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第一章 概述1

第一节 基本概念1

1.1.1概念的形成和意义1

1.1.2空气泡沫的基本组成及性质3

1.1.3建立学科的要素及意义6

第二节 发展背景及现状8

1.2.1钻探业发达国家泡沫钻进的发展简况8

1.2.2我国空气及空气泡沫钻进的研究与发展10

1.2.3我国空气泡沫钻进近十余年来的应用与发展13

第三节 泡沫钻进学的任务13

1.3.1任务与目的综述13

1.3.2主要探讨和研究内容14

1.3.3应用及发展情况评介16

第四节 应用与发展前景17

1.4.1应用前景17

1.4.2在我国的应用与发展前景18

1.4.3发展的基础21

第五节 发展泡沫钻进的社会经济意义22

1.5.1对于社会发展的作用22

1.5.2对于促进社会经济发展的意义23

第二章 流体性质及作用机理24

第一节 泡沫的组成成分和性能24

2.1.1组成成分及对性能的影响24

2.1.2性能25

第二节 起（发）泡剂及其他处理剂26

2.2.1起泡剂的组成、结构、性质及分类26

2.2.2起泡剂与泡沫的稳定性32

2.2.3起泡剂、稳泡剂及其他胶联剂33

2.2.4泡沫剂选择与钻进地层岩性38

2.2.5泡沫剂的选择及我国常用泡沫剂39

2.2.6高性能泡沫剂及添加剂的研制方向41

第三节 泡沫的形成、结构性质、种类及作用43

2.3.1形成43

2.3.2结构及其性质44

2.3.3泡沫分类及作用50

第四节 泡沫剂性能的测试53

2.4.1测试的目的、意义和方法53

2.4.2基本性能参数54

2.4.3性能参数的测试标准、条件及分析57

第五节 泡沫的物化性能及对钻进的影响61

2.5.1组成相对于性能的影响61

2.5.2比重及对钻进的影响63

2.5.3吸收和释放压缩能的特性63

2.5.4结构特性65

2.5.5疏水特性66

2.5.6流型特征和溶垢、润滑特性66

2.5.7低导热性能的作用67

2.5.8起泡剂及其他处理剂的吸附作用67

第三章 泡沫钻进的优势及作用机理68

第一节 比较优势综述68

3.1.1流质特性68

3.1.2设备及钻具适用性69

3.1.3基础和目的69

第二节 泡沫与冲洗液钻进的比较70

3.2.1钻进的基本条件70

3.2.2泡沫钻进具有的优劣势及机理分析73

第三节 泡沫与干空气钻进的比较81

3.3.1空气钻进的优势及不足81

3.3.2作用机理及优势比较82

第四节 空气泡沫钻进的缺点84

3.4.1空气泡沫钻进具有的不足84

3.4.2泡沫钻进效率下降的主要原因86

第五节 更具比较优势的条件选择86

3.5.1地层86

3.5.2钻进方法87

3.5.3设备及钻具88

3.5.4环境及工程条件89

第四章 适应范围及应用90

第一节 地层及矿床90

4.1.1适应地层及工艺措施90

4.1.2不同矿床的钻进96

4.1.3环境条件100

第二节 适于采用泡沫介质的钻进方法101

4.2.1取心机具及技术方法101

4.2.2切削和碎岩方式102

4.2.3钻进口径和取（心）样方式103

第五章 泡沫工艺及钻进规程104

第一节 泡沫工艺104

5.1.1泡沫液的配制104

5.1.2气液比的选择108

第二节 钻进规程111

5.2.1冲洗介质与钻进规程综述111

5.2.2钻进参数值的确定114

5.2.3各规程参数的配合118

第六章 设备选择及管汇系统设计119

第一节 主要钻进设备、动力机及机具的选配119

6.1.1一般选用原则119

6.1.2设备选择及配套121

6.1.3钻进方法及机具的选择122

第二节 灌注泡沫的专用设备124

6.2.1空压机124

6.2.2注射泵127

6.2.3空气泡沫增压泵装置129

6.2.4钻进方法与泡沫专用设备选择136

第三节 管汇系统设计138

6.3.1管汇设计的基本要求138

6.3.2泡沫发生器的设计141

6.3.3储能装置的设计加工及使用144

6.3.4计量、监控仪器和阀的选用145

6.3.5管路设计146

第七章 孔口密封、消泡装置及泡沫液的回收147

第一节 孔口密封装置的设计和选用147

7.1.1作用及意义147

7.1.2设计与应用147

7.1.3设计与应用研究的发展方向148

第二节 消泡、消泡装置及泡沫液的回收149

7.2.1消泡、泡沫液回收的目的及意义149

7.2.2消泡的基本概念、原理和方式选择150

7.2.3消泡方式选择152

7.2.4泡沫液的回收与利用159

第三节 孔口密封、消泡及泡沫液回收装置的一体化设计160

7.3.1一体化设计的总体思路160

7.3.2满足发展要求的设计方向161

第八章 钻进操作及安全事项162

第一节 钻进操作要求162

8.1.1与冲洗液钻进的基本要求比较162

8.1.2正常钻进时的基本操作要求163

8.1.3复杂地层的钻进操作165

8.1.4不同钻具的技术及操作要求166

第二节 泡沫钻进安全操作注意事项及措施167

8.2.1安全操作注意事项167

8.2.2情况判断及措施167

8.2.3安全生产管理注意事项169

第三节 其他安全操作要求169

第九章 实钻数据收集及研究分析170

第一节 冲洗介质的结构、黏度及功耗、压损170

9.1.1不同冲洗介质的功率损耗170

9.1.2研究冲洗介质功率损耗的目的171

9.1.3研究分析方法172

9.1.4引起功耗和压损的主要因素172

9.1.5不同泡沫的回转阻力及压力损失173

第二节 破碎层钻进参数选择173

9.2.1钻参值对岩心堵塞的影响173

9.2.2钻速与钻参值的合理选择175

第三节 压力表反映迟滞时间与钻进状态关系175

9.3.1岩心堵塞程度与压力表反应175

9.3.2不同孔深条件下的迟滞时间判断176

9.3.3其他孔内情况的观察分析与判断176

第四节 冲击钻进的钻速与工艺及钻进规程的关系177

9.4.1钻速与泡沫工艺177

9.4.2钻速与钻进规程178

第五节 涌水地层的钻进方法选择178

9.5.1选择钻进方法须考虑的因素178

9.5.2选择钻进方法的依据179

9.5.3钻进方法选择179

第六节 冲洗介质特性与需要的破碎功180

9.6.1意义180

9.6.2研究方法181

9.6.3克取岩石方法选择181

第七节 涌水量与泡沫剂浓度等参数要素间的关系182

9.7.1提高泡沫剂浓度或泡沫液量的目的及必要性182

9.7.2提高泡沫剂浓度或泡沫液量的依据和量值（临界值）182

9.7.3其他要素及影响183

第八节 循环系统的压力损失183

9.8.1监测循环系统压力损失的意义183

9.8.2孔内压力损失的分布184

9.8.3其他压力损失的影响因素185

第十章 需探讨的问题及可能的解决途径186

第一节 涌漏水的极不稳定地层的钻进186

10.1.1工艺方法的提出186

10.1.2可行性分析187

第二节 钻具结构问题188

10.2.1钻具结构的总体影响188

10.2.2钻头与外岩心管189

10.2.3钻杆的选择192

第三节 不同介质的排液机理比较193

10.3.1不同孔内条件下泡沫钻进中的排液要求193

10.3.2泡沫与干空气排液方式比较193

10.3.3泡沫与冲洗液钻进排液方式比较196

10.3.4排液与烧钻事故、泡沫工艺及设备能力的关系197

第四节 回次钻进的时机选择198

10.4.1目的和意义198

10.4.2选择在排液过程中钻进的依据和方法198

10.4.3排液过程及其影响因素分析200

10.4.4析流与结构恢复的影响202

10.4.5钻进时机的选择203

第五节 烧钻的原因分析及解决措施205

10.5.1主要分析方向205

10.5.2引起钻头微烧或烧钻的主要因素205

10.5.3防止烧、埋钻事故的基本措施208

10.5.4钻具结构的影响209

第六节 泡沫的稳定性、强度与固相颗粒浓度的关系210

10.6.1影响泡沫体系稳定性的因素及度量210

10.6.2稳定性、强度与固相颗粒浓度的关系211

第七节 解决复杂的极不稳定地层的措施212

第十一章 前苏联与我国泡沫钻进应用及研究情况213

第一节 目的、意义和基本简况213

11.1.1介绍的目的和意义213

11.1.2应用的基本简况214

第二节 前苏联泡沫钻进应用及研究214

11.2.1应用214

11.2.2地质勘探孔泡沫钻进的总体应用情况225

11.2.3工艺研究228

第三节 我国小口径金刚石泡沫钻进应用研究234

11.3.1金刚石泡沫钻进主要研究时间段及概况234

11.3.2金刚石泡沫回转钻进的研究235

11.3.3金刚石泡沫冲击回转钻进和泡沫增压泵装置的应用研究239

第四节 前苏联与我国应用研究对比分析247

11.4.1对比分析的宗旨和方向247

11.4.2适应性及优、劣势的验证247

11.4.3应用研究能力和条件的差异248

11.4.4工艺规程及材料的应用研究250

11.4.5回次返泡时间的研究251

11.4.6深孔钻进问题251

11.4.7试验研究及分析中的问题或不足251

第十二章 空气泡沫钻进的效益评介262

第一节 评介的方法和意义262

第二节 泡沫钻进的技术效益分析263

12.2.1资源和材料的节约效益263

12.2.2高的技术经济指标265

12.2.3缩短施工周期带来的效益266

第三节 泡沫钻进需增加的投入267

12.3.1设备投入267

12.3.2管汇系统投入268

12.3.3初次投入的增加268

参考文献269

后记270