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跳鉆

..我們針對跳鉆問題

挑 6個常用知識 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針方向旋轉(zhuǎn)的運動簡稱為鉆頭的公轉(zhuǎn).

鉆頭公轉(zhuǎn)的速度就是轉(zhuǎn)盤或井下動鉆具的旋轉(zhuǎn)速度鉆頭公轉(zhuǎn)時,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，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針方向的旋轉(zhuǎn)稱自轉(zhuǎn)。

牙輪的轉(zhuǎn)動是巖石對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，對一個牙輪而言，牙齒與井底的接觸是單齒、雙齒交替進(jìn)行的。單齒著地時，牙輪的輪心處于..位置，雙齒著地時則輪心下降。

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

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，硬底層則振動加劇。振動的頻率與牙齒齒數(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。據(jù)國外資料介紹，低頻震動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。低頻縱振對鉆頭是不利的因素，在硬地層中會造成跳鉆。牙輪鉆頭的縱振是上述兩種振動之和，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)振動是什么？
鉆頭的周期性運動導(dǎo)致扭矩成周期性變化,引起鉆頭周期性的扭轉(zhuǎn)振動。鉆頭的扭轉(zhuǎn)振動主要由鉆頭的粘滑運動造成的,即鉆頭旋轉(zhuǎn)速度變化很大,在某時鉆頭可能靜止不動,過一段時間后便以數(shù)倍于平圬轉(zhuǎn)速的速度旋轉(zhuǎn),這樣就會引起鉆頭的失效,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。

橫向振動是什么？
所謂橫向振動,就是沿著垂直于鉆頭軸線方向的振動。

造成鉆頭橫冋振動的因素很多,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
鉆頭的橫向振動對鉆柱的橫向振動有直接的影響,也是造成鉆頭失效的重要原因。

牙輪的滑動是什么？
破碎不同類型巖石,對鉆頭要求不同的滑動量,可通過設(shè)計鉆頭時采用不同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)獲得。對于一個牙輪而言,不同位置的齒排的滑動方向是不同的。外排齒及靠近外排齒的齒排,一般是正向滑動(假設(shè)鉆頭旋轉(zhuǎn),而牙輪不自轉(zhuǎn)時,牙齒在井底的滑動就是正向滑動);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;而在外排齒與尖部齒排之間的某個中間齒排或虛擬齒排做純滾動般情況下,軟地層鉆頭應(yīng)具有較大的滑動量,硬地層鉆頭應(yīng)盡量減少或不產(chǎn)生滑動,避免牙齒早期損壞。

但是,由于鉆頭工作時,牙輪與牙掌軸頸的相對運動總是存在摩擦阻力等原因,即使設(shè)計的是純滾動鉆頭,實際鉆進(jìn)中仍然存在著滑動。對純滾動鉆頭作室內(nèi)模擬試驗,發(fā)現(xiàn)約有20%的滑動量。

上述幾種運動是牙輪鉆頭在井下工作時同時發(fā)生的復(fù)合運動。實際鉆進(jìn)時,還有整個鉆頭的向下運動，其向下運動的速度就是鉆頭鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速。