钻井工程理论与技术复习题3

钻井工程理论与技术复习题

1. 静液压力由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液体的密度与液柱的垂直高度或深度有关。

2. 静液压力梯度的大小与液体中溶解的矿物或气体的浓度有关。

3.液柱的静液压力随液柱垂直高度的增加而增加

4．上覆岩层压力地层某处的上覆岩层压力是该处以上的岩石基质和岩石孔隙中流体的总重力所产生的压力。

5.上覆岩层压力随深度增加而增大。

6.地层压力指岩石孔隙中的流体所具有的压力，亦称地层孔隙压力。

7.异常高压超过正常地层静液压力的地层压力(Pp >Ph)称为异常高压。

异常低压低于正常地层静液压力的地层压力(Pp

8. 异常地层压力地层压力大于或小于正常地层压力。

9.基岩应力是由岩石颗粒间相互接触支撑的那一部分上覆岩层压力，称为基岩应力。

10.异常低压是压力梯度小于0.00981MPa/m

11.正常的流体压力体系可以看成是一个水力学的“开启”系统。

12.异常高压被公认的成因只要有沉积压实不均、水热增压、渗透作用和构造作用等。

13.与正常压实的地层相比，欠压实地层的岩石密度低，孔隙度大。

14.地层压力预测典型的方法有地震法、声波时差法、页岩电阻（电位）法。

15.在正常地层压力井段，随着井深增加岩石的孔隙度减小，声波速度增大，声波时差减小。

16.地层压力监测常用的方法有dc指数法、d指数法、页岩密度法、标准化钻速法。

17.机械钻速会随井深增加而减小，d指数随井深增加而增大。

18.地层破裂压力概念能够使井下一定深度出露的地层承受流体压力的能力是有限的，当液体压力达到一定数值时会使地层破裂的压力称为地层破裂压力。

19.层理是指沉积岩在垂直方向上岩石成分和结构的变化。

20.页理是岩石沿平行平面分裂为薄片的能力。

21.岩石的孔隙度为岩石中孔隙的体积与岩石体积的比值。

22.物体在外力作用下产生变形，外力撤除以后变形随之消失，物体恢复到原来的形状和体积的性质为弹性变形，当外力撤除后变形不能消失的为塑性变形。

23.岩石在一定条件下受外力的作用而达到破坏时的应力称为岩石在这种条件下的强度。

24.岩石强度的大小取决于岩石的内聚力和岩石颗粒间的内摩擦力。

25.影响岩石强度的因素自然因素为岩石的矿物成分、矿物颗粒的大小、岩石的密度和孔隙度。

26.岩石的强度一般情况下随着埋藏深度的增加而增加。

27. 抗拉强度＜抗弯强度≤抗剪强度＜抗压强度

28. 随着围压的增大，岩石由脆性向塑性转变，且围压越大，岩石破坏前呈现的塑性也越大。

29.塑性系数为岩石破碎前耗费的总功与岩石破碎前弹性变形功的比值。

30.硬度的概念岩石抵抗其它物体表面压入的能力

31.硬度只是固体表面的局部对另一物体压入或侵入时的阻力，而抗压强度是固体抵抗固体整体破坏时的阻力。

32.增大围压一方面增大岩石的强度，另一方面也增大岩石的塑性，统称“各向压缩效应”。

33.在一定的液柱压力下岩石从脆性破坏转为塑性破坏。

34.随着井的加深或钻井液密度的增大，钻速的下降不仅是由于岩石硬度的增大，而且也由于岩石塑性的增大。

35.岩石的研磨性表现在对钻头刃部表面的磨损即研磨性磨损

36.岩石的可钻性是岩石抗破碎的能力

37.钻头的工作指标钻头进尺、钻头工作寿命、机械钻速、单位进尺成本

38.刮刀钻头的结构上钻头体、下钻头体、刀翼、水眼。

39.刮刀钻头破碎塑脆性岩石的过程为：碰撞→压碎及小剪切→大剪切。

40.牙轮钻头上使用的硬质合金是碳化钨——钴系列硬质合金

41.牙轮钻头轴承由牙轮内腔、轴承跑道、牙掌轴颈、锁紧元件等

42.滚动轴承结构：滚柱—滚珠—滚柱—止推和滚柱—滚珠—滑动一止推

滑动轴承结构：滑动—滚珠—滑动—止推及滑动—滑动（卡簧）—滑动—止推

43.牙轮钻头的工作原理

①牙齿的公转和自转

②钻头的纵向振动及对地层的冲击、压碎作用

③牙齿对地层的剪切作用

④牙轮钻头的自洗

44.牙轮超顶产生滑动滑动速度随超顶距的增加而增加

45.金刚石钻头为无活动部件的整体式钻头。由钻头体、冠部、水力结构、保径、切削刃等部分组成

46.人造金刚石材料主要有聚晶金刚石复合片（PDC）和热稳定聚晶金刚石复合片（TSP）

47.TSP的耐磨性高于PDC ，抗冲击能里力强

48.牙轮钻头选型的原则及应考虑的问题

①地层的软硬程度和研磨性

②钻进井段的深浅

③易斜地层

④软硬交错地层

49.金刚石材料钻头的钻压低于牙轮钻头

50.TSP钻头适合与在具有研磨性的中等至硬地层钻井，PDC钻头适用于软到中等硬度地层

51.金刚石钻头不同冠部形状分类：双锥阶梯型、双锥型、B型、脊圈式B型。

52.复合片在钻头上安装时，具有后倾角α和侧倾角β。

钻柱是由方钻杆、钻柱段和下部钻具组合三大部分组成。

下部钻具组合主要是钻挺，也可以安装稳定器、减震器、震击器、扩眼器及其它特殊井下工具。

常用的加厚形式有内加厚(a)、外加厚(b)、内外加厚(c)三种.

丝扣连接条件：尺寸相等，丝扣类型相同，公母扣相匹配。

钻杆接头类型：内平（IF）、贯眼（FH）、正规（REG）。

内平式：主要用于外加厚钻杆。特点是钻杆通体内径相同，钻井液流动阻力小；但外径较大，容易磨损。方钻杆上端至水龙头的连接部位的丝扣均为左旋丝扣（反扣），方钻杆下端至钻头的所有连接丝扣均为右旋扣（正扣）。

贯眼式：主要用于内加厚钻杆。其特点是钻杆有两个内径，钻井液流动阻力大于内平式，但其外径小于内平式。

正规式：主要用于内加厚钻杆及钻头、打捞工具。其特点是接头内径<加厚处内径<管体内径，钻井液流动阻力大，但外径最小，强度较大。

稳定器类型：旋转叶片型（旋转叶片、直叶片）、不转动套、滚轮。

钻柱的旋转运动形式：（1）自转（2）公转（3）公转与自转的结合

垂直井眼中钻柱的中性点高度：

中性点是钻柱受拉与受压的分界点（钻柱上轴向力等于零的点）。设计钻铤长度不能小于中性点高度，也就是说钻铤的浮重不能小于钻压，这就是所谓的“浮重原则”。

典型钻柱的设计举例

（1）设计参数

①井深:5000m;

②井径:215.9mm(8-1/2in);

③钻井液密度:1.2g/cm3;

④钻压:180kN;

⑤井斜角:3°;

⑥拉力余量:200kN(本例假设);

⑦卡瓦长度:406.4mm;

⑧安全系数：1.30(本例假设)。

（2）钻铤选择：

①选用外径158.75mm(6-1/4in)、内径57.15mm(2-1/4in)钻铤，每米重力qc=1.35kN/m。

②计算钻铤长度:

式中: ─最大钻压,180 kN;