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第一章 岩石的物理机械性质及分类 1

第一节 岩石的弹性和塑性、弹性模量和泊松比 1

一、弹性、塑性、弹性模量与泊松比的概念 1

二、岩石的弹性模量与泊松比 2

第二节 岩石的强度 4

一、强度的概念 4

二、岩石的四种强度 7

三、压力条件下岩石强度的特点 9

第三节 岩石的硬度和塑性系数的测定方法 11

第四节 岩石的研磨性 14

第五节 岩石的可钻性及其测定方法 16

一、测定方法 17

二、地层可钻性的建立方法 20

第六节 岩石的分类 20

一、普氏系数分级法 21

二、按史氏硬度分级分类 21

三、按岩石研磨性分类 21

四、按地质年代分类选择钻头 21

五、地质钻探用可钻性分级法 24

六、按岩层性质分类选择钻头 24

七、按岩石可钻性测定值分级分类 26

第二章 牙轮钻头 39

第一节 牙轮钻头结构与类型 39

一、牙轮钻头结构 39

二、国产三牙轮钻头系列与适应地层 53

三、国外三牙轮钻头系列与适应地层 55

四、国产三牙轮钻头与国际钻井承包商协会牙轮钻头编号对照表 57

第二节 牙轮钻头工作原理 70

一、牙轮钻头运动学 70

二、牙轮钻头动力学 79

三、钻头牙齿对岩石的破碎作用 82

第三节 牙轮钻头设计制造基础 84

一、牙轮钻头设计时的主要参数及程序 84

二、牙轮钻头各零件材料的选用以及材质的主要性质 91

三、牙轮钻头牙爪的加工工艺 96

四、钻头牙轮的加工 98

五、总装 101

六、总体检验 102

七、标志、包装、运输与保管 102

第四节 牙轮钻头的合理使用 103

一、牙轮钻头的选型 103

二、喷射钻井水力程序设计及水力参数计算 107

三、影响钻压与转速的因素及推荐值 113

四、镶齿滑动密封喷射式三牙轮钻头下井前的检查 121

五、镶齿滑动密封喷射式三牙轮钻头的正确使用 124

六、钻头合理起钻时间的确定 130

七、套管与钻头尺寸的配合及间隙 141

第五节 牙轮钻头磨损分级标准及磨损分析 142

一、牙轮钻头磨损分级标准 142

二、牙轮钻头各种典型磨损的分析方法 147

三、三牙轮钻头磨损的测量方法 159

第三章 金刚石钻头 166

第一节 金刚石钻头的结构及工作原理 166

一、金刚石的物理机械性能及分类 166

二、金刚石钻头的结构特点及工作原理 173

三、金刚石钻头的清洗和冷却 176

四、金刚石钻头的类型和适用地层 182

第二节 金刚石钻头的制造工艺及设计原则 192

一、金刚石钻头的制造工艺 192

二、金刚石钻头的设计原则和方法 197

第三节 金刚石钻头的合理使用和磨损分析 206

一、金刚石钻头的合理使用 206

二、金刚石钻头的磨损分析 210

第四节 人造金刚石钻头 218

一、人造金刚石发展概况及其机械性能 218

二、人造金刚石钻头制造工艺的特点 222

三、人造全刚石钻头目前存在问题和今后发展方向 223

第四章 刮刀钻头 225

第一节 刮刀钻头破碎岩石的机理 225

第二节 刮刀钻头的结构 227

一、上钻头体 229

二、喷嘴 229

三、下钻头体 230

四、刮刀片 230

五、常用刮刀钻头的规范 239

第三节 刮刀钻头焊接工艺 240

一、刮刀钻头刀翼焊接工艺 240

二、刮刀钻头的总装电焊 245

第四节 刮刀钻头的合理使用 247

一、刮刀钻头的适用地层 247

二、钻进参数的确定 250

三、使用钻头注意事项 251

四、刮刀钻头的磨损分析 252

第五节 国外刮刀钻头发展近况 253

第五章 取芯工具 262

第一节 常用取芯工具的结构和工作原理 262

一、软地层取芯工具 263

二、硬地层取芯工具 269

三、密闭取芯工具 273

第二节 取芯工具的合理使用和影响岩芯收获率的因素 281

一、取芯工具的合理使用 281

二、影响岩芯收获率的因素 288

第三节 国外取芯工具介绍 289

一、普通取芯工具 289

二、橡皮筒取芯工具 292

三、压力取芯工具 292

四、可定向的取岩芯工具 292

五、绳索“钻进-取芯”工具 294

第六章 新型钻头介绍 295

一、三最钻头 295

二、两牙轮钻头 297

三、双喷嘴强化漫流牙轮钻头 299

四、单牙轮钻头 301

五、水力扩眼器 302

六、连续式链条钻头 304

七、防斜钻头 304

附录 常用单位换算 308

一、计量单位换算系数表 308

二、英寸的分数和小数的习惯读法 309

三、英寸、毫米换算表 310

四、公英制面积单位换算 312

五、公英制体积单位换算 312

六、公英制重量单位换算 313

七、公英制密度单位换算 313

八、角度单位名称、代号和换算 314

九、公英制线速度单位的换算 314

十、角速度单位名称和换算 315

十一、公英制力矩单位换算 315

十二、温度单位换算 315

十三、物质比重 316

十四、硬度对照表 316