奧鵬油氣工程設(shè)備與工具復(fù)習(xí)題

1、第二章：一.掌握油氣井工程常用術(shù)語?1.鉆井的概念：利用機(jī)械設(shè)備，從地面至目的層鉆一井眼的工程。2.井:以勘探開發(fā)石油和天然氣為目的，在地層中鉆出的具有一定深度的圓柱形孔眼。3.井的類別：按一定依據(jù)劃分的井的總類。按鉆井的目的可分為探井和開發(fā)井等；按完鉆后的井深可分為淺井(<1200m)、中深井(12004500m)、深井(45006000m)和超深井(>6000m)；按井眼軸線形狀可分為直井和定向井。4.探井：指以了解地層的時(shí)代、巖性、厚度、生儲(chǔ)蓋的組合和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)剖面局部構(gòu)造為目的，或在確定的有利圈閉上和已發(fā)現(xiàn)油氣的圈閉上，以發(fā)現(xiàn)油氣藏、進(jìn)一步探明含油氣邊界和儲(chǔ)量以及了

2、解油氣層結(jié)構(gòu)為目的所鉆的各種井，包括地層探井、預(yù)探井、詳探井。5.開發(fā)井：指為開發(fā)油氣田所鉆的各種采油采氣井、注水注氣井，或在已開發(fā)油氣田內(nèi)，為保持一定的產(chǎn)量并研究開發(fā)過程中地下情況的變化所鉆的調(diào)整井、補(bǔ)充井、擴(kuò)邊井、檢查資料井等。 6.直井：井眼軸線大體沿鉛垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角變化率均在限定范圍內(nèi)的井。 7.定向井：沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌道，按既定的方向偏離井口垂線一定距離，鉆達(dá)目標(biāo)的井。 8.叢式井：在一個(gè)井場上或一個(gè)鉆井平臺(tái)上，有計(jì)劃地鉆出兩口或兩口以上的定向井(可含一口直井)。 9.救援井：為搶救某一口井噴、著火的井而設(shè)計(jì)、施工的定向井。 10.多底井：一個(gè)井口下面有兩個(gè)

3、或兩個(gè)以上井底的定向井。 11.大斜度井：最大井斜角在60°86°的定向井。 12.水平井：井斜角接近或等于90°，并保持這種角度鉆完一定長度的水平段的定向井。13.井口：井的開口端。14.井底：井的底端。15.裸眼：未下套管部分的井段。16.井深：從轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心面至井底的深度。17.井壁：井眼的圓柱形表面。18.環(huán)空：井中下有管柱時(shí)，井壁與管柱或管柱與管柱之間的圓環(huán)形截面的柱狀空間。19.井眼軸線： 井眼的中心線。20.井身結(jié)構(gòu)： 指的是鉆頭鉆深、相應(yīng)井段的鉆頭直徑、下入的套管層數(shù)、直徑及深度、各層套管外的水泥返高以及人工井底等。21.井場：鉆井施工必需的作業(yè)場地。

4、22.小鼠洞：位于井口的正前方，用于預(yù)先放置鉆桿單根的洞，以加快接單根操作。23.(大)鼠洞：當(dāng)不使用方鉆桿而從大鉤上卸下時(shí)，用于放置方鉆桿和水龍頭的洞，位于鉆臺(tái)左前方井架大腿與井口的連線上。24.鉆臺(tái)：裝于井架底座上，作為鉆工作業(yè)的場所。25.鉆進(jìn)：使用一定的破巖工具，不斷地破碎井底巖石，加深井眼的過程。26.鉆進(jìn)參數(shù)：是指鉆進(jìn)過程中可控制的參數(shù)，主要包括鉆壓、轉(zhuǎn)速、鉆井液性能、流量、泵壓及其他水力參數(shù)。27.轉(zhuǎn)速：指鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度，通常以轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)為單位。28.流量(排量)：單位時(shí)間內(nèi)通過泵的排出口的液體量。通常以升每秒（l/s)為單位。29.鉆壓：鉆進(jìn)時(shí)施加于鉆頭上的沿井眼前進(jìn)方

5、向上的力。30.機(jī)械鉆速（ROPRate of penetration）：鉆頭在單位時(shí)間內(nèi)鉆進(jìn)的長度。通常以m/h為單位。31.平均機(jī)械鉆速：某一統(tǒng)計(jì)井段內(nèi)，進(jìn)尺量與純鉆時(shí)間的比值。單位為：m/h（米/小時(shí)）。32.鉆時(shí)：鉆進(jìn)單位進(jìn)尺所用的時(shí)間。通常以min/m為單位。33.懸重和鉆重：在充滿鉆井液的井內(nèi)，鉆柱在懸吊狀態(tài)下指重表所指軸向載荷稱為懸重(即鉆柱重力減去浮力)；鉆柱在鉆進(jìn)狀態(tài)下指重表所指的軸向載荷稱為鉆重。懸重與鉆重的差值即鉆壓。34.開鉆：指下入導(dǎo)管或各層套管后第一只鉆頭開始鉆進(jìn)的統(tǒng)稱，并依次稱為第一次開鉆，第二次開鉆。35.完鉆：指全井鉆進(jìn)階段的結(jié)束。36.送鉆：鉆進(jìn)時(shí)，隨著井眼

6、不斷加深，鉆柱不斷下放，始終保持給鉆頭施加一定的鉆壓的過程。37.方入和方余：在鉆進(jìn)過程中，方鉆桿在轉(zhuǎn)盤補(bǔ)心面以下的長度稱為方入；在補(bǔ)心面以上的方鉆桿有效長度稱為方余。38.進(jìn)尺：鉆頭鉆進(jìn)的累計(jì)長度。39.劃眼：在已鉆井眼內(nèi)為了修整井壁，清除附在井壁上的雜物，使井眼暢通無阻，邊循環(huán)邊旋轉(zhuǎn)下放或上提鉆柱的過程。分正劃眼和倒劃眼。40.擴(kuò)眼：用擴(kuò)眼鉆頭擴(kuò)大井眼直徑的過程。41.蹩鉆：在鉆進(jìn)中鉆頭所受力矩不均，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)異常的現(xiàn)象。42.跳鉆：鉆進(jìn)中鉆頭在井底工作不平穩(wěn)使鉆柱產(chǎn)生明顯縱向振動(dòng)的現(xiàn)象。43.停鉆：停止鉆進(jìn)。44.頓鉆：鉆柱失控頓到井底或其它受阻位置的現(xiàn)象。45.溜鉆：鉆進(jìn)中送鉆不均或失控

7、而使鉆柱下滑，出現(xiàn)瞬時(shí)過大鉆壓的現(xiàn)象。46.打倒車：蹩鉆嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)盤發(fā)生倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。47.通井：向井內(nèi)下入帶有通井接頭或鉆頭的鉆柱，使井眼保持暢通的作業(yè)。48.放空：鉆進(jìn)中鉆柱能無阻地送入一定長度的現(xiàn)象。49.吊打：在鉆頭上施加很小的鉆壓鉆進(jìn)的過程。50.糾斜：當(dāng)井斜超過規(guī)定的限度時(shí)，采取措施使井斜角糾正到規(guī)定限度內(nèi)的過程。51.鉆水泥塞：將注水泥或打水泥塞后留在套管或井眼內(nèi)的凝固水泥鉆掉的過程。52.縮徑：井眼因井壁巖石膨脹等而使井徑變小的現(xiàn)象。53.井徑擴(kuò)大：井眼因井壁巖石坍塌等而使井徑變大的現(xiàn)象。54.單根：指一根鉆桿。55.雙根：指連成一體的兩根鉆桿。56.立根(立柱)：起鉆時(shí)卸成一定長

8、度，能立在鉆臺(tái)的鉆桿盒上的一柱鉆柱。一般為三根鉆桿。57.接單根：當(dāng)鉆完方鉆桿的有效長度時(shí)，將一根鉆桿接到井內(nèi)鉆柱上使之加長的操作。58.起下鉆：將井下的鉆柱從井眼內(nèi)起出來，稱為起鉆。將鉆具下到井眼內(nèi)稱為下鉆。整個(gè)過程稱為起下鉆。59.短起下鉆：在鉆進(jìn)過程中，起出若干立柱鉆桿，再將它們下入井內(nèi)的作業(yè)。60.活動(dòng)鉆具：在鉆井作業(yè)中，有時(shí)上提、下放或旋轉(zhuǎn)鉆柱的過程。61.甩鉆具：將鉆柱卸開成單根拉下鉆臺(tái)。62.換鉆頭：通過起下鉆更換鉆頭的作業(yè)。63.循環(huán)鉆井液：開泵將鉆井液通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)。64.循環(huán)周期：鉆井液從井口泵入至井口返出所需的時(shí)間。65.靶心：由地質(zhì)設(shè)計(jì)確定的定向井地下坐標(biāo)點(diǎn)。66

9、.靶區(qū)：允許實(shí)鉆井眼軸線進(jìn)入目的層時(shí)偏離設(shè)計(jì)靶心的規(guī)定范圍。67.靶區(qū)半徑：靶區(qū)圓的半徑。68.造斜點(diǎn)：定向造斜起始的井深處。69. 造斜：利用造斜工具鉆出一定方位的斜井段的工藝過程。 70. 增斜：使井斜角不斷增加的工藝過程。 71. 降斜：使井斜角不斷減小的工藝過程。 72. 穩(wěn)斜：使井斜角保持不變的工藝過程。 73. 定向要素：定向井基本要素，包括井斜角、方位角和井深。 74. 取心：利用機(jī)械設(shè)備和取心工具鉆取地層中巖石的作業(yè)。 75. 巖心：取心作業(yè)時(shí)，從井下取出的巖石。 76. 巖心收獲率：巖心長與取心進(jìn)尺之比的百分?jǐn)?shù)。 77.鉆井液柱壓力：由鉆井液柱的重力引起的壓力，其大小與鉆井液

10、密度和液柱垂直高度有關(guān)。78.溢流：井口返出的鉆井液量比泵入量大，或停泵后井口鉆井液自動(dòng)外溢的現(xiàn)象。79.井涌：溢流的進(jìn)一步發(fā)展，鉆井液涌出井口的現(xiàn)象。80.井噴：地層流體(油、氣或水)無控制地流入井內(nèi)并噴出地面的現(xiàn)象。81.壓井：向失去壓力平衡的井內(nèi)泵入高密度鉆井液，以重建和恢復(fù)壓力平衡的作業(yè)。82.卡鉆：鉆柱在井內(nèi)不能上提、下放或轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。(卡鉆包括泥包卡鉆、砂橋卡鉆、沉砂卡鉆、鍵槽卡鉆、垮塌卡鉆、壓差卡鉆、小井眼卡鉆、縮徑卡鉆、頓鉆卡鉆、落物卡鉆、水泥卡鉆等)83.卡點(diǎn)：被卡鉆柱最上點(diǎn)。84.落魚：因事故留在井內(nèi)的鉆具。85.油井水泥：適用于油氣井或水井固井的水泥或水泥與其它材料的任何

11、混合物。86.固井：對所鉆成的裸眼井，通過下套管注水泥以封隔油氣水層，加固井壁的工藝。87.水泥返深(高)：指環(huán)空水泥面在井下的深度。88.碰壓：在頂替水泥漿結(jié)束時(shí)，膠塞與阻流環(huán)相撞而泵壓突增的現(xiàn)象。89.套管：封隔地層，加固井壁所用的特殊鋼管。90.表層套管：為防止井眼上部疏松地層的坍塌和污染飲用水源及上部流體的侵入，并為安裝井口防噴裝置等而下的套管。91.技術(shù)套管：是在表層套管和生產(chǎn)套管之間，由于地層復(fù)雜或完井所使用的泥漿密度不致壓漏地層等鉆井技術(shù)的限制而下入的套管。92.生產(chǎn)套管(油層套管)：為生產(chǎn)層建立一條牢固通道、保護(hù)井壁、滿足分層開采、測試及改造作業(yè)而下入的最后一層套管。93.鉆井

12、周期：一開到完鉆的全部時(shí)間。94.建井周期：從鉆機(jī)搬遷安裝到完井為止的全部時(shí)間，包括搬遷安裝時(shí)間、鉆進(jìn)時(shí)間和完井時(shí)間三部分。95.井史：是指一口井的檔案資料，包括鉆井、地質(zhì)、完井等施工作業(yè)數(shù)據(jù)和資料。96.井底鉆具組合（下部鉆具組合）：靠近鉆頭部分的鉆具組合稱為下部鉆具組合（Bottom Hole Assembly 簡稱BHA）二頓鉆鉆井的基本過程? 頓鉆鉆井法又稱沖擊鉆井法。相應(yīng)的鉆井設(shè)備稱頓鉆鉆機(jī)或鋼繩沖擊鉆機(jī)。周期地將鉆頭提到一定的高度向下沖擊井底，破碎巖石。在不斷沖擊的同時(shí)，向井內(nèi)注水，將巖屑、泥土混成泥漿，等井底泥漿碎塊積到一定數(shù)量時(shí)，便停止沖擊，下入撈砂筒撈出巖屑，然后再開始沖擊作

13、業(yè)。如此交替進(jìn)行，加深井眼，直至鉆到預(yù)定深度為止。三旋轉(zhuǎn)鉆井與頓鉆鉆井比較的優(yōu)勢? 頓鉆法鉆井，破碎巖石、取出巖屑的作業(yè)都是不連續(xù)的，鉆頭功率小、效率低、速度慢，遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代石油鉆井中優(yōu)質(zhì)快速打深井的要求。旋轉(zhuǎn)鉆井法即利用驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，并給鉆頭施加鉆壓破碎巖石，利用鉆井液取出巖粉，使井眼連續(xù)不斷的加深的鉆井方式。四旋轉(zhuǎn)鉆井的基本工藝流程? 旋轉(zhuǎn)鉆井法即利用驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，并給鉆頭施加鉆壓破碎巖石，利用鉆井液取出巖粉，使井眼連續(xù)不斷的加深的鉆井方式。其基本工藝流程如下：鉆前準(zhǔn)備：定井位、道路勘察、基礎(chǔ)施工、安裝井架、搬家、安裝裝備。鉆進(jìn)：加深井眼的過程。下鉆：將由鉆頭、鉆鋌、方鉆

14、桿組成的鉆桿柱下入井中，使鉆頭接觸井底，準(zhǔn)備鉆進(jìn)。正常鉆進(jìn)：又稱純鉆進(jìn)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(或井底動(dòng)力鉆具)通過鉆桿柱帶動(dòng)井底鉆頭旋轉(zhuǎn)，給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫?鉆壓)以破碎巖石。與此同時(shí)，開動(dòng)泥漿泵循環(huán)泥漿，沖洗井底，攜出巖屑，保護(hù)井壁，冷卻鉆頭。接單根起鉆換鉆頭換完鉆頭，便又開始下鉆，重復(fù)上述作業(yè)：下鉆正常鉆進(jìn)接單根(立根) 起鉆換鉆頭下鉆，構(gòu)成正常鉆進(jìn)作業(yè)的大循環(huán)，直至鉆達(dá)預(yù)定井深。固井：下入套管、注水泥固井。完井：按設(shè)計(jì)要求連通油、氣層和井眼，安裝井口裝置。五旋轉(zhuǎn)鉆井的方式有哪幾種?地面驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井 井下動(dòng)力鉆具井下驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井 地面與井下動(dòng)力復(fù)合驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井第三章：1.按成因巖石分為哪三類？ 巖漿

15、巖、沉積巖、變質(zhì)巖。2.簡述沉積巖的結(jié)構(gòu)，說明膠結(jié)物的類型與巖石強(qiáng)度的關(guān)系。結(jié)構(gòu)既巖石的微觀組織特性，即指礦物顆粒的大小、形狀和表面特性等，它決定著巖石的強(qiáng)度和硬度等。沉積巖主要為膠結(jié)結(jié)構(gòu)。礦物顆粒之間被膠結(jié)物或者細(xì)粒填隙物質(zhì)充填結(jié)合在一起，這種結(jié)構(gòu)形式稱為膠結(jié)結(jié)構(gòu)。其中的填隙物質(zhì)稱為膠結(jié)物。膠結(jié)物的性質(zhì)對巖石的性質(zhì)有很大影響。在相同膠結(jié)物的條件下，硬度較高的礦物所組成的巖石其強(qiáng)度也高；在礦物相同的情況下，膠結(jié)物強(qiáng)度大則巖石強(qiáng)度大。 通常：硅質(zhì)膠結(jié)>鐵質(zhì)或鈣質(zhì)膠結(jié)>泥質(zhì)膠結(jié)。 3.簡述層理構(gòu)造對巖石破碎的影響規(guī)律。 沉積巖由于層理的影響，在不同方向上具有不同的強(qiáng)度，從而對巖石的破碎

16、產(chǎn)生影響。其一般規(guī)律是在平行層理方向上巖石的抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度略大，而在垂直層理方向的抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度較大。因而，巖石易受平行層理方向的剪力和壓力而破碎，易受垂直層理方向上拉力和彎曲應(yīng)力而破碎。4巖石破碎分為哪三個(gè)階段？劃分三個(gè)階段的工程意義？ （1）從巖石破碎的過程分析，隨著壓力的增加，破巖齒破碎巖石的過程可劃分為三個(gè)階段：裂紋發(fā)展階段（塑性變形）壓實(shí)體形成階段（局部破碎）巖石大體積崩切階段（體積破碎）（2）在工程實(shí)際中，鉆頭破巖齒的載荷是由鉆井參數(shù)決定的，因此通過破巖齒破巖過程分析可以優(yōu)化鉆井參數(shù)（如鉆壓、轉(zhuǎn)速等）。5簡述牙輪鉆頭的類型？牙輪鉆頭儲(chǔ)油潤滑密封系統(tǒng)的作用？ 按牙齒的固定方式分為

17、：鑲齒和銑齒；按軸承類型分為：滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承；按密封類型分為：橡膠密封和金屬密封；按牙輪數(shù)量分為：單牙輪鉆頭、雙牙輪鉆頭和三牙輪鉆頭其作用：牙輪鉆頭的密封主要有兩方面的作用：防止?jié)櫥孤逗头乐广@井液進(jìn)入軸承系統(tǒng)。牙輪鉆頭的密封為動(dòng)密封，且工作環(huán)境惡劣，是牙輪鉆頭上最易損壞的部件。6鉆頭噴嘴（水眼）的作用？ 鉆井液流出鉆頭射向井底的通道；噴嘴數(shù)量、尺寸決定了鉆頭的過流面積，通過調(diào)節(jié)過流面積改變鉆頭壓降，可強(qiáng)化水力輔助破巖效果；通過合理調(diào)節(jié)噴嘴的空間位置，形成最優(yōu)的水力結(jié)構(gòu)，有效清洗牙輪和井底巖粉。7何謂牙輪鉆頭牙齒的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)？ 固定在牙輪上的牙齒隨鉆頭一起繞鉆頭軸線作順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

18、，這種運(yùn)動(dòng)稱作公轉(zhuǎn)。鉆頭工作時(shí)，牙齒繞牙輪軸線作逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)稱為自轉(zhuǎn)。8牙輪鉆頭牙齒沖擊破碎巖石作用是怎樣形成的？ 牙輪鉆頭的沖擊壓碎作用是由兩方面的原因引起的：一方面，鉆頭工作時(shí)，牙輪滾動(dòng)，牙齒與井底的接觸是單齒、雙齒交錯(cuò)進(jìn)行的。單齒接觸井底時(shí)，牙輪的中心處于最高位置；雙齒接觸井底時(shí)則牙齒的中心下降。牙輪在滾動(dòng)過程中，牙輪中心的位置不斷上下交換，使鉆頭沿軸向作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是鉆頭的縱向振動(dòng)；另一方面，由于井底不平和有凸臺(tái)存在，牙輪在滾動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生縱向振動(dòng)。鉆頭在井底的縱向振動(dòng)，使鉆柱不斷壓縮與伸張，下部鉆柱把這種周期性變化的彈性變形能又傳遞給鉆頭形成沖擊。鉆頭的縱向振動(dòng)使牙齒產(chǎn)生沖

19、擊力，與靜載壓入力一起形成了鉆頭對地層巖石的沖擊、壓碎作用9牙輪鉆頭的剪切破巖作用是怎樣形成的？有什么作用？ 剪切作用主要是通過牙輪在井底滾動(dòng)的同時(shí)還產(chǎn)生牙齒對井底的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生滑動(dòng)的原因是由牙輪鉆頭的超頂、復(fù)錐和移軸三種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引起的。作用：超頂和復(fù)錐所引起的切線方向滑動(dòng)除可在切線方向與沖擊、壓碎作用共同破碎巖石外，還可以剪切掉同一齒圈相鄰牙齒破碎坑之間的巖石；移軸則在軸向產(chǎn)生滑動(dòng)和切削地層的作用，它可以剪切掉齒圈之間的巖石10綜述牙輪鉆頭的特點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)： 1.沖擊和剪切雙重作用破巖，既有牙齒的沖擊又有滑動(dòng)引起的剪切，破巖效率高。 2.適應(yīng)地層范圍廣，適合在所有地層中鉆進(jìn)。 3.鉆頭自洗

20、效果好，不容易泥包。 4.鉆頭成本較低。缺點(diǎn) 1.由于軸承的壽命和牙齒耐磨性的限制，鉆頭壽命相對較低； 2.由于存在薄弱環(huán)節(jié)（如軸承密封與鎖緊部位），經(jīng)常會(huì)造成牙輪脫落，造成鉆井事故； 3.由于軸承在高轉(zhuǎn)速下壽命較低，因此牙輪鉆頭不適合高轉(zhuǎn)速，一般適合在200轉(zhuǎn)/分以下; 4.在高溫條件下，鉆頭密封和潤滑系統(tǒng)容易損壞，因而不適合高溫地層; 5.在小井眼中由于牙輪尺寸受到限制，壽命很低，因此不適合小井眼鉆井; 6.所需鉆壓相對較高，不適合在易斜地層使用。11金剛石鉆頭的定義？包括哪幾種？ 金剛石材料鉆頭按破巖材料分為天然金剛石鉆頭（金剛石鉆頭）、聚晶金剛石鉆頭、熱穩(wěn)定性聚晶金剛石鉆頭12鉆頭切削

21、齒對材料性能的哪些要求？良好的機(jī)械力學(xué)性能（硬度、強(qiáng)度、韌性）； 強(qiáng)耐磨性（抵御巖石的磨損）。13金剛石類材料的特點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)：硬、耐磨。 缺點(diǎn)： 脆性較大，遇到?jīng)_擊載荷會(huì)引起破裂。 熱穩(wěn)定性較差。在空氣中，金剛石會(huì)在高溫下氧化燃燒，變?yōu)槎趸己鸵谎趸?；在惰性或還原性氣體，在1430°C以上，金剛石晶體出現(xiàn)同素異形轉(zhuǎn)換變成石墨；金剛石內(nèi)部含有雜質(zhì)，由于雜質(zhì)的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于金剛石的熱膨脹系數(shù)，急劇受熱容易引起熱裂。14描述聚晶金剛石復(fù)合片（PDC）的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)？ 結(jié)構(gòu)（如圖3.3.9)：聚晶金剛石復(fù)合片為聚晶金剛石和硬質(zhì)合金兩種材料的復(fù)合體（簡稱PDC）。其形狀多為圓片狀，聚晶金剛

22、石層為破碎巖石的工作層，厚度一般小于3 mm；碳化鎢基體對聚晶金剛石薄層起支撐作用。特點(diǎn)： A.聚晶金剛石和硬質(zhì)合金兩種材料的有機(jī)結(jié)合，使PDC既具有金剛石的硬度和耐磨性，又具有硬質(zhì)合金材料的強(qiáng)度和抗沖擊能力。 B.自銳性(圖3.3.10) 由于聚晶金剛石的耐磨性是硬質(zhì)合金的300倍以上，在鉆進(jìn)過程中硬質(zhì)合金磨損量大于金剛石層，使得金剛石層始終保持一定的出露量，整個(gè)復(fù)合片齒始終保持良好的鋒利性。C.熱穩(wěn)定性差 聚晶金剛石復(fù)合片內(nèi)部含有部分金屬觸媒，由于金屬材料的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于金剛石的熱膨脹系數(shù)，急劇受熱容易引起熱裂。 同時(shí)金剛石層與硬質(zhì)合金的熱脹系數(shù)存在差異，受熱也會(huì)造成聚晶金剛石的脫層(圖

23、3.3.11)。D.脆性大，抗沖擊韌性差 金剛石本身脆性大； 硬質(zhì)合金層與金剛石的彈性模量不同，沖擊響應(yīng)頻率不同，受沖擊載荷作用時(shí)，金剛石層受到的沖擊不能完全由硬質(zhì)合金層吸收，容易造成金剛石層發(fā)生崩裂（圖3.3.12） ，因此適應(yīng)地層受到限制15熱穩(wěn)定性聚晶金剛石與PDC的主要區(qū)別？ 將聚晶金剛石中的金屬粘結(jié)劑用酸去除，使聚晶金剛石的耐溫性大大提高。耐熱溫度達(dá)到1150°。16PDC鉆頭切削結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)包括那些？冠部形狀參數(shù)：對于通常采用的圓弧形冠部，其形狀可由內(nèi)錐角ø和外錐圓弧半徑r兩個(gè)參數(shù)確定 PDC鉆頭切削齒空間結(jié)構(gòu)由三個(gè)基本參數(shù)確定：齒前角、側(cè)轉(zhuǎn)角和位置角17PD

24、C鉆頭冠部高度系數(shù)的定義？ 18綜述PDC鉆頭的特點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)（圖3.5.34） ： 1）以剪切方式破巖，在軟至中硬均質(zhì)地層中破巖效率高，機(jī)械鉆速高； 2）具有自銳性，能始終保持較高的機(jī)械鉆速； 3）PDC鉆頭切削齒耐磨性高，鉆頭壽命長； 4）所需鉆壓較低，鉆柱負(fù)荷小。同時(shí)在吊打情況下能保持較高的鉆井速度； 5）適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速（可達(dá)400轉(zhuǎn)/分），有利于提高鉆井速度；同時(shí)適合配合動(dòng)力鉆具使用； 6）PDC鉆頭結(jié)構(gòu)牢固，沒有活動(dòng)部件和易損件，有利于防止鉆井事故； 7）不受井眼尺寸的限制，適合在小井眼中應(yīng)用； 8）不受地層溫度的影響，是高溫地層鉆進(jìn)的首選。缺點(diǎn)： 1）PDC齒抗沖擊韌性較差不適合在破

25、碎、軟硬變換頻繁以及硬地層中使用，地層使用范圍受到限制； 2）復(fù)合片熱穩(wěn)定性較差，需要良好的冷卻； 3）對鉆頭水力結(jié)構(gòu)要求較高，水力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理鉆頭會(huì)發(fā)生泥包。 3）鉆頭成本較高。19寫出鉆頭每米成本的計(jì)算公式并說明各部分的意義。 20.某一型號(hào)PDC成本10萬元，鉆頭鉆進(jìn)1500米后報(bào)廢，此鉆頭純鉆時(shí)間100小時(shí)，輔助鉆進(jìn)時(shí)間100小時(shí)，鉆機(jī)日費(fèi)4.8萬元，計(jì)算該鉆頭的平均機(jī)械鉆速和單位進(jìn)尺成本？ 21簡述鉆頭類型的選擇方法？1.根據(jù)地層條件、鉆井方式、井眼軌跡控制要求、井眼尺寸以及地質(zhì)要求選擇合適的鉆頭類型。 2.根據(jù)地層條件和鉆頭特性，選擇鉆頭型號(hào)。 3.對于同一地層使用的不同類型、型

26、號(hào)的鉆頭，以“單位進(jìn)尺成本”作為評價(jià)指標(biāo)，優(yōu)選最佳鉆頭類型和型號(hào)。 宗旨：以鉆頭每米成本最低為原則。22一只五刮刀8 1/2PDC鉆頭，鉆頭噴嘴數(shù)量5只。已知鉆頭噴嘴的總過流面積為568mm2。其中4只噴嘴的直徑為3只12mm、1只13mm，求另一只噴嘴的直徑。噴嘴數(shù)量和尺寸是由水力學(xué)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果確定的。噴嘴的當(dāng)量直徑可由排量和設(shè)計(jì)鉆頭壓降計(jì)算得到：第四章1鉆柱在鉆井過程中的主要作用是什么？ (1)為鉆井液由井流向鉆頭提供通道； (2)給鉆頭施加適當(dāng)?shù)膲毫?鉆壓)； (3)把地面動(dòng)力(扭矩等)傳遞給鉆頭； (4)起下鉆頭； (5)根據(jù)鉆柱的長度計(jì)算井深； (6)通過鉆柱可以觀察和了解鉆頭的

27、工作情況、井眼狀況及地層情況等; (7)進(jìn)行取心、擠水泥、打撈井下落物、處理井下事故等特殊作業(yè); (7)對地層流體及壓力狀況進(jìn)行測試與評價(jià)。2. 鉆柱的定義？鉆柱主要包括哪些工具？ 井下鉆柱（也稱為鉆具）是指鉆頭以上、水龍頭以下部分一系列鉆井工具組合的總稱。包括：方鉆桿、鉆桿、鉆鋌、井下動(dòng)力鉆具以及其它一些輔助鉆井工具3. 井下三器指哪三種工具？ 隨鉆震擊器、減震器、穩(wěn)定器4什么是井下動(dòng)力鉆具？動(dòng)力鉆具鉆井的特點(diǎn)是什么？ 將動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)置于井底直接與鉆頭相聯(lián)驅(qū)動(dòng)鉆頭破碎巖石進(jìn)行鉆井的井下動(dòng)力裝置，稱為井下動(dòng)力鉆具。這種鉆井方式稱為井下動(dòng)力鉆具鉆井。 其特點(diǎn)總結(jié)如下： 1）用井下動(dòng)力鉆井，鉆桿不轉(zhuǎn)

28、，只承受鉆井的反扭矩，可改善鉆柱的受力狀況，減少鉆柱和套管的磨損和破壞； 2）井下動(dòng)力鉆具與轉(zhuǎn)盤鉆井相比轉(zhuǎn)速快，有利于提高機(jī)械鉆速； 3）實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的定向控制; 4）可與轉(zhuǎn)盤復(fù)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)合鉆井。不僅可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)鉆井，還可提高鉆頭轉(zhuǎn)速，提高鉆井速度。5液力井下動(dòng)力鉆具有哪幾種？ 螺桿鉆具和渦輪鉆具6什么是螺桿鉆具？主要有哪幾部分構(gòu)成？ 螺桿鉆具，又稱正排量馬達(dá)(Positive Displacement Motor，簡寫為PDM)，是一種以鉆井液為動(dòng)力液的井下動(dòng)力鉆具，為容積式馬達(dá)。螺桿鉆具的組成部分： 1）旁通閥總成；2）馬達(dá)總成；3）萬向軸總成；4）傳動(dòng)軸總成。7彎螺桿鉆具彎角大小與

29、造斜率的關(guān)系？ 導(dǎo)向螺桿鉆具（彎螺桿鉆具）是為大斜率定向井和水平井鉆井而設(shè)計(jì)、制造的井下動(dòng)力鉆具，通常是指配有不同彎殼體和穩(wěn)定器的螺桿鉆具。彎角越大，造斜率越高，但在旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)轉(zhuǎn)速受到限制。因此復(fù)合鉆井時(shí)應(yīng)在滿足造斜率的前提下采用彎角較小的螺桿。8螺桿鉆具的特點(diǎn)是什么？ 優(yōu)點(diǎn)： 轉(zhuǎn)速低，適用于現(xiàn)有牙輪鉆頭. 長度短(510m)，適合打定向井、水平井。 壓降低(35MPa)。 轉(zhuǎn)速不受輸出扭矩的影響,具有很好的過載能力。 螺桿鉆具的壓降隨著載荷的變化而變化,因而可通過泵壓的變化檢測螺桿鉆具的工作情況。 缺點(diǎn)： 橡膠定子和轉(zhuǎn)子在高密度及泥漿凈化不好條件下易磨損，隨著間隙的增大，轉(zhuǎn)速和扭矩下降。 橡

30、膠定子不耐高溫，在高于125條件下橡膠易失效，橡膠存放時(shí)間長了就會(huì)老化(螺桿鉆具一般情況下只能存放2年時(shí)間)。9渦輪鉆具工作特性分析? 渦輪鉆具壓降在流量、渦輪結(jié)構(gòu)尺寸、渦輪級(jí)數(shù)確定后即為定值，不會(huì)隨工況(鉆壓、扭矩)的變化而變化。 渦輪鉆具的扭矩與流量、鉆井液密度及轉(zhuǎn)速參數(shù)有關(guān)。輸出扭矩與流量、鉆井液密度、渦輪級(jí)數(shù)成正比。 渦輪鉆具的輸出功率與流量、渦輪結(jié)構(gòu)尺寸、渦輪級(jí)數(shù)、鉆井液密度有關(guān)。 渦輪鉆具的轉(zhuǎn)速與輸出扭矩成反比?？蛰d時(shí)轉(zhuǎn)速很高，重載時(shí)轉(zhuǎn)速低。扭矩超過渦輪鉆具的額定扭矩，渦輪鉆具會(huì)停止旋轉(zhuǎn)，即渦輪鉆具沒有過載能力 。 渦輪鉆具的輸出功率隨著輸出扭矩、轉(zhuǎn)速的變化而變化，并存在最大值。此

31、最大值為渦輪鉆具的理想工作負(fù)載點(diǎn)。10.根據(jù)螺桿鉆具和渦輪鉆具的工作特性曲線論述二者機(jī)械性能的差異？渦輪鉆具和螺桿鉆具的理論工作特性曲線如圖，其機(jī)械性能的區(qū)別主要在以下幾方面：過載能力對比工作特性曲線中可以看出：螺桿鉆具有硬的機(jī)械特性，過載能力強(qiáng)；而渦輪鉆具有軟的機(jī)械特性，過載能力差，隨著鉆壓增大導(dǎo)致切削阻力矩增大時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)速下降，易被“壓死”而造成制動(dòng)。壓降差異在一定的工作排量下，渦輪產(chǎn)生的壓力降不變。而螺桿鉆具的壓降是一個(gè)隨鉆壓和扭矩變化的量，利用這一特性可通過泵壓檢測螺桿鉆具的工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)速差異渦輪鉆具的轉(zhuǎn)速高于螺桿鉆具，與常規(guī)牙輪鉆頭不匹配。11.渦輪鉆具的特點(diǎn)？1.渦輪鉆具的優(yōu)點(diǎn)（

32、1）渦輪鉆具鉆速高（400r/min以上），較適合于TSP鉆頭，金剛石鉆頭。（2）渦輪鉆具定子和轉(zhuǎn)子的使用壽命長。（3）耐高溫和高壓，適用于高溫高壓井。2.渦輪鉆具的缺點(diǎn)（1）渦輪鉆具鉆速較高，與現(xiàn)有牙輪鉆頭不匹配。（2）單節(jié)渦輪鉆具扭矩小，為了提高扭矩，只有采用長度長的復(fù)式渦輪鉆具，使得鉆具總長度較大，不利于井眼軌跡控制：（3）復(fù)式渦輪鉆具壓降大，特別是在高鉆井液比重條件下壓降更大。（4）鉆速與輸出扭矩有關(guān)，過載條件下會(huì)導(dǎo)致鉆具不轉(zhuǎn)。第五章1.磁性測斜儀的種類？ 2.井眼軌跡測量的基本參數(shù)？ 3.磁性測斜儀測量井斜的原理？ 井深、井斜角和井斜方位角。井深指井口(通常以轉(zhuǎn)盤面為基準(zhǔn))至測點(diǎn)的井

33、眼長度，也有人稱之為斜深，國外稱為測量井深過井眼軸線上某測點(diǎn)作井眼軸線的切線，該切線向井眼前進(jìn)方向延伸的部分稱為井眼方向線。井眼方向線與重力線之間的夾角就是井斜角。以正北方位線為始邊，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到井眼方位線上所轉(zhuǎn)過的角度，即井眼方位角。4.陀螺測斜儀的測斜原理？ 利用擺錘測量井斜角，利用高速陀螺的方位不變的特性測量方位角。5.電子側(cè)斜儀的測斜原理？任何空間矢量皆可分解為三個(gè)相互垂直的分矢量，如果已知矢量的大小和主矢量的方向，那么，很容易計(jì)算出分矢量與主矢量的夾角。重力加速度和地磁場都可分解為三個(gè)相互垂直方向的分量。測得這三個(gè)分量的大小，可精確計(jì)算出分量的空間方向。如果將某一分量至于井眼軸線

34、方向，那么可精確得到井眼的井斜角和方位角6.無線隨鉆測斜儀的井下測量儀器的基本構(gòu)成？(1)操作系統(tǒng)的動(dòng)力源;(2)測量所需信息的傳感器;(3)以代碼的形式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴陌l(fā)送器；(4)協(xié)調(diào)工具各種功能的微處理機(jī)或控制系統(tǒng)。7.無線隨鉆測斜儀的無線遙測傳輸方式主要有哪幾種？(1)電磁發(fā)射;(2)聲波;(3)鉆井液壓力脈沖。8.鉆井液脈沖遙測的原理？ 利用井下脈沖發(fā)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖信號(hào)，這些脈沖信號(hào)通過鉆井液傳到地面，在地面接收到這些信號(hào)后，通過對信息進(jìn)行譯碼，得到井下的測量數(shù)據(jù)。井下脈沖發(fā)生器主要有兩種：正脈沖系統(tǒng)和負(fù)脈沖系統(tǒng)9.隨鉆測量系統(tǒng)主要測量哪些信息？(1)定向數(shù)據(jù) (井斜角，方位角，

35、工具面角）;(2)地層特性 (伽瑪射線，電阻率測井）（LWD）;(3)鉆井參數(shù) (井底鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)數(shù))。10.閉環(huán)鉆井的概念？ 鉆井技術(shù)發(fā)展的最高階段為智能化鉆井。鉆井過程全面自動(dòng)化、智能化稱為閉環(huán)鉆井，環(huán)指鉆井作業(yè)過程。11.井眼軌跡控制方式有哪兩種? 幾何導(dǎo)向(GS) 與地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)( GST) 。12.幾何導(dǎo)向與地質(zhì)導(dǎo)向鉆井的概念？ 幾何導(dǎo)向是在開發(fā)成熟油田的鉆井地質(zhì)情況完全清楚、幾乎不存在地質(zhì)不確定性問題時(shí),按設(shè)計(jì)的三維井眼軌道空間幾何位置進(jìn)行導(dǎo)向與控制,并具有較高的控制精度。地質(zhì)導(dǎo)向是在新區(qū)及復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆井存在若干不確定性因素時(shí),使作業(yè)者能隨鉆判斷正鉆地層，并準(zhǔn)確命中“點(diǎn)移動(dòng)靶

36、”，它是鉆復(fù)雜井隨鉆實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)與控制待鉆井眼軌跡的必要手段。13.導(dǎo)向鉆井執(zhí)行機(jī)構(gòu)有哪兩種? 滑動(dòng)式導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)14.旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井導(dǎo)向控制方式有哪兩種? 旋轉(zhuǎn)鉆井的導(dǎo)向控制方式從原理上分為兩類：側(cè)向力推靠鉆頭簡稱“推靠鉆頭”原理；定向給鉆頭以角位移簡稱“定向鉆頭”或“指向鉆頭”原理。15.旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井與滑動(dòng)導(dǎo)向鉆井相比有哪些特點(diǎn)?旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井法是在用轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆柱鉆進(jìn)時(shí),隨鉆實(shí)時(shí)完成導(dǎo)向功能,鉆進(jìn)時(shí)的摩阻與扭阻小、鉆速高、鉆頭進(jìn)尺多、鉆井時(shí)效高、建井周期短、井身軌跡平滑易調(diào)控。極限井深可達(dá)15km、鉆進(jìn)成本低。16.何謂隨鉆測斜儀？按測量參數(shù)傳輸方式分為哪兩類？鉆井過程中，將安

37、裝在下部鉆具組合上的測斜儀器檢測的數(shù)據(jù)連續(xù)不斷的實(shí)時(shí)傳送到地面，這種測量儀器稱為隨鉆測斜儀。根據(jù)測量參數(shù)的傳輸方式可分為有線隨鉆測斜儀和無線隨鉆測斜儀.第六章1.按鉆井深度鉆機(jī)的分類？ 淺井鉆機(jī)：鉆井深度1500m；中深井鉆機(jī)：鉆井深度為15003000m；深井鉆機(jī)：鉆井深度為30006000m；超深井鉆機(jī)：鉆井深度6000m 。2.鉆機(jī)包括拿八大系統(tǒng)？各系統(tǒng)的作用及其主要組成設(shè)備？ 1.地面旋轉(zhuǎn)送進(jìn)設(shè)備為了轉(zhuǎn)動(dòng)井中鉆具，帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，鉆機(jī)配備有轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)鉆頭給進(jìn)，鉆機(jī)配備有鉆具送進(jìn)裝置。 主要組成：轉(zhuǎn)盤、水龍頭、鉆具，頂驅(qū)鉆機(jī)配備有頂驅(qū)裝置。2.循環(huán)系統(tǒng)作用：輸送鉆井液，清洗井底、

38、攜帶巖屑，保護(hù)井壁，冷卻鉆頭，為井下動(dòng)力鉆具提供高壓動(dòng)力液。主要設(shè)備組成：全套鉆井液的循環(huán)設(shè)備、鉆井液凈化、處理調(diào)配裝置。3.起升系統(tǒng)作用：起下鉆具、下套管，控制鉆壓。 主要設(shè)備（圖6.1.8） ：絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、井架。4.動(dòng)力為了供應(yīng)三大工作機(jī)組及其它輔助機(jī)組 (如空氣壓縮機(jī))動(dòng)力，鉆機(jī)必須配備動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備及其輔助裝置，可以是內(nèi)燃機(jī)及其供油設(shè)備，或者是交流、直流電動(dòng)機(jī)及其供電、保護(hù)、控制設(shè)備等。5.傳動(dòng)系統(tǒng)連接發(fā)動(dòng)機(jī)與工作機(jī)，實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)設(shè)備到工作機(jī)組的能量傳遞和分配及運(yùn)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。 傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)包括減速、并車、轉(zhuǎn)向、倒轉(zhuǎn)及變速機(jī)構(gòu)等6.控制系統(tǒng)和監(jiān)測顯示儀表為了指揮各機(jī)組協(xié)調(diào)

39、地進(jìn)行工作，整套鉆機(jī)配備有各種控制裝置，常用設(shè)備有機(jī)械控制、氣控、電控、液控和電、氣、液混合控制?，F(xiàn)代機(jī)械驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，普遍采用集中氣控制。7.鉆機(jī)底座底座是鉆機(jī)組成部分之一。包括鉆臺(tái)底座和機(jī)房底座，用以安裝鉆井設(shè)備，方便鉆井設(shè)備的移運(yùn)。8.輔助設(shè)備成套鉆機(jī)還必須具有供氣設(shè)備、輔助發(fā)電設(shè)備、井口防噴設(shè)備、鉆鼠洞設(shè)備與輔助起重設(shè)備，在寒冷地帶鉆井時(shí)還必須配備保溫設(shè)備。3.泥漿循環(huán)系統(tǒng)流程圖？ 4.鉆機(jī)基本參數(shù)有哪些？ L（名義井深）；Qmax（最大鉤載）；Qds（最大鉆柱重量）； Ndr（絞車功率）；Z（Zmax）有效繩數(shù)；dw（鋼繩直徑）； Np（泵功率）； Dr（轉(zhuǎn)盤通徑）； Hr（底座）；H架(井架高度）。5.我國鉆機(jī)型號(hào)的命名方法？ 6.鉆機(jī)的三大工作機(jī)組主要指哪些設(shè)備？各機(jī)組的主參數(shù)有哪些？ 鉆機(jī)的三大工作機(jī)組包括：絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵。絞車輸入功率 Ndr，轉(zhuǎn)盤名義直徑Dr（轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)盤功率）輸入軸功率/額定功率，7.鉆機(jī)絞車對動(dòng)力機(jī)組性能的要求？ 按絞車的工作特點(diǎn)，其對動(dòng)力機(jī)組的要求是： 能無級(jí)變速、恒功率調(diào)節(jié)； 具有短期過載能力，以克服啟動(dòng)動(dòng)載、振動(dòng)沖擊和輕度卡鉆； 絞車工作時(shí)起停交替，要求動(dòng)力系統(tǒng)有良好的啟動(dòng)性能和靈敏可靠的控制離合能力。 總之，絞車驅(qū)動(dòng)需要恒功率調(diào)節(jié)、能無級(jí)變速和良好的啟動(dòng)性能的柔性驅(qū)動(dòng)。8.鉆機(jī)對動(dòng)力機(jī)組性能的要求？ 鉆機(jī)驅(qū)動(dòng)