强研磨硬脆地层金刚石钻头的研究应用

摘要

钻进强研磨硬脆地层时，金刚石钻头的工作环境比钻进一般普通时的工作环境要恶劣，钻头经常出现掉组、剃光头、寿命短等现象而使施工周期延长，勘探成本增高，经济效益明显下降。这类岩石在勘探过程中是经常遇到的，因此解决这类岩石的钻进效率低的问题，是钻探行业长期存在的一大技术难题。
　　针对这一问题，并结合前人的研究成果，本文分析了强研磨硬脆地层岩石的可钻性，并从此着手设计出针对这种地层的高效率、长寿命钻头。
　　本文主要内容分四部分:
　　第一部分概述了金刚石钻头钻进强研磨硬脆地层的研究现状和进展，并介绍了本文研究的内容和意义。
　　第二部分分析了强研磨硬脆地层的岩石可钻性，并测定了这类地层的典型性岩石的A、B值，为下面的设计提供依据。
　　第三部分对强研磨硬脆地层钻头的各种参数进行设计，包括钻头的金刚石粒度、浓度及质量的选择，钻头胎体的耐磨性、水口及唇面形状的设计。
　　第四部分按照理论分析，选用合适的成型工艺制作强研磨硬脆地层钻头的室内实验试件，进行室内实验得到肯定后再进行成品生产进行现场试验，设计结果明显优于普通钻头。
　　本文最后总结了主要研究内容和研究成果，并提出了今后需要进一步研究的有关问题。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 强研磨硬脆地层钻头的研究现状

1．3 强研磨硬脆地层钻头的研究进展

1．4 本论文研究的内容和意义

1．4．1 研究的内容

1．4．2 研究的意义

第二章 强研磨硬脆地层的岩石可钻性分析

2．1 岩石A值的测定

2．2 岩石B值的测定

第三章 钻头参数的设计

3．1 钻头金刚石粒度的设计

3．1．1 岩石A值与金刚石粒度的确定

3．1．2 钻进速度与金刚石粒度的确定

3．1．3 岩石B值与金刚石粒度的确定

3．2 钻头金刚石浓度的设计

3．3 钻头金刚石质量的选择

3．4 强研磨硬脆地层钻头的胎体设计

3．4．1 钻头胎体耐磨能力的选择

3．4．2 胎体强度及高温红硬性

3．4．2 胎体材料的选择与配比设计

3．5 钻头的水口设计

3．6 钻头的唇面形状设计

3．7 钻头的保径措施

第四章 硬脆地层钻头的制造工艺及现场实验

4．1 钻头的制造工艺

4．1．1 钻头石墨模具的设计

4．1．2 钻头刚体的设计

4．2 室内钻进实验

4．2．1 实验设备及条件

4．2．2 实验用岩样及室内实验结果

4．3 强研磨硬脆地层金刚石钻头的现场使用情况

4．3．1 溪洛渡坝区的地形地貌

4．3．2 溪洛渡坝区的地层岩性

4．3．3 溪洛渡坝区的地质构造

4．3．4 溪洛渡坝区的岩体风化卸荷

4．3．5 溪洛渡坝区的水文地质条件

4．3．6 溪洛渡坝区的地应力

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果