钻井工程各工艺流程详细介绍
钻井技术简介
钻井技术简介钻井技术是石油工程中重要的环节之一，它是通过钻井设备将钻头在地下钻孔，以达到获取地下矿藏或取得地质信息的目的。
本文将对钻井技术进行简要介绍。
一、钻井工艺流程钻井工艺流程包括井选、井设计、钻井液、钻具、钻井工艺等环节。
1. 井选：根据勘探资料、地质构造、矿藏分布等因素，选择合适的井位。
2. 井设计：根据勘探目标和井位条件，设计钻井参数，确定钻井方法、井眼直径、井深等。
3. 钻井液：钻井液是一种循环流动在井孔中的重要物质，它具有冷却钻头、携带岩屑、平衡地层压力等作用。
4. 钻具：包括钻杆、钻铤、钻头等，用于将钻头运行到井底。
5. 钻井工艺：包括井下作业、钻井参数调整、固井、完井等环节，以达到钻井目标。
二、钻井方法常见的钻井方法有旋转钻井、振动钻井、冲击钻井和旋挖钻井等。
1. 旋转钻井：通过旋转钻头，使钻头切削地层，将岩屑带到井口。
2. 振动钻井：利用振动原理，使钻头在井底振动，破碎地层并带出岩屑。
3. 冲击钻井：利用冲击力将钻头推进地层，达到钻井的目的。
4. 旋挖钻井：利用旋转钻头和钻铤，通过推进钻进地层，形成井孔。
三、钻井技术1. 钻头选择：根据地层性质和井设计要求，选择合适的钻头，如钻头形状、刀具结构等。
2. 钻井液控制：钻井液的配方和控制对钻井过程至关重要，需要根据地层条件和钻井目标进行调整。
3. 钻井参数调整：包括钻速、转速、钻压、钻力等参数的调整，以保证钻井的顺利进行。
4. 钻井过程监测：通过测井、岩芯分析、地层测试等手段，获取地下地质信息，指导钻井工作。
5. 固井：在钻完井后，通过注入水泥浆或其他填充材料，将井壁固定，防止地层塌陷和井壁塌陷。
6. 完井：包括井内装置的安装和地面设备的调试，使井口能够正常产生石油或天然气。
四、钻井技术的应用钻井技术广泛应用于石油勘探、开发和生产过程中。
1. 石油勘探：通过钻井技术，获取地下地质信息，确定石油储层的分布、厚度等参数。
2. 石油开发：通过钻井技术，建立油井系统，实现石油的开采、生产和输送。
钻井工艺流程
钻井工艺流程以中原油田三开井为例一.选井位(甲方)二.定井位:原则:地面服从地下三.搬迁准备及搬安井队,材料,技术员资料的(准备)钻井工程设计.井史,本井资料,仪器,工具(∑rA型井架)基础图;校正(要清楚校正的标准)天车,游车和转盘≤15mm.校正转盘与天车〈2-3mm 泵(不单是皮带轮,还要校正水平尺),不水平度应〈1mm吊测房,地质录井,气测,指重表参数仪(技术员在搬家过程中要经常四处转圈,而不是做一个劳动力)四.一开准备及一开作业1.钻具:井口工具,井下工具的准备,配合接头9"钻铤=731 8"=631 7"=521x520 API 411(国内)x410 6 1/4=4A11x410 5" 加厚卡瓦2.套管与套具的准备(套具由固井队提供) 最主要的是联顶节的长度联顶节主要考虑:1)转盘面2)封井器四通接出管线离工字钢1.5 cm (3)井架底座( 一开的时候要送封井器为啥?就是因为联顶节,封井器,厂家不一样四通等的长度有出入)封井器送来要问一下,闸板芯子是否是5寸~5-1/2的变径闸板,5寸的封钻杆,5-1/2寸的封油套,所以要问一下.下油套前要封井器试压.3.测斜与工具的准备(不是拉回来就万事大吉,要做个地面试验)冲鼠洞钻头用8-1/2的.4.配浆.5.一开验收6.一开钻进(接一根钻铤提起来,靠住转盘面,看钻铤是否居中,然后卸掉方钻杆,上接钻头,水龙带吊着,只准旋转不准加任何钻压.200-300米表层要接2柱8寸钻铤,一柱7寸钻铤.钻进过程中在表层一般用双泵,预防堵水眼,因为沙子很多.用双泵在钻完后,停一个泵,上提,快提完时在停泵.停完泵要抢接单根,根据钻铤的重量确定钻压,第一根不加压,第二根加压10KN-15KN,钻压的多少根据钻铤的多少,(钻压要算好)钻完一开后,循环泥浆,一定要上提下放,不能定点.更不能沉底循环,特别是一开更不能沉底循环,因为一开泥浆不成体系.应打个封闭,尽量不能留下水泥环.现场灰量要准备好,水量要准备好.下表层套管不好下.斜坡引鞋.表层固井的水泥质量很差.如果下不到底即使接循环头,方钻杆上提下放,尽量下到底.7.固井.固井时替浆量的计算:一开:经验公式:一般是100米8方留水泥塞是20~30米+2米的口袋=25米检测表层固井水泥浆的比重≥1.85,比重低了凝固时间长观察固井的水泥返高.及时清理水泥,清理返上来的水泥.8.替清水量的观察(算好)固井替清水量的计算(技术员的工作)计算套管的容积.原则:在套管内留30米水泥塞.(主要是套管试压的需要)替清水时一定要看着它替,不能多也不能少.这个量一定要准确.9.一个技术员的日常工作.技术员是一个生产协调者.10.表层一般侯凝8个小时.侯凝时作好装井口的准备工作,吊封井器的绳套,联顶节,升高短节,螺杆.注意:如果量多了,可以要一个长一点的升高短节.一开时还有一个技术交底.二开时有个几大设计的交底.五.二开前整改,二开准备1,二开技术交底.工程,泥浆,(是不能分家的,)地质,井控四大设计.不是照本宣科,要把自己的想法说出来.比如:用什么钻头,打多少米,因为设计的可操作性不高,重点要把自己的计划拿出来,以公司的施工方案为主,自己做个方案.高转速的用滚动密封的G,若使用时间长的就用滑动密封的H型的.如果穿过管陶了,用什么类型的PDC比如P265MF或者使用公司修复的钻头,这时要考虑综合的指标.选择钻头要考虑.根据邻井资料,所以一开的调研很重要,这样才有发言权,必须自己作好前期调研,树立自己的威信.工程与泥浆是不能分家的,一定掌握泥浆性能,最起码要了解泥浆性能的规划,要进行沟通.地质:跟地质要密切配合,它可以提供一些资料,特别是打完管陶了,怎么确定是不是穿过了管陶,可以看沙子,地质进哪个层位了.沙一是灰色,沙二是棕红色,沙三是灰色,沙四见红层就完钻.和地质聊一聊个层段的岩性,一口井打完了总结一下.井控:那些是职工检查的,那些是技术员的责任一定要明确,井控上没小事全是大事.出事是要坐牢的,井控主管是技术员,所以一定要划清责任.事故预案给大家交代.做出具体方案.2.封井器的安装.(1)卸联顶节,(注意第一根套管,卸的时候一定盯住下边,别把不该卸的卸开了)上升高短节时一定要轻轻上,注意保持完好,自己一定要盯住.底法兰紧时一定要把工具找到位.余扣不能超过2扣,涂丝扣油时要涂均匀.(2)每次装封井器时要检查一下绳套,特别是刹把一定要让司钻摸,建议甩井口时用1寸以上的钢丝绳或者机修加工的专用绳套.封井器的钢圈上一般不要抹黄油.封井器装完校正.一定要从井口往下看.固井时保证井口的居中.也不能单靠绳子拉.(3)试压:最起码二开时要达到标准实验,实事求是,一定按照自动记录仪试压,一定要严格试压程序.正规的试压,压井管汇,每个闸门-封井器,一个一个蹩压1个小时,压力要保证,时间要保证.(4)内防喷工具:回压凡尔,投入式止回阀要经常保养,包括回压凡尔的抢接装置.(5)远控房的检查:检查完,打完压后看看油量够不够,让它同时关再看看油量,储能器的油量让他补充够.(6)检查各压力表的压力:旁通阀,充氮压力(有一个小压力表)一定检查到.气管束---从司控台到远控房是否漏气.(7)液气分离器(也属于井控装置):用清水试一下(冬季用气)看是否通的,要保证能用.(8)液面报警器要及时装上.(9)特殊井的急救装置和东西要跟上,如硫化氢,没有急救装置是绝对不能开钻的.(10)模拟各种工况下的演习,至少要保证自己会.至少要求四年去学习一次.3.组合钻具:设计上有,施工指导上也有.特别是定向井,不管什么组合都要下扶正器,要考虑下一步及整口井的计划.泵压要和机房司机长钻台工长通气.综合考虑钻头的水力参数.所以每走一步一定要想到下一步的复杂性.(盐层卡钻有个套铣)一般情况下一开验收以设备为主,二开验收以工程为主:工程---井控;几大设计的上墙二开以后要把多点领回去.六.二开钻进1.钻水泥塞:下钻遇阻不得硬压.只有上提顶通,开泵.防止堵水眼.钻压30-50KN,工程,钻水泥塞.2.钻铤出套管前不能超过80KN,二档110r/min,防止磨坏套管.防止出套管鞋前把水泥环弄脱落造成卡钻.文234-6井穿管陶记录自300-1520.73米,只用了一只钻头,纯钻时间为33小时.起出钻头后发现有一只牙轮轴承有松动,这只钻头已经用到家了.管陶设计:底部1500米,实际1520.73米.中原油田所见最深管陶为1570米.本井情况:打到1500米,5分钟一个单根,1360米时,转盘蹩跳一次.处理措施,先判断牙轮是否掉了,如果没有就继续打,注意要慢慢加压.穿管陶用Ⅱ档,如果有蹩跳就改用Ⅰ档.管陶组蹩跳是地层的原因,因为粗沙子太多.管陶组沙子太多,所以携沙很重要,要求接单根的动作迅速,早开泵晚停泵,以免堵水眼.管陶组的地层松软,所以不用划眼,除非钻时很快,也可以先上提方钻杆再停转盘,倒划眼和正划眼是一样的作用,可以起到修井壁的作用.穿完管陶循环一个小时可以起钻,沙子是循环不完的.在管陶组的顶部最好要测个点,如果井斜不大,可以加大一些钻压,如果井斜偏大,则要正经吊打.如果用转盘不用双驱,就用Ⅱ档一只钻头绝对可以穿过管陶.穿管陶中间有蹩跳是很正常是属于地层的原因,因为粗沙子的缘故.管陶组吊打不能提前的太早,要合适,否则一只钻头不易穿完.穿管陶提前20--30米就行了,吊打:钻压30--50KN.3.二开时的日常工作:经常检查一下指重表,方保接头.作为技术员起下钻,起钻前看一下震动筛有没有沙子,吊测前需要循环,起钻前特别是新井眼要盯上,下钻到底要提前10柱上去看,特别是划眼时要盯上去看,积累经验.吊测时要制定措施,吊测时将钻杆提离转盘2米,提离1米没有用,加强日常的学习,学习设计,邻井的资料及其常用的参数,不要凭经验.每根钻具的内外径,每根特殊工具都要画草图,特别是螺杆.尤其是下部钻具、钻铤、接头、钻杆，特殊的要记下来。
钻完井工艺流程
井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循的 是：
钻井设计的基本原则
保证压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中。 压差不要过大，以免发生压差卡钻。 封固易漏、易垮塌、易缩径和易卡钻的井段。 探井的套管预留。 多层套管程序。
高压气井，套管下在高压油气层顶部，古潜山下在风化壳顶 部。浅层气顶部
张力系统
防喷器运送设备 阻流管汇及控制台
防喷器组的组成 从下至上的排列：
井口连接器
下双联闸板防喷器 上双联闸板防喷器 下万能防喷器 事故安全阀：安装在闸板防喷器的侧出口 防喷器组框架
以上组成，称为BOP STACK（防喷器组－避台风时，留 在海底）
防喷器组的组成
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如果预测有浅层气，则需要钻17-1/2"领眼。
水下与地面井口装置
钻井程序
17-1/2"井眼与13-3/8"套管段作业（三开）
组合钻具钻水泥塞，钻出浮鞋后5-10米，做地漏试验。 17-1/2”井眼钻具组合：17-1/2"BIT+8"DC1+STB+8"DC2+STB +8"DC6 +8"(F/J+JAR)+SUB+5"HWDP17
平台就位设计 井身结构设计
钻井设计内容
钻井作业程序 弃井作业程序 特殊作业程序 钻井风险分析 应急计划 作业进度计划
防喷器和井口系统
套管柱设计 固井设计
钻井液设计
钻井工艺流程
钻井工艺流程一、引言钻井工艺是石油勘探开发的重要环节之一，它是通过钻井设备将钻头钻入地下，获取地下矿藏信息并进行开发的过程。
本文将介绍钻井工艺的流程及其关键步骤，包括井前准备、钻井操作、井下作业和井后处理等内容。
二、井前准备井前准备是钻井工艺流程的第一步，主要包括选址、勘探和设计等工作。
首先，选址是根据地质调查和勘探数据，选择适合进行钻井作业的地点。
然后，进行勘探工作，通过地质勘探手段获取地下矿藏的信息，包括地质构造、岩性、地层厚度等。
最后，根据勘探结果和设计要求，制定钻井方案，包括井深、井眼直径、钻井液类型等。
三、钻井操作钻井操作是钻井工艺流程的核心部分，主要包括井下钻井和井上控制两个方面。
井下钻井是指将钻头通过钻杆系统下放到井口以下，利用旋转和冲击力将钻头钻进地下的过程。
井上控制是指通过控制钻机和钻井液等设备，对井下钻井过程进行监控和调节。
1. 钻杆下放将钻杆下放到井口以下，直至达到设计井深。
钻杆需要具有足够的强度和刚度，以承受井下钻井过程中的冲击力和扭矩。
在钻杆下放过程中，需要注意保持钻杆的垂直度，防止偏斜。
2. 钻头钻井钻头是钻井工艺中的重要工具，它通过旋转和冲击力将地层岩石钻穿。
钻头通常由钻头体和钻嘴组成，钻头体负责传递旋转力和冲击力，钻嘴负责切削和破碎地层岩石。
在钻井过程中，需要根据地层的不同特点选择不同类型的钻头，以提高钻井效率和质量。
3. 钻井液循环钻井液是钻井工艺中的重要介质，它具有冷却钻头、悬浮岩屑、控制井壁稳定等功能。
钻井液循环系统由泥浆池、泥浆泵、钻井管道等组成，通过泵送和循环钻井液，实现岩屑的清除和地层的稳定。
在钻井液循环过程中，需要根据地层的不同特点和钻井要求，调整钻井液的性能参数，包括密度、粘度和过滤性能等。
四、井下作业井下作业是指在钻井过程中进行的其他工作，主要包括取心、测井和固井等。
取心是通过取心工具在井中取得地层样品，用于地质分析和油气含量评估。
测井是通过测井工具对井内的地层进行物理和化学参数的测量，用于地层评价和井壁稳定分析。
钻井的工艺流程
钻井的工艺流程钻井是石油勘探和开采中的重要环节，通过钻井可以获取地下资源的信息，并为后续的开采工作提供必要的条件。
钻井的工艺流程是一个复杂的系统工程，包括多个环节和步骤，需要严格的操作和管理。
下面将详细介绍钻井的工艺流程。
一、前期准备在进行钻井工艺之前，需要进行充分的前期准备工作。
这包括确定钻井目的地点、进行地质勘探和分析、设计钻井方案、准备钻井设备和材料等工作。
地质勘探和分析是非常重要的，它可以为钻井提供必要的地质信息，包括地层结构、岩性、地下水情况等，为钻井方案的设计提供依据。
二、井址布置确定钻井目的地点后，需要进行井址布置工作。
这包括确定井口位置、建立井场、搭建钻井平台、安装必要的设备和设施等。
井址布置工作需要考虑地形地貌、环境保护、安全生产等因素，确保钻井作业的顺利进行。
三、钻井方案设计钻井方案设计是钻井工艺流程中的关键环节。
根据地质勘探和分析的结果，结合钻井的目的和要求，设计钻井方案，包括钻井井深、井眼直径、钻井液类型和性能、钻井工艺参数等。
钻井方案设计需要综合考虑地质条件、工程技术、经济效益等因素，确保钻井的顺利进行和达到预期的效果。
四、钻井设备和材料准备在进行钻井作业之前，需要准备好必要的钻井设备和材料。
这包括钻机、钻具、钻头、钻井液、辅助设备等。
钻井设备和材料的选择和准备需要根据钻井方案的要求和实际情况进行，确保钻井作业的顺利进行和达到预期的效果。
五、钻井作业钻井作业是钻井工艺流程中的核心环节。
它包括井眼钻进、取心、完井等多个步骤。
井眼钻进是指通过旋转钻具和施加一定的钻压，将钻头沿着设计好的井眼轨迹向地下钻进。
取心是指在钻进过程中，定期取出地层样品进行地质分析。
完井是指在钻进到设计井深后，进行井眼壁的加固和井口设备的安装，为后续的井筒完井和开采作业做准备。
六、井筒完井井筒完井是指在钻井作业结束后，对井筒进行加固和处理的工作。
这包括井眼壁的套管加固、水泥封固、井下设备安装等。
井筒完井工作的质量直接影响到后续的开采作业和井的使用寿命，因此需要严格按照设计要求和规范进行。
钻井作业流程
钻井作业流程一、工程准备1.在预定井位范围内进行海床地貌水文调查和浅层地质调查及就位可行性研究。
通过该项工作来确认所使用的钻井装置是否适合于预定井位。
自升式和半潜式钻井平台要求按如下范围进行测量：1)自升式：2×2公里2)半潜式：3×3公里2.在海上钻井平台的整个钻井作业期间，必须有守护船，它应能完成值班和救生双重任务。
3.在开钻之前应该得到一份在整个作业期间作业区域的潮汐和海流预报。
在作业过程中，钻井平台和基地作业者办公室每天必须得到作业海域的海况和天气预报。
4.在计划使用油基钻井液时，使用的钻井平台对于钻井液、岩屑、污水及生活垃圾的排放和处理必须符合国家的安全环保法规、作业区域的地区法规以及总公司安全环保部门制订的有关政策。
二、半潜式平台钻前工作（NH5）一、钻台准备工作（利用拖航时间进行）1.对钻台立管汇、泥浆泵房管汇按要求进行试压。
2.对顶驱上、下阀，手动安全阀，单流阀按要求进行试压。
3.对泥浆泵液力端进行检查，清洗上、排水滤网，检查空气包压力。
4.对振动筛、除砂、除泥、除气器进行清洗、保养。
5.对泥浆池、沉砂池、配浆管线进行清洗，检查海底阀。
6.对单点测斜仪进行测试、检查回收绞车钢丝绳、捞矛。
7.检查和丈量30"套管，30"低压井口头以下5米涂白漆，在距离井口头顶部1.00米、1.50米、2.00米、2.50米和3.00米处涂上黑油漆并标上数字；30"套管鞋以上5米涂白漆，每半米处用黑漆画圈并数字标明。
（便于ROV水下观察）。
8.在月池上装好永久导向基板和导向桩，穿好导向绳；为了易于辨认，将导向桩上涂上白色油漆并编号（以船首右舷为“1”，依次顺时针进行编号），检查水平仪。
9.井口工具及配合接头准备：1)5"DP吊卡、5"钻杆卡瓦、3＃补心；2)8"钻铤提升短接、8"钻铤卡瓦、安全卡瓦（11片）；3)9"钻铤提升短接、9"钻铤卡瓦、安全卡瓦（12片）、2＃补心&SDD大钳及相应钳头；4)26"钻头盒及钻头上卸扣器；5)20"套管补芯；6)30"套管吊卡，卸扣；7)浮阀接头、配合接头；8)下内管柱所有工具。
钻井工艺流程
一、钻井作业程序
2、一开作业 一开钻进程序： ➢ 导管下到位后，坐挂在转盘面上。 ➢ 下插入头内管串，环空灌满海水，检查插入密封 ➢ 打通并循环泥浆。 ➢ 固井作业。 ➢ 下放24“导管，坐底，制作简易井口 ➢ 候凝期间接钻具。
➢ 钻水泥塞、浮箍和浮鞋，钻进参数：钻压1～5吨 ，排量3200～3500升/分，转速40～60 转/分。
➢ 继续钻进，扶正器出套管鞋前，钻进参数：钻压 1～3吨，排量3000～3400升/分，转速小于60转/ 分。为避免套管鞋处过度冲刷，尽量使用小钻压 、低排量和低转速钻进。
一、钻井作业程序
4、三开作业 ➢ 扶正器出套管鞋以后，正常钻进参数：钻压3～5 吨，排量3500～4000升/分，转速70～100转/分。 现场根据选用的钻头型号、泥浆性能和井眼净化 情况，适当调整泥浆排量，以利于携砂。
一、钻井作业程序
3、二开作业 ➢ 放压，检查无回流后拆去水泥头及固井管线。下 小油管冲洗环空至泥面以下5m左右。 ➢ 割甩24"隔水导管及13-3/8"套管。 ➢ 打磨13-3/8"套管，安装13-5/8"口，防喷器组合：万能+剪切闸板+上闸板+ 钻井四通+下闸板。
一、钻井作业程序
2、一开作业 开钻的必备条件： ➢ 设备试运转正常； ➢ 合适的潮汐时间 ➢ 已经接了足够钻到一开目的井深的钻具 ➢ 隔水导管已经全部丈量完毕，相应的工具、附件 齐全 ➢ 泥浆已经配制完毕，达到使用条件
一、钻井作业程序
2、一开作业 开钻的必备条件： ➢ 泥浆材料、水泥及水泥添加剂 足够 ➢ 钻井水200方以上 ➢ 固井工具（下内管工具）齐全
钻井工具及工艺流程
地球的构造
地球的内部结构：从外到里是由 地壳、地幔、地核三部分组成。地壳 的厚度一般为30~40km，石油钻井的 深度都在地壳的深度范围内。
第三章 钻井地质基础知识
地壳中的岩石分类：
按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1、岩浆岩：是高温高压下的岩浆从地层深处侵入或喷出地 表冷凝而成的岩石。主要有花岗岩和玄武岩等，特点是无层理、 块状。 2、沉积岩：是在地壳表层条件下，主要是母岩（即岩浆岩、 变质岩及早期形成的沉积岩）的风化产物，经搬运、沉积后再 经成岩作用而形成的岩石。常见的沉积岩有：泥岩及页岩、砂 岩、砾岩、石灰岩等。
第三章 钻井地质基础知识
石油
1）化学组成 石油是一种成分非常复杂的天然有机化合物的混合物，其中 主要成分是液态烃。 2）物理性质 颜色 石油的颜色是多种多样的，一般为黄褐色、棕色、淡 黄色及暗绿色，也有白色、淡红色等。颜色决定于石油的化学 成分，一般轻质油色浅，重质油色深。 比重 石油在20℃时的重量与同体积4℃的纯水重量之比称为 石油的比重，一般用γ表示。石油比重变化很大，一般在0.75 ～1.0之间，个别的大于1或小于0.75。 粘度 石油的粘度决定于石油的化学成分和温度、压力。温 度增高石油粘度降低，而压力增加则粘度增大，石油中轻质油 组分增加，粘度随着降低。石油粘度在不同油田和不同油层中 变化是很大的。
泉头组
三段
二段
一段 四段 三段 二段 一段
0~479
0~181 0~562 0~700 0~119
暗紫色、褐色泥岩夹棕灰色砂岩、粉砂岩
灰白、灰绿色砂岩与紫褐色泥岩，砂质泥岩互层 灰白、棕灰色砂岩夹灰黑色泥岩，砂质泥岩 灰黑、紫褐色泥岩，砂质泥岩夹棕灰色砂岩 灰绿，棕红，深灰色砾岩
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6、井控系统
(1)组成：
防喷器组、钻井四通、节流 管汇、压井管线以及液、气压 控制机构组成。
(2)功能：
控制井内的压力，防止地层流 体无控制地流入井中。
图6－4 大庆I－130型钻 机
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钻机的组成及功能
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钻机的组成及功能
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钻机的组成及功能
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钻机的组成及功能
钻井现场“十大件”
井架 转盘 泥浆泵
特点
①钻杆完成起下钻具、传递扭矩、 为钻头施加钻压、提供洗井液的 入井渠道等任务； ②钻头在一定的钻压作用下旋转 破岩，提高了破岩效率；
③在破岩的同时，井底岩屑被清 除出来；
④提高了钻井速度和效益。
目前这种方法在世界各国被广泛使用。
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井底动力钻具旋转钻井法
钻头 钻柱加压
吃入地层 动力钻具旋转
破碎岩石 循环洗井液
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第二节 钻井设备
钻机：石油钻井的地面配套
设备，由多种机器设备组成 的一套大功率重型联合工作 机组，可以满足完成钻进、 接单根、起下钻、循环洗井、 下套管、固井、完井及特殊 作业和处理井下事故等要求。
图1－10 大庆I－130型钻机
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钻机的分类（钻井深度）
大型钻机 目前我油田有70DB、50DB、40DB、30DB钻机
产生动力及，链并条把传动等力装传置递 给泥浆泵、绞车和转盘。
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钻机的组成及功能
5、气控系统
图1－15 大庆I－130型 钻机
(1)组成：
控制面板(控制机构)、传输 管线和阀门、执行机构以及压 气机等。
(2)功能：
确保对整个钻机各个工作机构 及其部件的准确、迅速控制， 使整机协调一致的工作。
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钻机的组成及功能
人力冲击钻井法
方
顿钻钻井法
法
目前普遍使用
分
旋转钻井法
类
连续管钻井法
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旋转钻井法
转盘旋转钻井法
分 类 井底动力钻具旋转
钻井法
图1－2 转盘旋转钻井法
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旋转钻井示意图
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转盘旋转钻井法
钻头 钻柱加压
吃入地层 转盘旋转
破碎岩石 循环洗井液
清洗井底
图1－4 转盘旋转钻井法
设计井深
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转盘旋转钻井法
图1－5 转盘旋转钻井法
(2)功能 ①下放、悬吊或起升钻柱、套管 柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻 压控制。
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钻机的组成及功能
2、旋转系统 (1)组成 水龙头、转盘
带动整个 保证在洗井 钻柱及钻 液循环时钻 头旋转 柱能够旋转
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钻机的组成及功能
2、旋转系统 (2)功能 保证在洗井液高压循环的 情况下给井下钻具提供足够 的旋转扭矩和动力，以满足 破岩钻进和井下其它要求。
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钻机的分类（钻井深度）
大型钻机 此外有ZJ50、ZJ40、ZJ32钻机
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钻机的分类（钻井深度）
中型钻机 目前我油田有20D、ZJ15D、20车载钻机
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钻机的分类（钻井深度）
轻型钻机 目前我油田有XJ550、XJ350、K61钻机
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钻机的分类（动力设备）
柴油机驱动钻机 以柴油机为动力，通过机 械传动或液力传动的钻机
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钻机的组成及功能
3、循环系统
洗井: 清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。
洗井液功能及类型:
洗井液：在钻井过程中，能够完成洗井循环而达
到清洗井眼目的的流体。包括泥浆、清水、空气 和天然气。
类型:
固相颗粒悬浮在
水基体系、油基体系和空气一水天或然油气中体所系形成
的一种分散体系
用的最多
用的最少
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钻机的组成及功能
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钻头的分类(刮刀钻头)
(1)刮刀钻头 切削型钻头
直流电驱动钻机 工作机用直流电动机驱动。 海上钻井普遍采用
交流电驱动钻机 工作机用交流电动机驱动
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钻机的组成及功能
1、起升系统 2、旋转系统 3、循环系统 4、驱动与传动系统 5、气控系统 6、井控系统
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钻机的组成及功能
1、起升系统
(1)组成
井架、天车、游动滑车、大绳、 大钩及绞车
图1－11 大庆I－130型钻 机
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钻机的组成及功能
3、循环系统
(1)组成
泥浆泵、泥浆净化 装置(固相控制设备) 和泥浆槽、罐等
(2)功能
①从井底清除岩屑； ②冷却钻头和润滑钻具。
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钻机的组成及功能
3、循环示意图
泥浆泵 泥浆泵
⑥③
循
环
罐
②
井口
高架槽
振①
动 筛
节流管汇
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钻机的组成及功能
3、循环系统设备 (1)泥浆泵 (2)固控设备
天车 绞车 柴油机 传动装置
大钩 水龙头 游动滑车
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第三节 钻井工具
井下钻具
井口工具
一、井下钻具
水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。主 要包括钻头和钻柱。
1、钻头
直接破碎岩石形成井眼的工具。
影响钻井速度最直接的因素之一
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衡量钻头破岩效率高低的主要指标
钻头寿命：
在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间 (包括划眼——在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井 壁的过程)，单位为h；
清洗井底 设计井深
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井底动力钻具旋转钻井法
旁通阀
涡轮钻具 上轴转承子
定子
分 螺杆钻具 中心轴
类
下方轴外向承壳轴
电动钻具
主轴
定子和转子
钻头
涡螺轮杆钻钻具具
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井底动力钻具旋转钻井法
特点
①转动钻头的动力由地面移到井 下，直接接在钻头之上； ②钻柱的功能只是给钻头施加一 定的钻压、形成洗井液通路和承 受井下动力钻具外壳的反扭矩； ③井底动力钻具的动力是由电源 或地面泥浆泵提供的、通过钻柱 内孔传递到井下的具有一定动能 和压力的洗井液流体或交流电。
钻头进尺：
在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为m；
机械钻速：
用钻头的进尺除以纯钻进时间，即单位纯钻进时 间的钻头进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单 位为m／h。
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钻头的分类
按照钻切岩石面积及形状的不同：
全面钻进钻头 取芯钻头
特种钻头
按照结构特点和破岩机理的不同：
刮刀钻头 牙轮钻头 金刚石钻头
钻井知识及钻井技术讲座
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主要内容
前 言 第一章 油气井钻井方法及工艺 第二章 现代钻井技术发展概况
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第一章 油气钻井方法及工艺
钻井
利用一定的工具和技术在地层中 钻出一个较大孔眼的过程。
第一节 钻井方法
钻井方法
为了在地下岩层中钻出所要求 的孔眼而采用的钻孔方法。
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第一节 钻井方法
钻
人工掘井
井
3、循环系统
(1)清洗井底携带岩屑
(2)悬浮岩屑
洗
(3)阻止地层中油、气、水流入井内
井
(4)保护井壁，防止井壁坍塌
液 功 能
(5)冷却、润滑钻头和钻柱 (6)向井底传递水功率(7)了解ຫໍສະໝຸດ 层(8)减轻钻柱或套管拄的悬重
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钻机的组成及功能
4、驱动与传动系统
(1)组成 动力机、传动部分 (2)功能 联变轴速柴器箱电油、 、动机离皮机或合带器传、动