鉆頭跳鉆是開挖過程中常見的問題

要想解決跳鉆問題，一定要先了解為什么會(huì)跳鉆

..我們針對(duì)跳鉆問題

挑 6個(gè)常用知識(shí) 給大家解答一下

公轉(zhuǎn)是什么？
鉆頭牙輪繞鉆頭軸線作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)簡稱為鉆頭的公轉(zhuǎn).

鉆頭公轉(zhuǎn)的速度就是轉(zhuǎn)盤或井下動(dòng)鉆具的旋轉(zhuǎn)速度鉆頭公轉(zhuǎn)時(shí),牙輪繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)牙輪上各排齒繞鉆頭軸線旋轉(zhuǎn)的線速度不同,外排齒的線速度..。

自轉(zhuǎn)是什么？
鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著從牙輪低平面到牙輪尖部的方向看，牙輪繞自身的軸線作反時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)稱自轉(zhuǎn)。

牙輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是巖石對(duì)牙齒的吃入破碎作用產(chǎn)生反作用結(jié)果。

牙輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的影師因素有公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、鉆頭結(jié)構(gòu)、齒面結(jié)構(gòu)、鉆并參數(shù)和巖石性質(zhì)等。

一般情況下,牙輪自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速比鉆頭公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速快，把牙輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與鉆頭公轉(zhuǎn)速之比稱為輪頭比,輪頭比的值一般在:1 - 1.5 之間。

縱振是什么？
鉆頭工作時(shí)，對(duì)一個(gè)牙輪而言，牙齒與井底的接觸是單齒、雙齒交替進(jìn)行的。單齒著地時(shí)，牙輪的輪心處于..位置，雙齒著地時(shí)則輪心下降。

牙輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,輪心位置不斷上下變換，使鉆頭沿軸向作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),這是鉆頭的軸向振動(dòng)。

縱振振幅就是輪心的垂直位移，它與牙齒的齒高、齒距等鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)及巖性有關(guān)。在軟地層,牙齒吃入深、振幅小，硬底層則振動(dòng)加劇。振動(dòng)的頻率與牙齒齒數(shù)及牙輪轉(zhuǎn)速成正比。在旋轉(zhuǎn)鉆井中，鉆頭縱振頻率一般為100

- 500次/min。此外,由于并底不平,鉆頭產(chǎn)生振幅較大的低頻震動(dòng)。據(jù)國外資料介紹，低頻震動(dòng)的振幅是井底凹凸部分的高差，一般為10mm左右，振頻低于50次/min。低頻縱振對(duì)鉆頭是不利的因素，在硬地層中會(huì)造成跳鉆。牙輪鉆頭的縱振是上述兩種振動(dòng)之和，它構(gòu)成了牙齒的沖劑壓入作用，破碎巖石，提高破碎效率。

扭轉(zhuǎn)振動(dòng)是什么？
鉆頭的周期性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致扭矩成周期性變化,引起鉆頭周期性的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。鉆頭的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)主要由鉆頭的粘滑運(yùn)動(dòng)造成的,即鉆頭旋轉(zhuǎn)速度變化很大,在某時(shí)鉆頭可能靜止不動(dòng),過一段時(shí)間后便以數(shù)倍于平圬轉(zhuǎn)速的速度旋轉(zhuǎn),這樣就會(huì)引起鉆頭的失效,也可能引起鉆柱的早期疲勞破壞。

因此應(yīng)盡量避免鉆頭岀現(xiàn)這種現(xiàn)象。

橫向振動(dòng)是什么？
所謂橫向振動(dòng),就是沿著垂直于鉆頭軸線方向的振動(dòng)。

造成鉆頭橫冋振動(dòng)的因素很多,包括鉆頭與巖石互作用、鉆柱的彎曲變形,鉆柱的偏心旋轉(zhuǎn),鉆柱質(zhì)量分布不均勻、地層傾角以及井底巖石性質(zhì)差異等
鉆頭的橫向振動(dòng)對(duì)鉆柱的橫向振動(dòng)有直接的影響,也是造成鉆頭失效的重要原因。

牙輪的滑動(dòng)是什么？
破碎不同類型巖石,對(duì)鉆頭要求不同的滑動(dòng)量,可通過設(shè)計(jì)鉆頭時(shí)采用不同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)獲得。對(duì)于一個(gè)牙輪而言,不同位置的齒排的滑動(dòng)方向是不同的。外排齒及靠近外排齒的齒排,一般是正向滑動(dòng)(假設(shè)鉆頭旋轉(zhuǎn),而牙輪不自轉(zhuǎn)時(shí),牙齒在井底的滑動(dòng)就是正向滑動(dòng));牙輪尖部的齒排及靠近牙輪尖部的

齒排一般是負(fù)向滑動(dòng);而在外排齒與尖部齒排之間的某個(gè)中間齒排或虛擬齒排做純滾動(dòng)般情況下,軟地層鉆頭應(yīng)具有較大的滑動(dòng)量,硬地層鉆頭應(yīng)盡量減少或不產(chǎn)生滑動(dòng),避免牙齒早期損壞。

但是,由于鉆頭工作時(shí),牙輪與牙掌軸頸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)總是存在摩擦阻力等原因,即使設(shè)計(jì)的是純滾動(dòng)鉆頭,實(shí)際鉆進(jìn)中仍然存在著滑動(dòng)。對(duì)純滾動(dòng)鉆頭作室內(nèi)模擬試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)約有20%的滑動(dòng)量。

上述幾種運(yùn)動(dòng)是牙輪鉆頭在井下工作時(shí)同時(shí)發(fā)生的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。實(shí)際鉆進(jìn)時(shí),還有整個(gè)鉆頭的向下運(yùn)動(dòng)，其向下運(yùn)動(dòng)的速度就是鉆頭鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速。