）花瓣型萬向節(jié) 聯(lián)軸節(jié)內(nèi)部有若干個鋼球?qū)⒒ò暄剌S向撐開，利用花瓣與花瓣之間的偶合弧線達(dá)到萬向活動的作用，花瓣軸外部用橡膠管套封，中間注入潤滑油。特點：靠花瓣側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩，靠花瓣與花瓣之間弧形嚙合產(chǎn)生繞動，其傳遞扭矩小，徑向尺寸小，容易密封，多用于小直徑單頭螺桿鉆。3）鼓形齒內(nèi)花鍵萬向節(jié) 主要部件有：鼓形齒、

28、內(nèi)花鍵套、鋼球等。利用鼓形齒與內(nèi)花鍵的嚙合傳遞扭矩，利用鼓形齒及鋼球產(chǎn)生繞動。 特點：傳遞扭矩大，繞動靈活，但繞動角度36º，徑向尺寸小多用于多頭螺桿鉆。 26、與螺桿鉆具配合的使用的造斜件有哪些？各有何特點？目前，與螺桿鉆具配合使用的造斜件主要有：彎鉆桿、彎接頭、彎外管、偏心塊、液壓可調(diào)式彎接頭、組合式偏斜工具等。 1）彎鉆桿：使用彎鉆桿造斜時，上端一般連接有定向接頭，定向接頭內(nèi)有一定向鍵，定向鍵中心母線一般與鉆桿彎曲方向一致。受孔徑限制，彎鉆桿的彎曲角一般為2.55º 。由于彎鉆桿螺桿鉆具的彎曲力臂長，鉆桿本身的柔性大，所以，它的造斜強度很小，一般只適用于第三系、第四系

29、地層。 2）彎接頭：接頭一端的螺紋絲扣偏轉(zhuǎn)一定角度，彎接頭內(nèi)本身一般設(shè)置有定向鍵。特點：偏轉(zhuǎn)角一般為0.53.0，其力臂較長，造斜強度較小。 3）彎外管： 一端螺紋偏轉(zhuǎn)，安裝在螺桿馬達(dá)與驅(qū)動軸之間，必須在溢流閥前端連接定向接頭。 特點：力臂最短、剛性強、造斜強度較大。 4）偏心塊：一種孔壁接觸器，與LZ機械式連續(xù)造斜器的滑塊有些類似，一般安裝在驅(qū)動軸下端。 特點：可調(diào)整的偏心量較小，造斜強度較小（0.150.2º/m），在松軟地層使用較多。 5）液壓可調(diào)彎接頭：通過調(diào)節(jié)泵送液體壓力達(dá)到調(diào)節(jié)彎接頭偏轉(zhuǎn)角的目的，不提鉆調(diào)節(jié)井內(nèi)螺桿鉆具的造斜強度。 特點：調(diào)節(jié)變量間隔：0.5º，

30、范圍：02º，國內(nèi)使用較少。 6）組合式偏斜工具：一種將LZ機械式連續(xù)造斜器和螺桿鉆具造斜件相結(jié)合的偏斜方法。 特點：工作時由于鉆桿不轉(zhuǎn)動，偏斜器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性能提高2030，造斜 強度大，國內(nèi)使用較少。 (?)27、螺桿鉆具的工作特性曲線包含有哪些？其工作特性曲線有何特點？如何根據(jù)工作特性曲線確定其合理工作范圍？1）螺桿鉆具的工作特性包括：螺桿鉆具的輸出轉(zhuǎn)速、輸出扭矩、有效功率、工作液體壓力降和水力效率。2）特點：螺桿鉆具的工作特性隨外載特性的變化而變化28、安裝角：在垂直于原鉆井軸線的平面上，自原鉆井傾斜方向順時針旋轉(zhuǎn)至造斜工具造斜彎曲面方向的角度。工具面向：人工彎曲工具造斜作

31、用面的方向磁性高邊：是以磁北極為準(zhǔn)的夾角，一般時5度一下用磁性高邊。重力高邊：是以井眼軌跡為基準(zhǔn)的夾角。全彎曲角：孔段軸線上相鄰兩點沿各自軸線延伸方向的切線之間的空間夾角反扭轉(zhuǎn)角：使定子鉆桿柱發(fā)生反向扭曲變形，使定子及造斜件產(chǎn)生一定角度的反向偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)角稱之為反扭轉(zhuǎn)角WMD：隨鉆測量定向（Measure While Drilling）29、掌握斜孔定向安裝角的作圖求解方法（290）30、造斜工具在孔內(nèi)的定向有哪兩種方法？其特點和使用條件是什么？（一）造斜工具在井內(nèi)的定向方法有直接定向法和間接定向法。1）直接定向特點：測量安裝角，與原鉆井傾斜方向有關(guān)。2）間接定向 特點：測量安裝角，與原鉆井傾

32、斜方向有關(guān)。 （二）直接定向法、間接定向法的適用條件 1）當(dāng)原鉆孔是垂直井時，由于無傾斜方位，所以，只能用直接定向法。 2）原鉆井是斜井（ ），原鉆井有傾斜方位，直接定向法、間接定向法均能使用。 3）頂角 時，盡可能采用直接定向法。 4）當(dāng)使用磁性定向儀時，必需在造斜工具上端連接46米的無磁性鉆桿。 31、投入取出式偶和定位裝置有哪兩部分組成，其偶合原理是什么？該裝置由安裝在人工彎曲工具上端的一偶合件（定向接頭）和安裝在定向儀下端的另一偶合件（斜口引鞋）組成。 偶合原理 帶有定向接頭的造斜工具用鉆桿連接下入到井內(nèi)預(yù)定位置后，將帶有斜口引鞋的定向儀經(jīng)鉆桿內(nèi)下入，當(dāng)定向儀到達(dá)造斜工具上端定向接頭時

33、，儀器下端的斜口引鞋與定向接頭接觸，接觸點可在斜口引鞋的螺旋斜面上任意一點，在定向儀自重的作用下，螺旋斜面在定位鍵上旋滑，在斜口引鞋螺旋斜面的入位導(dǎo)向下，定位槽與定向鍵卡合，斜口引鞋與定向接頭偶合固聯(lián)一體。偶合后，兩母線重合，儀器對造斜工具的定向，實質(zhì)上是對定向鍵定向，也是對斜口引鞋母線定向（正確修正組合差） 32、試述BD14擺錘定向儀的工作原理。BD-14擺錘定向儀是通過投入-取出式偶合定位裝置實現(xiàn)井內(nèi)造斜工具定向的。井下儀經(jīng)鉆桿內(nèi)孔投入，與造斜工具偶合后，地表旋轉(zhuǎn)鉆桿柱，偶合的井下儀同步回轉(zhuǎn)，通過反饋上來的的電指示信號實現(xiàn)定向。 在傾斜鉆井內(nèi)，內(nèi)錐面上的擺錘傾倒于鉆井下幫，受兩平行觸片的

34、限制，擺錘觸點斜靠于某一觸片或兩觸片的間隙中，由于觸片分有導(dǎo)電區(qū)和絕緣區(qū)，當(dāng)?shù)乇磙D(zhuǎn)動鉆桿柱（井下儀、觸片同步轉(zhuǎn)動），每旋轉(zhuǎn)一周，觸點與觸片產(chǎn)生六種不同的接觸狀態(tài)，分別有不同的電信號經(jīng)電纜傳至地面儀器，檢流表指示出四種電指示信號，加以判別。 1）“短零”：擺錘位于兩導(dǎo)電區(qū)間隙中，檢流表指零，保持區(qū)域極短（±3º）。 2）“右導(dǎo)通”：轉(zhuǎn)動井下儀大于3º，觸點與右觸片導(dǎo)電區(qū)接觸，檢流表指向右邊電流較大位置，可維持到約90º。 3)“長零”：轉(zhuǎn)動井下儀大于90º，觸點脫離右導(dǎo)電區(qū)，與右絕緣區(qū)接觸，檢流表指零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動井下儀，觸點進入兩絕緣區(qū)間隙中、與左觸片絕緣區(qū)接觸，此過程中，檢流表始終指零，維持區(qū)域為90º270º。 4)“左導(dǎo)通”：轉(zhuǎn)動大于270º左右，觸點脫離左絕緣區(qū)，與左導(dǎo)電區(qū)接觸，檢流表指向左邊電流較大位置，可維持到