1、2013年年7月月（一）鉆柱的組成（一）鉆柱的組成 鉆柱鉆柱(Drilling String)(Drilling String)是鉆頭以上，水龍頭以下部是鉆頭以上，水龍頭以下部分的鋼管柱的總稱分的鋼管柱的總稱. . 它包括方鉆桿它包括方鉆桿(Square (Square Kelly)Kelly)、鉆桿、鉆桿(Drill Pipe)(Drill Pipe)、鉆挺鉆挺(Drill Collar)(Drill Collar)、 各各種接頭種接頭(Joint)(Joint)及穩定器及穩定器(Stabilizer)(Stabilizer)等井下工具。等井下工具。（二）鉆柱的作用（二）鉆柱的作用(1)提供

2、鉆井液流動通道；提供鉆井液流動通道； (2)給鉆頭提供鉆壓；給鉆頭提供鉆壓； (3)傳遞扭距；傳遞扭距； (4)起下鉆頭；起下鉆頭； (5)計量井深。計量井深。(6)觀察和了解井下情況（鉆頭工作情況、井眼狀況、地層情況）；觀察和了解井下情況（鉆頭工作情況、井眼狀況、地層情況）；(7)進行其它特殊作業（取芯、擠水泥、打撈等）；進行其它特殊作業（取芯、擠水泥、打撈等）；(8)鉆桿測試鉆桿測試 ( Drill-Stem Testing),又稱中途測試。又稱中途測試。1.1.方鉆桿方鉆桿（頂部驅動無方鉆桿） 1）方鉆桿的結構及功用）方鉆桿的結構及功用 方鉆桿位于鉆桿最上端，上接水龍頭，下接鉆桿；方鉆桿

3、斷方鉆桿位于鉆桿最上端，上接水龍頭，下接鉆桿；方鉆桿斷面為正方形或六方形，上端為反扣，下端為正扣；長度比鉆面為正方形或六方形，上端為反扣，下端為正扣；長度比鉆桿長桿長23米。（米。（1314.5）米）米. 類類 型：型：四方形、六方形四方形、六方形 特特 點：點：壁厚較大，強度較高壁厚較大，強度較高 主要作用：主要作用：傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量傳遞扭矩和承受鉆柱的全部重量。 2）技術規范：兩端保護接頭 公稱尺寸：方邊邊寬常用尺寸：常用尺寸：89mm(3.5英寸英寸)，108mm (4.5英寸英寸)，133.4mm (5.5英英寸寸)。2. 2. 鉆桿鉆桿鉆柱基本組成部分，無縫鋼管制成。單根

4、長9米左右，三單根組成一立柱。（1 1）作用：）作用：加深井眼、加深井眼、傳遞扭矩和輸送鉆井液，延長鉆柱傳遞扭矩和輸送鉆井液，延長鉆柱, ,測量測量井深。井深。 （2 2）結構：）結構：管體管體+ +接頭接頭2. 2. 鉆桿鉆桿（3 3）公稱尺寸：鉆桿本體外徑。 兩端錐形扣，右螺紋。常用的加厚形式有內加厚常用的加厚形式有內加厚(a)(a)、外加厚、外加厚(b)(b)、 內外加厚內外加厚(c)(c)三種三種. . (a) (b) (c) （4）規范：）規范： 壁厚：壁厚：9 11mm 外徑：外徑： 長度：長度： 根據美國石油學會根據美國石油學會(American Petroleum Instit

5、ute,簡稱簡稱API)的規定，鉆桿的規定，鉆桿按長度分為三類：按長度分為三類： 第一類第一類 5.486 6.706米米(1822英尺英尺)； 第二類第二類 8.230 9.144米米(2730英尺英尺); 第三類第三類 11.58213.716米米(3845英尺英尺)。 常用鉆桿規范（內徑、外徑、壁厚、線密度等）見表常用鉆桿規范（內徑、外徑、壁厚、線密度等）見表2-1221,21 ,21,87 ,835139.70 ,500.127 430.1144101.60390.88 273.00 230.60 （5）鋼級與強度）鋼級與強度五種鋼級3. 3. 鉆鋌鉆鋌結構特點：結構特點：高級合金鋼制

6、成，壁厚大高級合金鋼制成，壁厚大(38-53(38-53毫米），單位長度重毫米），單位長度重量大、剛度大，管體兩端直接車制絲扣，兩端絲扣根部都有量大、剛度大，管體兩端直接車制絲扣，兩端絲扣根部都有應力減輕槽，防疲勞斷裂。無專門接頭。應力減輕槽，防疲勞斷裂。無專門接頭。主要作用：主要作用：(1)(1)給鉆頭施加鉆壓給鉆頭施加鉆壓; ;傳遞扭矩、輸送鉆井液。傳遞扭矩、輸送鉆井液。 (2)(2)保證壓縮應力條件下的必要強度保證壓縮應力條件下的必要強度; ; (3) (3)減輕鉆頭的振動、擺動和跳動等，使鉆頭工作平減輕鉆頭的振動、擺動和跳動等，使鉆頭工作平穩；穩； (4)(4)控制井斜。控制井斜。 類

7、類 型：型：光鉆鋌、螺旋鉆鋌、扁鉆鋌。光鉆鋌、螺旋鉆鋌、扁鉆鋌。常用尺寸：常用尺寸：6-1/46-1/4，7 7 ，8 8 ，9 9 4.4.接頭及絲扣接頭及絲扣(1)(1)作用作用1）鉆桿接頭）鉆桿接頭鉆桿的組成部分鉆桿的組成部分 作用：用于連接鉆桿，便于上卸扣；鉆桿接頭直徑大于鉆桿作用：用于連接鉆桿，便于上卸扣；鉆桿接頭直徑大于鉆桿本體直徑，通常用于懸吊鉆柱。本體直徑，通常用于懸吊鉆柱。2）配合接頭）配合接頭 作用：連接不同尺寸、不同扣型鉆具。作用：連接不同尺寸、不同扣型鉆具。3）保護接頭）保護接頭作用：對鉆具起保護作用（方鉆桿兩端的接頭）。作用：對鉆具起保護作用（方鉆桿兩端的接頭）。 4

8、）特殊接頭（彎接頭，大小接頭）特殊接頭（彎接頭，大小接頭） 作用：定向井造斜用，連接不同尺寸管子。作用：定向井造斜用，連接不同尺寸管子。（2）絲扣連接條件：）絲扣連接條件：尺寸相等，絲扣類型相同，公母扣相匹配。尺寸相等，絲扣類型相同，公母扣相匹配。 （3）絲扣連接條件：）絲扣連接條件：壁厚較大，外徑較大，強度較高。壁厚較大，外徑較大，強度較高。（4）鉆桿接頭類型：）鉆桿接頭類型：內平（內平（IF）、貫眼（）、貫眼（FH）、正規（）、正規（REG）；）； NC系列系列 內平式：主要用于外加厚鉆桿。其特點是鉆桿通體內平式：主要用于外加厚鉆桿。其特點是鉆桿通體（鉆桿內徑、管體加厚處內徑與接頭內徑）內

9、徑相同，（鉆桿內徑、管體加厚處內徑與接頭內徑）內徑相同，鉆井液流動阻力小；但外徑較大，容易磨損。鉆井液流動阻力小；但外徑較大，容易磨損。外螺紋接頭（公接頭）內螺紋接頭（母接頭）貫眼式：主要用于內加厚鉆桿。其特點是鉆桿有兩個內徑，鉆井液流動阻力大于內平式，但其外徑小于內平式。正規式：主要用于內加厚鉆桿及鉆頭、打撈工具。其特點是接頭正規式：主要用于內加厚鉆桿及鉆頭、打撈工具。其特點是接頭內徑內徑 加厚處內徑加厚處內徑 管體內徑，鉆井液流動阻力大，但外徑最小，管體內徑，鉆井液流動阻力大，但外徑最小，強度較大。強度較大。 三種類型接頭均采用三種類型接頭均采用V型螺紋，但扣型、扣距、錐度及尺寸等都型螺紋

10、，但扣型、扣距、錐度及尺寸等都有很大的差別。有很大的差別。外螺紋接頭（公接頭）內螺紋接頭（母接頭）NC型系列接頭型系列接頭 NC23，NC26，NC31，NC35，NC38，NC40，NC44，NC46，NC50，NC56，NC61，NC70，NC77 NCNational Coarse Thread，（美國）國家標準粗牙螺紋。，（美國）國家標準粗牙螺紋。 xx表示基面絲扣節圓直徑，用英寸表示的前兩位數字乘以表示基面絲扣節圓直徑，用英寸表示的前兩位數字乘以10。 如：如：NC26表示的節圓直徑為表示的節圓直徑為2.668英寸。英寸。 （5 5）接頭類型的識別）接頭類型的識別標記槽法標記槽法在接

11、頭處車有環形槽。一道槽表示正扣，兩道槽表示反扣，在接頭處車有環形槽。一道槽表示正扣，兩道槽表示反扣，在槽內打有三位數字或符號，三位數字的意義如上所述。在槽內打有三位數字或符號，三位數字的意義如上所述。若為符號，若為符號，ZGZG、GYGY、NPNP分別表示國產的正規、貫眼、內平分別表示國產的正規、貫眼、內平接頭。接頭。REGREG、FHFH、IFIF分別表示分別表示APIAPI產的正規、貫眼、內平接產的正規、貫眼、內平接頭。頭。測量法測量法 當標記槽、符號及數字因種種原因模糊不清，易出現識別錯誤時，當標記槽、符號及數字因種種原因模糊不清，易出現識別錯誤時，可根據一定類型尺寸的接頭有其一定尺寸的

12、原則，通過測量的方可根據一定類型尺寸的接頭有其一定尺寸的原則，通過測量的方法來鑒別接頭。法來鑒別接頭。 一般用外卡量公接頭大端尺寸（也可量小端尺寸），用內卡量母一般用外卡量公接頭大端尺寸（也可量小端尺寸），用內卡量母接頭斷面鏜孔直徑，將測得的數據查表得出接頭絲扣尺寸和類型。接頭斷面鏜孔直徑，將測得的數據查表得出接頭絲扣尺寸和類型。用接頭尺測量用接頭尺測量 將量好了的接頭的大（小）端直徑或鏜孔直徑尺寸，與接頭尺上將量好了的接頭的大（小）端直徑或鏜孔直徑尺寸，與接頭尺上的刻度一對比就可以在接頭尺上讀出尺寸和類型。的刻度一對比就可以在接頭尺上讀出尺寸和類型。5.5.穩定器穩定器類型：剛性穩定器、不轉

13、動橡膠套穩定器、滾輪穩類型：剛性穩定器、不轉動橡膠套穩定器、滾輪穩定器。定器。作用：作用：1）防斜；）防斜； 2）控制井眼軌跡。）控制井眼軌跡。 6、鉆具的配合、鉆具的配合 鉆具配合就是將不同尺寸和扣型的鉆具連接鉆具配合就是將不同尺寸和扣型的鉆具連接起來。其配合原則是：公母相配；扣型尺寸起來。其配合原則是：公母相配；扣型尺寸相同；正扣與正扣，反扣與反扣組合。相同；正扣與正扣，反扣與反扣組合。二、鉆頭二、鉆頭（一）概述作用：破碎巖石，形成井眼。1. 鉆頭類型l按結構及工作原理分類: 刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、PDC鉆頭、 金剛石鉆頭l按功用分類 全面鉆進鉆頭、取心鉆頭、 擴眼鉆頭二、鉆頭二、鉆頭（一）

14、概述作用：破碎巖石，形成井眼。1. 鉆頭類型l按結構及工作原理分類: 刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、PDC鉆頭、 金剛石鉆頭l按功用分類 全面鉆進鉆頭、取心鉆頭、 擴眼鉆頭2. 鉆頭尺寸系列 3-3/4 36 “ 常用尺寸：常用尺寸：26 、171/2 、121/4 、 81/2 3. 工作指標l 鉆頭進尺（米）鉆頭進尺（米）l 鉆頭工作壽命（小時）鉆頭工作壽命（小時）l 機械鉆速（米機械鉆速（米/小時）小時）l 單位進尺成本（元單位進尺成本（元/米）米）：HttCCCtrbpm)( C Cpmpm鉆井直接成本鉆井直接成本, ,元元/m ;C/m ;Cb b鉆頭成本，元鉆頭成本，元/ /只只;C;Cr

15、r鉆機作業鉆機作業費，元費，元/h;t/h;t鉆頭工作時間，鉆頭工作時間，h ;th ;tt t起下鉆、接單根時間，起下鉆、接單根時間，h h；H H單只鉆頭總進尺，單只鉆頭總進尺，m;m;（二）刮刀鉆頭（Drag Bit）用于軟塑性巖石，扭矩大，對鉆具不利，無活動件。用于軟塑性巖石，扭矩大，對鉆具不利，無活動件。1.刮刀鉆頭的組成刮刀鉆頭的組成上鉆頭體、下鉆頭體（分水帽）、上鉆頭體、下鉆頭體（分水帽）、 刀翼、水眼。刀翼、水眼。2 .刮刀鉆頭的工作原理 刮刀鉆頭主要以切削作用破碎地層。在鉆壓W作用下，刀翼容易吃入地層；刃前巖石在扭轉力T 的作用下不 斷產生塑性流動。這和車刀切削軟金屬的過程類

16、似。刮刀鉆頭破碎脆性巖石的過程為： 碰撞 壓碎及小剪切大剪切。（1）碰 撞：刃前巖石發生剪切破碎后，刀刃在旋轉扭矩作用下向前推進， 碰撞刃前巖石。（2）壓碎及小剪切：扭轉力增大，壓碎刃前巖石，產生小剪切破壞。（3）大剪切：扭轉力繼續增大到某一極限值，刃前巖石沿剪切面破碎，而后扭轉力突然減小。3 . .刮刀鉆頭的應用刮刀鉆頭的應用l刮刀鉆頭制造工藝簡單，成本低；l刮刀鉆頭適用于軟地層，鉆速快，每米鉆進成本低；l刮刀鉆頭容易磨損成錐形，造成縮徑和井斜；l刮刀鉆頭產生劇烈的扭轉振動，破壞鉆具和設備；l刮刀鉆頭目前逐漸被PDC鉆頭取代。（三）牙輪鉆頭（Roller Bit） 應用廣泛，用于軟硬地層，適

17、應性強，扭矩小，牙輪轉動。1.牙輪鉆頭的組成牙輪鉆頭的組成 牙輪鉆頭由鉆頭體、牙抓（巴掌）及牙輪軸、牙輪及牙齒、軸承、儲油潤滑密封系統、噴嘴等部分組成。 2 .牙輪及牙齒（1）牙輪l20CrMo合金鋼錐體，錐面銑齒或鑲裝硬質合金齒，內腔有軸承跑道。l單錐牙輪：主錐+背錐，硬地層l復錐牙輪：主錐+副錐+背錐，軟到中硬a單錐；單錐； b、c復錐；復錐； 1主錐；主錐； 2副錐；副錐； 3背錐背錐abc（2）牙齒銑齒在牙輪錐面上直接銑出，楔形。硬質合金鑲齒鑲裝在牙輪錐面上，有多種齒形適應不同地層。銑齒牙輪鉆頭銑齒牙輪鉆頭鑲齒牙輪鉆頭鑲齒牙輪鉆頭3軸承 牙輪鉆頭軸承有大、中、小和止推四副。根據軸承的密

18、封與否，可分為密封和非密封兩類。根據軸承副的結構，可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。l滾動軸承結構：滾柱滾珠滾柱止推 滾柱滾珠滑動一止推l滑動軸承結構：滑動滾珠滑動止推 滑動滑動（卡簧）滑動止推密封圈密封圈滾柱止推臺階滑動摩擦襯套滑動摩擦副 為什么滑動軸承比滾動為什么滑動軸承比滾動軸承壽命長？軸承壽命長？4 4噴嘴噴嘴 鉆井液流出鉆頭射鉆井液流出鉆頭射向井底的流道。高壓鉆井液向井底的流道。高壓鉆井液流經噴嘴后產生高速流動的流經噴嘴后產生高速流動的水射流，清除井底巖屑，輔水射流，清除井底巖屑，輔助破碎巖石。助破碎巖石。 三牙輪鉆頭一般安三牙輪鉆頭一般安裝裝 3 3 個噴嘴，直徑個噴嘴，直徑713m

19、m713mm。用卡簧固定在水眼內，并用用卡簧固定在水眼內，并用o o形圈密封。形圈密封。4 4牙輪及牙齒的布置方式牙輪及牙齒的布置方式布齒原則：布齒原則：（1 1）轉一周牙齒全部破碎井底，不留下未被破碎的凸起；）轉一周牙齒全部破碎井底，不留下未被破碎的凸起；（2 2）牙輪在重復滾動時應使牙齒不落入別的牙齒的破碎坑內；）牙輪在重復滾動時應使牙齒不落入別的牙齒的破碎坑內； （3 3）牙齒磨損均勻。）牙齒磨損均勻。牙輪布置方案：牙輪布置方案：（1 1）非自洗無滑動布置：）非自洗無滑動布置： 各牙輪牙齒齒圈不嵌合，單錐、不超頂，不移軸，用于硬地層；各牙輪牙齒齒圈不嵌合，單錐、不超頂，不移軸，用于硬地層

20、；（2 2）自洗不移軸布置：）自洗不移軸布置： 各牙輪牙齒齒圈相互嵌合，副錐、超頂，不移軸，用于中硬地層；各牙輪牙齒齒圈相互嵌合，副錐、超頂，不移軸，用于中硬地層；（3 3）自洗移軸布置：）自洗移軸布置： 各牙輪牙齒齒圈相互嵌合，副錐、超頂，移軸，用于軟地層；各牙輪牙齒齒圈相互嵌合，副錐、超頂，移軸，用于軟地層； 非自洗非自洗自洗無移軸自洗無移軸自洗移軸自洗移軸牙輪及牙齒的布置牙輪及牙齒的布置非自洗非自洗自洗無移軸自洗無移軸自洗移軸自洗移軸齒間相互齒合產生自洗作用齒間相互齒合產生自洗作用4牙輪鉆頭工作原理1牙輪鉆頭在井底的運動l公轉：牙輪隨鉆頭一起旋轉。l自轉：牙齒繞牙輪軸線作逆時針方向旋轉稱

21、自轉。l滑動：牙輪齒相對于井底的滑移，包括徑向（軸向）和切向（周向）滑動。 引起滑動的原因： 超頂和復錐引起切向（周向）滑動 移軸引起徑向（軸向）滑動l縱向振動：牙輪在滾動過程，其中心上下波動，使鉆頭做上下往復運動。 引起縱向振動的原因： 單、雙齒交替接觸井底，使牙輪中心上下波動； 井底凹凸不平 牙輪滑動對破巖的作用牙輪滑動對破巖的作用: : 牙輪的超頂和復錐引起的切向滑動剪切掉牙齒之間的巖石。牙輪的超頂和復錐引起的切向滑動剪切掉牙齒之間的巖石。超頂引起的軸向滑動剪切掉齒圈之間的巖石。超頂引起的軸向滑動剪切掉齒圈之間的巖石。2牙輪鉆頭的破巖作用 （1）沖擊、壓碎作用 縱向振動產生的沖擊力和靜壓

22、力（鉆壓）一起使牙齒對地層產生沖擊、壓碎作用，形成體積破碎坑。 （2）滑動剪切作用 牙輪牙齒的徑向滑動和切向滑動對井底地層產生剪切作用， 破碎齒間巖石。（3）射流的沖蝕作用 由噴嘴噴出的高速射流對井底巖石產生沖蝕作用，輔助破碎巖石。（四）金剛石鉆頭（Diamond Bit)1.金剛石鉆頭的組成 金剛石鉆頭為無活動部件的整體式鉆頭。由鋼體、胎體（冠部和保徑部分）、水眼及水槽、金剛石切削刃等部分組成熱穩定聚晶金剛石鉆頭（熱穩定聚晶金剛石鉆頭（TSPTSP） TSPTSP鉆頭的熱穩定性、耐磨性鉆頭的熱穩定性、耐磨性和抗沖擊能力都高于一般的金剛石和抗沖擊能力都高于一般的金剛石鉆頭。鉆頭。2.特性 金剛

23、石具有極高的硬度（莫氏硬度10）、抗壓強度（8800MPa）和耐磨性鋼的9000倍）。其缺點是： 脆性大，受沖擊載荷易碎裂； 具有熱敏性，高溫下（450以上）石墨化。l用于堅硬、高研磨性地層，無活動件。3.3.金剛石鉆頭的破巖機理金剛石鉆頭的破巖機理 概括地講，金剛石鉆頭以磨削（研磨）方式破碎巖石，類似于砂輪磨削概括地講，金剛石鉆頭以磨削（研磨）方式破碎巖石，類似于砂輪磨削金屬的過程。金屬的過程。(1)(1) 在鉆進某些硬地層時，在鉆壓作用下壓入巖石，使與金剛石接觸的巖石在鉆進某些硬地層時，在鉆壓作用下壓入巖石，使與金剛石接觸的巖石 處于極高的應力狀態而使巖石呈現塑性；處于極高的應力狀態而使巖

24、石呈現塑性；(2)(2)在塑性地層在塑性地層( (或巖石在應力作用下呈塑性的地層或巖石在應力作用下呈塑性的地層) )， 使前方的巖石內部發生破碎或塑性流動，使前方的巖石內部發生破碎或塑性流動， 脫離巖石基體，形成巖屑，稱作犁削。脫離巖石基體，形成巖屑，稱作犁削。(3)(3)在脆性較大的巖石中，在鉆壓和扭矩作用下所產生的應力使巖石表現為在脆性較大的巖石中，在鉆壓和扭矩作用下所產生的應力使巖石表現為脆性破碎，即屬于以剪力和張力形式破碎巖石。脆性破碎，即屬于以剪力和張力形式破碎巖石。(4)(4)在堅硬巖石在堅硬巖石( (如隧石、硅質白云巖、硅質石灰巖等如隧石、硅質白云巖、硅質石灰巖等) )中，是要靠

25、金剛石的中，是要靠金剛石的棱角實現微切削、刻劃等方式來破碎巖石。棱角實現微切削、刻劃等方式來破碎巖石。 4.金剛石鉆頭的正確使用 1. 適用于硬、研磨性地層，渦輪鉆井，深井鉆井， 取心作業。壽命長，進尺高。 2. 鉆頭下井前，井底打撈干凈，確保沒有金屬落物。 3. 先用小鉆壓、低轉速跑合，然后用合適鉆壓和高 轉速鉆進。 4. 采用低鉆壓（30-50kN）、高轉速、大排量鉆進。（五）PDCPDC鉆頭（鉆頭（Polycrystalline Diamond Compact BitPolycrystalline Diamond Compact Bit）鋼體鋼體PDCPDC鉆頭鉆頭胎體胎體PDCPDC鉆

26、頭鉆頭兩類兩類PDCPDC切削元件切削元件1. PDC鉆頭的結構特點l切削元件聚晶金剛石復合片（PDC）特特 性性 PDCPDC既具有金剛石的硬度和耐磨性。既具有金剛石的硬度和耐磨性。 弱點是熱穩定性差，弱點是熱穩定性差，350350以上加以上加速磨損。抗沖擊能力較差。速磨損。抗沖擊能力較差。用于軟到中硬均質的地層，用于軟到中硬均質的地層，無活動件，鉆壓小轉速快。無活動件，鉆壓小轉速快。13.4， 192.工作剖面形狀特點特點 內外錐有利于鉆內外錐有利于鉆頭穩定；頭穩定； 外錐較長，可多外錐較長，可多布齒，使磨損均勻；布齒，使磨損均勻； 鉆硬夾層，冠部鉆硬夾層，冠部齒易早期損壞。齒易早期損壞。

27、 適合中等均質地適合中等均質地層。層。特點特點 鉆頭表面積較小，鉆頭表面積較小，水力集中，清洗效水力集中，清洗效果好；果好； 載荷分布較均勻；載荷分布較均勻；用于鉆石灰巖、用于鉆石灰巖、白云巖等較硬地層。白云巖等較硬地層。特點特點 側向推力指向鉆頭側向推力指向鉆頭中心，有利于防斜；中心，有利于防斜； 鉆頭外部表面積大，鉆頭外部表面積大，可布置較多切削齒，可布置較多切削齒，利于提高壽命。利于提高壽命。 用于軟地層用于軟地層。特點特點 冠頂較寬且較平冠頂較寬且較平緩，載荷分布較均緩，載荷分布較均勻。勻。 外側采用圓弧，外側采用圓弧，布齒面積較大。布齒面積較大。用于硬地層。用于硬地層。雙錐形雙錐形淺

28、錐形淺錐形拋物線形拋物線形B B 形形3. .噴嘴噴嘴流道系統流道系統 冷卻和清洗效果嚴重影響冷卻和清洗效果嚴重影響PDCPDC鉆頭的鉆速和壽命。鉆頭的鉆速和壽命。 噴嘴數量一般比三牙輪鉆頭多。噴嘴位置和流道結構根據切削齒位置噴嘴數量一般比三牙輪鉆頭多。噴嘴位置和流道結構根據切削齒位置確定。確定。4.PDC鉆頭破巖機理 PDC鉆頭主要以切削方式破碎巖石。 切削刃在鉆壓作用下吃入地層，刃前巖石在旋轉力作用下 發生剪切破壞。 切削塑性巖石和脆性巖石的過程類似于刮刀鉆頭。由于多個 切削齒同時工作，井底巖石自由面多，因此破巖效率高。金剛石切削刃耐磨性高，鉆頭壽命長，單只鉆頭進尺高。5.PDC5.PDC

29、鉆頭的正確使用鉆頭的正確使用1.1. PDCPDC鉆頭適用于軟到中硬的大段均質地層，不適合鉆軟硬鉆頭適用于軟到中硬的大段均質地層，不適合鉆軟硬交錯交錯 地層和礫石層。地層和礫石層。2. 2. 與牙輪鉆頭相比，與牙輪鉆頭相比，PDCPDC鉆頭宜采用低鉆壓、高轉速鉆進。鉆頭宜采用低鉆壓、高轉速鉆進。3. 3. 鉆頭下井前，井底要清潔，無金屬落物。新鉆頭鉆進時，鉆頭下井前，井底要清潔，無金屬落物。新鉆頭鉆進時， 先用小鉆壓和低轉速磨合井底。先用小鉆壓和低轉速磨合井底。4. PDC4. PDC鉆頭屬于整體式鉆頭，無任何活動部件，適合高轉速鉆頭屬于整體式鉆頭，無任何活動部件，適合高轉速的渦輪鉆井。的渦輪

30、鉆井。6 PDC鉆頭的選擇鉆頭的選擇 根據鉆井方式選擇鉆頭：直井應選擇鉆速快、壽命根據鉆井方式選擇鉆頭：直井應選擇鉆速快、壽命長的鉆頭；定向井選擇造斜或穩斜性能好、適合于長的鉆頭；定向井選擇造斜或穩斜性能好、適合于配井底馬達的高轉速鉆頭。配井底馬達的高轉速鉆頭。 根據地層情況選擇鉆頭：包括所鉆地層的類型、硬根據地層情況選擇鉆頭：包括所鉆地層的類型、硬度、巖性等。度、巖性等。 根據鉆井條件選擇鉆頭：如設備能力根據鉆井條件選擇鉆頭：如設備能力 根據鉆井參數選擇鉆頭：根據鉆井參數選擇鉆頭： PDC鉆頭冠部輪廓形狀有拋物線型、圓形和錐形三種，鉆頭冠部輪廓形狀有拋物線型、圓形和錐形三種，其中：其中：拋物

31、線型拋物線型：適用于各種軟地層，具有進尺多，機械：適用于各種軟地層，具有進尺多，機械鉆速高，穩定性好的特點，適合于轉盤及井下動力鉆速高，穩定性好的特點，適合于轉盤及井下動力鉆具。鉆具。圓形圓形：工作面積小，水力集中，清洗較好，有利于：工作面積小，水力集中，清洗較好，有利于鉆穿硬夾層，在轉盤鉆井中常用。鉆穿硬夾層，在轉盤鉆井中常用。錐形錐形：吃入性好，穩定性強，適合于轉盤及高轉速下：吃入性好，穩定性強，適合于轉盤及高轉速下動力鉆具鉆井。動力鉆具鉆井。 1.方鉆桿的丈量方鉆桿的丈量（1）方鉆桿使用長度的丈量。）方鉆桿使用長度的丈量。將方鉆桿平方在墊杠上，將鋼卷尺零端對準方鉆桿外螺紋大端臺階面，另一

32、個人將方鉆桿平方在墊杠上，將鋼卷尺零端對準方鉆桿外螺紋大端臺階面，另一個人手握尺盒沿方鉆桿逐漸將尺帶拉出，然后將鋼尺帶貼與方鉆桿內螺紋接頭上手握尺盒沿方鉆桿逐漸將尺帶拉出，然后將鋼尺帶貼與方鉆桿內螺紋接頭上面，眼觀方鉆桿末端的鋼尺刻度，其刻度值即為方鉆桿的使用長度。面，眼觀方鉆桿末端的鋼尺刻度，其刻度值即為方鉆桿的使用長度。（2）方鉆桿通稱尺寸的測量。）方鉆桿通稱尺寸的測量。方鉆桿通稱尺寸為方鉆桿方部對邊寬的尺寸。測量時，使用外卡鉗進行。測量方方鉆桿通稱尺寸為方鉆桿方部對邊寬的尺寸。測量時，使用外卡鉗進行。測量方法：分開外卡鉗兩腿，兩腿張開度略大于方鉆桿方部尺寸，將外卡鉗卡向方法：分開外卡鉗兩

33、腿，兩腿張開度略大于方鉆桿方部尺寸，將外卡鉗卡向方鉆桿方部下方，然后用雙手向內壓外卡鉗的雙腳，使其腳口緊貼方鉆桿下部，鉆桿方部下方，然后用雙手向內壓外卡鉗的雙腳，使其腳口緊貼方鉆桿下部，再沿垂直于方鉆桿軸線的方向輕輕向上拉取外卡鉗，注意向外拉出外卡鉗時，再沿垂直于方鉆桿軸線的方向輕輕向上拉取外卡鉗，注意向外拉出外卡鉗時，應防掛碰改變張開角度。卡鉗拉出后，將卡鉗一端內側對準鋼板尺零端，另應防掛碰改變張開角度。卡鉗拉出后，將卡鉗一端內側對準鋼板尺零端，另一腳內側平放于鋼板尺上，其腳口對應的刻度值即為方鉆桿方部對邊寬的尺一腳內側平放于鋼板尺上，其腳口對應的刻度值即為方鉆桿方部對邊寬的尺寸。寸。一一（

34、3）方鉆桿對角尺寸的測量。）方鉆桿對角尺寸的測量。方鉆桿對角尺寸為橫截面對角線的長度。測量時，使用外卡鉗配合鋼板尺測量。方鉆桿對角尺寸為橫截面對角線的長度。測量時，使用外卡鉗配合鋼板尺測量。其方法與分方鉆桿通稱尺寸的測量方法相似，不同之處：外卡鉗的卡口是卡其方法與分方鉆桿通稱尺寸的測量方法相似，不同之處：外卡鉗的卡口是卡向方鉆桿方部對角的下方，而不是卡向方部下方。向方鉆桿方部對角的下方，而不是卡向方部下方。丈量注意事項：丈量注意事項：方鉆桿丈量是一般是指丈量方鉆桿的使用長度，因為方鉆桿方部末端上部的接方鉆桿丈量是一般是指丈量方鉆桿的使用長度，因為方鉆桿方部末端上部的接頭體部位無法進入轉盤方補心

35、內，因此在計算井深丈量方鉆桿時，應從外螺頭體部位無法進入轉盤方補心內，因此在計算井深丈量方鉆桿時，應從外螺紋大端臺階開始至方部末端為止，絕不能量至內螺紋頂端面，否則井深出現紋大端臺階開始至方部末端為止，絕不能量至內螺紋頂端面，否則井深出現誤差。下圖中誤差。下圖中L0為方鉆桿的使用長度。為方鉆桿的使用長度。2.鉆桿的丈量鉆桿的丈量（1）鉆桿長度的丈量。）鉆桿長度的丈量。 將鋼卷尺零位端對準鉆桿外螺紋大端臺階，另一個人將鋼卷尺帶拉到鉆桿內將鋼卷尺零位端對準鉆桿外螺紋大端臺階，另一個人將鋼卷尺帶拉到鉆桿內螺紋接頭端，并將尺帶緊貼于內螺紋接頭上端頂部，兩眼直視內螺紋接頭頂螺紋接頭端，并將尺帶緊貼于內螺

36、紋接頭上端頂部，兩眼直視內螺紋接頭頂部所對應的尺帶數值，該數值即為鉆桿長度值。將該長度值與對應的鉆桿號部所對應的尺帶數值，該數值即為鉆桿長度值。將該長度值與對應的鉆桿號記錄在鉆桿記錄本上。同時用白漆或紅漆將鉆桿長度值寫在距鉆桿內螺紋接記錄在鉆桿記錄本上。同時用白漆或紅漆將鉆桿長度值寫在距鉆桿內螺紋接頭端頭端1m處的鉆桿本體上。處的鉆桿本體上。（2）用內卡鉗測量鉆桿內徑。）用內卡鉗測量鉆桿內徑。 用右手拇指與中指拿住內卡，食指扶住內卡，防止擺動。將內卡兩腿張開，用右手拇指與中指拿住內卡，食指扶住內卡，防止擺動。將內卡兩腿張開，張口距離略小于鉆桿內孔，將內卡鉗平行或豎直放入鉆桿內孔，并注意內卡張口

37、距離略小于鉆桿內孔，將內卡鉗平行或豎直放入鉆桿內孔，并注意內卡鉗中心線必須與所測管體中心軸線一致。然后靠食指和中指將內卡鉗兩腿向鉗中心線必須與所測管體中心軸線一致。然后靠食指和中指將內卡鉗兩腿向外伸張（也可借助左手幫助向外分開內卡鉗兩腿），感覺卡鉗兩腿的頂端與外伸張（也可借助左手幫助向外分開內卡鉗兩腿），感覺卡鉗兩腿的頂端與管壁接觸，即可用右手拇指、食指轉動內卡鉗，中指扶住內卡鉗保持卡鉗居管壁接觸，即可用右手拇指、食指轉動內卡鉗，中指扶住內卡鉗保持卡鉗居中，感覺內卡鉗兩腿的頂端與管壁均有接觸，且松緊適度，即可平直抽出內中，感覺內卡鉗兩腿的頂端與管壁均有接觸，且松緊適度，即可平直抽出內卡鉗，然后

38、左手平拿鋼板尺，將內卡鉗鉗口一端外側與鋼板尺零端對齊。內卡鉗，然后左手平拿鋼板尺，將內卡鉗鉗口一端外側與鋼板尺零端對齊。內卡鉗口另一端外側靠在鋼板尺的刻度上，其兩柱腿所指示的刻度值，即為鉆卡鉗口另一端外側靠在鋼板尺的刻度上，其兩柱腿所指示的刻度值，即為鉆桿內徑尺寸，并將測量的數值記在記錄本上。桿內徑尺寸，并將測量的數值記在記錄本上。（3）用外卡鉗測量鉆桿外徑。）用外卡鉗測量鉆桿外徑。 用雙手將外卡鉗兩腿分開，其張口略大于被測鉆桿外徑，右手用雙手將外卡鉗兩腿分開，其張口略大于被測鉆桿外徑，右手拇指與中指捏住外卡鉗，將鉗口卡向鉆桿本體外部進行試量。拇指與中指捏住外卡鉗，將鉗口卡向鉆桿本體外部進行試

39、量。若鉗口偏小，可將外卡鉗雙腿輕輕向外撥動，是鉗口變大；若若鉗口偏小，可將外卡鉗雙腿輕輕向外撥動，是鉗口變大；若鉗口偏大，可將卡鉗一腿在鉆桿本體上輕輕敲擊一下，使鉗口鉗口偏大，可將卡鉗一腿在鉆桿本體上輕輕敲擊一下，使鉗口變小，反復調整鉗口其張開度略小于鉆桿本體外徑，然后將卡變小，反復調整鉗口其張開度略小于鉆桿本體外徑，然后將卡鉗垂直卡向鉆具，向下輕壓卡鉗，讓卡鉗腳口順利通過鉆桿本鉗垂直卡向鉆具，向下輕壓卡鉗，讓卡鉗腳口順利通過鉆桿本體外部，然后輕輕垂直向上提起，使卡鉗自然張開到被測鉆桿體外部，然后輕輕垂直向上提起，使卡鉗自然張開到被測鉆桿本體外部的寬度，在上提下放多次，感覺錐口內側稍有阻擋并本

40、體外部的寬度，在上提下放多次，感覺錐口內側稍有阻擋并能通過被測鉆桿外部即可取出外卡鉗。但要注意向上提取外卡能通過被測鉆桿外部即可取出外卡鉗。但要注意向上提取外卡鉗時，應防止碰掛而改變其張開角度。然后左手拿鋼板尺，鉗鉗時，應防止碰掛而改變其張開角度。然后左手拿鋼板尺，鉗口一腳內側對準鋼板尺口一腳內側對準鋼板尺“0”位端，鉗口另一腳內側平放在鋼板位端，鉗口另一腳內側平放在鋼板尺尺面上，其兩腳口所指刻度即為被測鉆桿的外徑尺寸，將其尺尺面上，其兩腳口所指刻度即為被測鉆桿的外徑尺寸，將其外徑尺寸記錄在記錄本上。外徑尺寸記錄在記錄本上。注意事項：注意事項：讀數時采用讀數時采用“四舍五入四舍五入”的方法計量

41、鉆桿單根的長度。但要注意若丈量了的方法計量鉆桿單根的長度。但要注意若丈量了45根鉆桿單根均屬于根鉆桿單根均屬于“四舍四舍”情況，可以將其中一次不舍而采用加入到情況，可以將其中一次不舍而采用加入到1cm的的形式，以進行補救；同樣若形式，以進行補救；同樣若“五入五入”次數較多，惡意將其中一次不入而舍去次數較多，惡意將其中一次不入而舍去的方法進行補救。的方法進行補救。鋼尺帶拉好讀數時，兩眼應齊平對準內螺紋接頭臺肩頂部，不餓斜視讀數，鋼尺帶拉好讀數時，兩眼應齊平對準內螺紋接頭臺肩頂部，不餓斜視讀數，否則將影響丈量精度。否則將影響丈量精度。3.3.鉆挺的丈量鉆挺的丈量（1 1）長度測量）長度測量一個人站

42、在鉆挺內螺紋端，左手拿住鋼卷尺盒，右手輕撫鋼卷一個人站在鉆挺內螺紋端，左手拿住鋼卷尺盒，右手輕撫鋼卷尺帶，另一個人用右手握住鋼卷尺帶始端鋼環，拉至鉆挺外螺紋端尺帶，另一個人用右手握住鋼卷尺帶始端鋼環，拉至鉆挺外螺紋端時，停止向外拉鋼卷尺帶。時，停止向外拉鋼卷尺帶。拿鋼卷尺鋼環一端的人，將尺帶拿鋼卷尺鋼環一端的人，將尺帶“0”0”點緊貼外螺紋端根部，見點緊貼外螺紋端根部，見圖，拿鋼卷尺盒的人，將鋼卷尺帶圖，拿鋼卷尺盒的人，將鋼卷尺帶貼貼與管體表面，并稍微拉緊（注與管體表面，并稍微拉緊（注意尺帶是否鋪平拉直），然后將鋼卷尺帶貼于鉆挺內螺紋端面開始意尺帶是否鋪平拉直），然后將鋼卷尺帶貼于鉆挺內螺紋端

43、面開始讀數。讀數。讀數時，雙眼視線必須與鋼卷尺垂直，正視內螺紋頂面，讀數時，雙眼視線必須與鋼卷尺垂直，正視內螺紋頂面，不能正視內螺紋端倒角處，見圖。然后讀出鋼卷尺貼于內不能正視內螺紋端倒角處，見圖。然后讀出鋼卷尺貼于內螺紋端頂部端面的刻度值，即為單根鉆挺的長度。螺紋端頂部端面的刻度值，即為單根鉆挺的長度。量度為量度為15m15m以上的鋼卷尺最小刻度單位是厘米，若所量以上的鋼卷尺最小刻度單位是厘米，若所量數值在兩刻度之間，則應采用近似讀數法，按數值在兩刻度之間，則應采用近似讀數法，按“四舍五四舍五入入”精確到厘米。精確到厘米。（2 2）鉆挺內、外徑測量。）鉆挺內、外徑測量。鉆挺內、外徑的測量方法

44、與鉆桿內、外徑測量方法相同。鉆挺內、外徑的測量方法與鉆桿內、外徑測量方法相同。注意事項注意事項l丈量鉆挺時，首先卸下內、外螺紋端的護絲，丈量完后，丈量鉆挺時，首先卸下內、外螺紋端的護絲，丈量完后，要重新將護絲旋上，以保護螺紋。要重新將護絲旋上，以保護螺紋。l所測量的鉆挺管體上面不得堆放如何雜物，鋼卷尺帶必所測量的鉆挺管體上面不得堆放如何雜物，鋼卷尺帶必須拉緊，拉直并于鉆挺中心線相平行。須拉緊，拉直并于鉆挺中心線相平行。l丈量完鉆挺后，必須用白漆或紅漆將尺寸數值寫在對應丈量完鉆挺后，必須用白漆或紅漆將尺寸數值寫在對應編號的鉆挺本體上，將所有的鉆挺丈量完后，必須按號編號的鉆挺本體上，將所有的鉆挺丈

45、量完后，必須按號復查，防止長度和對應的編號不相符而造成井深誤差。復查，防止長度和對應的編號不相符而造成井深誤差。4.4.接頭的丈量接頭的丈量（1 1）接頭長度的測量）接頭長度的測量現場測量接頭的長度一般用現場測量接頭的長度一般用1-2m1-2m的鋼卷尺，的鋼卷尺，1 1人進行測量。測量人進行測量。測量接頭長度時，應將接頭平放于墊板上。測量外螺紋接頭時，應從內接頭長度時，應將接頭平放于墊板上。測量外螺紋接頭時，應從內螺紋端面量至外螺紋根部臺肩；測量雙內螺紋接頭長度時，應從兩螺紋端面量至外螺紋根部臺肩；測量雙內螺紋接頭長度時，應從兩端頂部平面量起；測量雙外螺紋接頭長度時，可從任一端外螺紋根端頂部平面量起；測量雙外螺紋接頭長度時，可從任一端外螺紋根部臺肩量至另一端外螺紋根部臺肩。具體量法見圖。部臺肩量至另一端外螺紋根部臺肩。具體量法見圖。若接頭較長需要用量度長的鋼卷尺進行測量時，其測量若接頭較長需要用量度長的鋼卷尺進行測量時，其測量長度的方法與前面鉆桿長度測量方法相同。長度的方法與前面鉆桿長度測量方法相同。（2 2）接頭內、外徑的測量）接頭內、外徑的測量接頭內徑和外徑的測量方法與前面鉆桿內、外徑測量方法相同。接頭內徑和外徑的測量方法與前面鉆桿內、外徑