石油钻井的一些基本概念
石油钻井机械基础知识
石油钻井机械基础知识目录一、基本概念 (2)1.1 石油钻井 (2)1.2 机械钻井 (3)二、钻井设备 (5)2.1 钻井泵 (6)2.2 钻井电机 (8)2.3 离心泵 (9)2.4 传动系统 (10)2.5 井架与底座 (11)三、钻井工具 (12)四、钻井工艺 (14)4.1 钻前准备 (15)4.2 钻进技术 (16)4.3 下井工具 (18)4.4 特殊钻井工艺 (19)五、安全与环保 (20)5.1 安全规定 (21)5.2 环保要求 (22)六、维护与保养 (23)6.1 日常检查 (25)6.2 定期保养 (26)6.3 故障排除 (28)七、发展趋势 (29)7.1 新技术应用 (31)7.2 节能减排 (32)7.3 智能化发展 (33)一、基本概念石油钻井机械是石油勘探开发过程中不可或缺的工具，其主要功能是用于钻探地层以获取油气资源。
这些机械包括钻头、钻柱、钻机、泥浆泵等关键设备，它们共同协作，确保钻井过程的顺利进行。
钻头：钻头是石油钻井过程中的关键部件，其设计与材料的选择直接影响到钻井效率和钻探成本。
现代钻头通常采用高强度材料制造，并经过精密的设计，以确保在复杂地层中的高效钻进。
钻柱：钻柱是由多根钻杆连接而成的圆柱形结构，用于传递钻井动力和承受钻井过程中的巨大扭矩。
钻柱的长度和强度对于钻井深度和安全性至关重要。
钻机：钻机是石油钻井机械的核心部分，负责提供钻井所需的动力和控制系统。
钻机的类型多样，包括旋转钻机、顶驱钻机、钻井泵等，它们各自适用于不同的钻井环境和需求。
泥浆泵：泥浆泵是石油钻井过程中的重要设备，其主要功能是将水和添加剂混合成泥浆，以润滑钻头、冷却钻具并携带出钻探产生的岩屑。
泥浆泵的性能直接影响到钻井的效率和质量。
1.1 石油钻井裸眼钻井：指在地表直接进行的钻井作业。
这种类型的钻井主要用于获取地表岩层的地质资料，以便为后续的开发提供依据。
牙轮钻井：采用牙轮钻头进行钻井作业，适用于软、中硬岩层的钻探。
石油钻井安全技术(一)钻井工程简介
石油钻井安全技术（一）钻井工程简介为了寻找油气储藏，除了采纳地球物理勘探方法进行勘探外，还必须钻各种探井，为制定开发方案提供具体的资料。
为了开采石油和天然气，要按照油气田的开发方案钻一批生产井和注水井。
在油田的生产过程中，还要钻一些观察井和加密井。
钻井工程是指在初步探明油、气、水储藏状况后，通过钻具(钻头、钻杆、钻铤等)对地层钻孔，然后用套管联接并向下延伸到油、气、水层的过程。
钻井按照施工目的的不同，分为探井和开发井。
探井包括地质井、参数井、预探井、评价井等；开发井包括采油井、采气井、注水(气)井以及调整井、检查研究井、扩边井等。
最古老的钻井方法是冲击钻井法，简称顿钻。
由于这种钻井方法的效率极低，现在已经被旋转钻井所代替。
旋转钻井法是用金属钻杆带动钻头旋转来破碎岩石的一种钻井方法。
它通常使用转盘钻机，由转盘通过方钻杆来带动钻杆和钻头旋转。
目前世界上绝大部分钻井工作量是由旋转钻井法完成的。
现在，也有部分钻机已经开始使用井底动力发动机(主要有涡轮钻具和螺杆钻具两种)，又称井底动力机钻井法。
另外，世界上还有井底发动机与柔性钻杆配合钻井法，但使用极少。
我国石油钻井从1949年建国开始到现在50多年间，经历了组建(1949～1957年)、发展(1958～1977年)和提升(1978年到现在，也叫做钻井提升时期)三个时期。
目前，已经具备了较高的钻井技术水平。
21世纪世界钻井发展的趋势是向自动化、智能化钻井发展，我国将重点发展旋转导向钻井技术、超深井钻井技术、大位移钻井技术、提升老油田产量的各类型钻井技术和强化钻井基础理论研究，强化钻井装备的更新改造技术，并在推广和应用先进的企业管理方法方面做出努力。
一、钻井制定与井场布置(一)钻井制定所有的井都要进行钻井制定。
钻井制定的基本内容包括地质制定、工程制定、进度制定和费用预算四个部分。
钻井制定要本着“科学、安全、经济、环保〞的原则来进行。
地质制定应提供钻探目的和要求、地层孔隙压力、破裂压力、岩性特征、地层剖面、故障提示等资料，并提供邻井的油、气、水显示和复杂状况资料，注明含硫化氢地层深度和估计含量。
石油钻井工艺技术
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-B型钳
5、B型吊钳保养与维护 ①钳柄应无裂纹或焊缝；尾桩销及方头螺钉应齐全完好；钳 尾绳尺寸应符合标准，且无打结或严重断丝，两端紧固牢靠。 ②钳头上的各扣合钳开合灵活，扣合尺寸与钻具或套管尺寸 相符；轴销不能装反，固定销及背帽应齐全；钳牙及钳牙固 定销齐全，固定牢靠，钳牙磨损严重时应及时更换；扣合弹 簧应是专用部件。 ③吊钳水平度应合适。吊钳悬空时应水平，若吊钳前后不水 平，可用活动扳手调节吊杆下部的调节螺钉，顺时针转动， 吊钳钳头调高，逆时针转动，吊钳钳头降低；若吊钳左右不 水平，可用活动扳手调节吊杆上部的平衡梁使吊钳绳左右移 动。左低右高时让吊钳绳左移，反之，向右移。
（5）循环系统
固控设备
循环罐
水龙带
二、钻井装备及主要工具
（6）控制系统
司 控 房
二、钻装备及主要工具
2、主要工具-钻头
铣齿钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
三片卡瓦
多片卡瓦
安全卡瓦
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
卡瓦作用、类型、结构 3、结构
铰链销钉 卡瓦手柄
卡瓦体
卡瓦牙
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
4、卡瓦规范
（１）型号表示法
• • / • 额定载荷； kN 卡瓦名义尺寸； mm WT 表示钻铤卡瓦 WG 表示套管卡瓦 产品名称 W 表示钻杆卡瓦 例如： WT41/2~6-360表示能卡持114.3～152.4管径，最大载荷为360KN的 钻铤卡瓦。
石油钻井知识大全(免费)
石油钻井知识大全(免费)概述石油钻井是指在石油开采过程中，通过钻探工具将地下岩石层打破，使用管道输送石油或天然气的技术过程。
这是一项技术难度较高、成本较高的工程。
本文将全面介绍石油钻井的基础知识以及相关的技术细节。
钻井的基本流程石油钻井通常分为4个基本步骤：井深设计、井斜控制、钻井液管理和钻头选择。
井深设计钻井时需要按照规定的井深进行作业，这一过程需要考虑到工况、井底地质条件、施工条件、储层要求等方面的因素。
井深决定了钻头和钻杆的长度、钻机的用量和钻井液的数量。
井斜控制井斜控制是指在钻井过程中控制井眼弯曲的角度和方向。
斜井钻进需要准确控制钻井头的方向，以便在地下到达需要的目的地。
旋转钻头和使用定向工具是井斜控制的两个关键方面。
钻井液管理钻井液是保持井壁稳定、清理场地并润滑钻头的液体，通常是水、油、水泥等化学物质的混合物。
合理的钻井液管理可以确保钻井的正常进行，避免环境污染和其他安全问题。
钻头选择钻头是用于钻进地下层中的主要工具，不同类型的地质结构需要不同的钻头。
选择合适的钻头可以提高钻进效率，减少成本，确保钻井安全。
关于钻井的技术难点在石油钻井的实践中，有一些技术问题需要解决。
这些问题包括井眼稳定、井眼解决、井口安全和井底流体管理。
井眼稳定井眼稳定是指控制井眼变形的技术。
在钻井过程中，地下岩石会承受巨大的压力，会使井眼变形。
井眼稳定技术可以避免井眼形变，维持井深的准确性。
井眼解决井眼解决是指施工过程中可能遇到的井眼失稳、坍塌和流动问题。
针对这些问题，可以通过改变钻井液的配方、调整钻头类型等手段来解决井眼问题。
井口安全井口是指钻井的出口。
在井口的安全管理过程中，需要考虑到设备的防火、爆炸、溢油等风险，以及对农田、公路、河流等环境的影响。
井底流体管理井底流体管理是指维持井底清洁、保持流体压力平衡的技术。
在变斜井和平衡井的钻进过程中，井底流体管理技术可以避免钻进困难、井眼变形等问题。
石油钻井的最新技术石油钻井技术一直在不断发展，目前，一些新技术已经在实践中得到了应用。
石油钻井知识点
==钻井技术概述==经过石油工作者的勘探会发现储油区块, 利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，称为钻井。
在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。
诸如寻找和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。
钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。
石油勘探和开发过程是由许多不同性质、不同任务的阶段组成的。
在不同的阶段中，钻井的目的和任务也不一样。
一些是为了探明储油构造，另一些是为了开发油田、开采原油。
为了适应不同阶段、不同任务的需要，钻井的种类可分为以下几种。
基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和含油气情况，验证物探成果，提供地球物理参数而钻的井。
一般钻到基岩并要求全井取心。
剖面井：在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井。
目的是为了揭露区域地质剖面，研究地层岩性、岩相变化并寻找构造。
主要用于区域普查阶段。
参数井：在含油盆地内，为了解区域构造，提供岩石物性参数所钻的井。
参数井主要用于综合详查阶段。
构造井：为了编制地下某一标准层的构造图，了解其地质构造特征，验证物探成果所钻的井。
探井：在有利的集油气构造或油气田范围内，为确定油气藏是否存在，圈定油气藏的边界，并对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需的地质资料而钻的井。
各勘探阶段所钻的井，又可分为预探井，初探井，详探井等。
资料井：为了编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究取得资料数据而钻的井。
生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而钻的井。
生产井又可分为产油井和产气井。
注水(气)井:为了提高采收率及开发速度,而对油田进行注水注气以补充和合理利用地层能量所钻的井。
专为注水注气而钻的井叫注水井或注气井，有时统称注入井。
上井知识总结
2.井身轨迹控制方法
（1）轨迹类型:常见的有三段式，五段式，双增式
（2）造斜工具：
造斜工具的发展过程：
1）斜向器：
2）弯接头：弯接头跟直螺杆配合，这种结构的造斜机理是：一方面使钻头倾斜，造成对井底的不对称切削，从而改变井眼方向；另一方面井壁迫使弯曲部分伸直，使钻头受到钻柱的弹性力的作用，从而产生侧向切削，改变井眼方向。
2.岗位组成及分工：井队干部：队长，副队长，指导员，技术员，
井队员工：司钻，副司钻，内钳工，外钳工，井架工，机械工，电工，司机，场地工（3-4人），泥浆工，
3.井场布置：井架，住井房，值班房，地质录井房，综合录井房，技术服务房，泥浆房，
二．油气井分类
三 定向井、水平井基础知识
1. 基本概念：
（1）井身轨迹：是指一口已钻成的井的实际井眼轴线形状。
（19）工具面角：（在现场简称工具面）分为磁力工具面和重力工具面两种。
① 磁力工具面：在垂直井眼中，井底圆与水平面平行，因此没有高边方向线，以磁北方位线为基准，顺时针转到工具面方向线所转过的角度即为磁力工具面（因为测斜仪器是以磁北方向为基准，所以这里也以磁北方位代替正北方位）。这时的磁力工具面大小与井眼方位大小是相等的。
第一次开钻(一开)：从地面钻出较大井眼，到一定设计深度后下表层套管；
第二次开钻(二开)：从表层套管内用较小一些的钻头继续钻进，若地层不复杂，则可直接钻到目的层后下油层套管完井，如果地层复杂，很难用钻井液控制时，则要下技术套管，用以分隔复杂地层；
第三次开钻(三开)：从技术套管内再用小一点的钻头往下钻进。根据情况，或可一直钻达预定井深，或再下第二层、第三层技术套管，再进行第四次、第五次开钻，直到最后钻到目的地层深度，下油层套管，进行固井、完井作业。
石油钻井工程基础知识ppt
VS
地质灾害防治
通过地质调查和监测等方法，及时发现和 预测地质灾害，采取相应的防治措施，如 加固、搬迁等，以保障人民生命财产安全 。环境保护 Nhomakorabea新能源开发
环境保护
在石油钻井工程中重视环境保护，采取环 保措施，减少对环境的污染和破坏。
新能源开发
在石油钻井工程中积极探索和开发新能源 ，如地热能、太阳能等，推动能源结构的 多元化发展，降低对传统能源的依赖。
石油钻井工程基础知识
2023-10-27
目 录
• 石油钻井工程概述 • 石油钻井工程基本技术 • 石油钻井工程应用领域 • 石油钻井工程发展趋势与挑战 • 石油钻井工程实例分析
01
石油钻井工程概述
石油钻井工程定义与特点
定义
石油钻井工程是一门通过钻探技术手段，在地下寻找、开发、评估和管理石 油和天然气资源的过程。
总结词
该项目利用钻井工程技术成功开发了新能源，为可持续发展做出了贡献。
详细描述
该项目通过地热钻井工程技术，开发了地热资源，为新能源开发提供了新的 途径。同时，通过合理的地热利用和环境保护相结合，实现了可持续发展的 目标。
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THANKS
泥浆泵
泥浆泵是钻井液循环系统 中的核心设备，用于提供 高压泥浆。
钻井液与泥浆处理技术
钻井液
钻井液是用于维持地层稳定、润滑钻具、携带岩屑等作用的循环流体。
泥浆处理
泥浆处理包括净化、稀释、调配等操作，以确保泥浆性能符合钻井要求。
钻井工程设计技术
地质设计
根据地质资料，设计钻井 的深度、方位和倾斜度。
工程设计
油气田勘探与开发
油气田勘探
通过地质调查、地球物理勘探 等方法寻找油气资源，确定油
石油钻井基本知识
石油钻井基础知识
二十三、 二十三、处理卡钻事故的方法 泡油解卡； (1) 泡油解卡； 使用震击器震击解卡； (2) 使用震击器震击解卡； (3) 倒扣套铣； 倒扣套铣； 爆炸松扣； (4) 爆炸松扣； 爆炸钻具侧钻新眼等。 (5) 爆炸钻具侧钻新眼等。
石油钻井基础知识
二十四、 二十四、固井 固井就是向井内下入一定尺寸的套管 串，并在其周围注入水泥浆，把套管固定 并在其周围注入水泥浆， 的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封 的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是： 隔疏松、易塌、易漏等复杂地层；封隔油、 隔疏松、易塌、易漏等复杂地层；封隔油、 气、水层，防止互相窜漏；安装井口，控 水层，防止互相窜漏；安装井口， 制油气流，以利钻进或生产油气。 制油气流，以利钻进或生产油气。
石油钻井基础知识
石油钻井基础知识
石油钻井基础知识
一、钻头 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头； 钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头； 金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。 金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。 衡量钻头的主要指标是： 衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械 钻速。 钻速。
石油钻井基础知识
石油钻井基础知识
二十二、 二十二、卡钻及造成原因 卡钻就是在钻井过程中因地质因素、 卡钻就是在钻井过程中因地质因素、 钻井液性能不好、技术措施不当等原因， 钻井液性能不好、技术措施不当等原因， 使钻具在井内长时间不能自由活动，这种 使钻具在井内长时间不能自由活动， 现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、 现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、 砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、 砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡 钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。八、溢流关井程序 (1)停泵；(2)上提方钻杆；(3)适当 (1)停泵；(2)上提方钻杆；(3)适当 停泵 上提方钻杆 打开节流阀；(4)关防喷器；(5)试关紧节 打开节流阀；(4)关防喷器；(5)试关紧节 关防喷器 流阀；(6)发出信号，迅速报告队长、 流阀；(6)发出信号，迅速报告队长、技 发出信号 术员；(7)准确记录立柱和套管压力及泥 术员；(7)准确记录立柱和套管压力及泥 浆增量。 浆增量。
石油钻井基本知识(地质监督班)PPT课件
对收集到的地质资料进行整理、分析 ，建立详细的地质剖面图、构造图和 地层对比图，为后续钻井作业提供准 确的地质信息。
钻井液性能监控与调整建议
地质监督需要密切关注钻井液的性能 变化，包括密度、粘度、失水量等关 键指标，确保钻井液满足地质工程需 求。
优化钻井液配方
加强固控设备使用
通过调整钻井液中各种处理剂的加量，优 化钻井液的流变性、滤失性和润滑性等性 能。
使用高效的固控设备，如振动筛、除砂器 、除泥器等，及时清除钻井液中的无用固 相，保持钻井液性能稳定。
复杂情况下钻井液处理措施
井漏处理 遇到井漏时，可通过提高钻井液 密度、使用堵漏材料等措施进行 处理，确保井壁稳定和井控安全。
石油钻井基本知识(地质监督班 )ppt课件
目录
• 钻井基本概念与原理 • 地质监督在钻井过程中的职责 • 井身结构与钻头选型 • 钻井液性能参数及优化方法 • 固井技术要点与评价标准 • 现场案例分析：成功解决复杂问题经验分
享
01 钻井基本概念与原理
钻井定义及作用
钻井定义
钻井是利用机械设备，从地面钻 穿岩石层，获取地下实物资料， 以及开发石油、天然气等资源的 技术手段。
参与钻井液处理剂的选型与用量决策， 协助优化钻井液配方，降低钻井成本。
根据地层变化和钻井液性能监测结果， 及时向钻井工程师提出调整钻井液性 能的建议，确保钻井作业的安全和效 率。
03 井身结构与钻头选型
井身结构设计原则及实例分析
设计原则
安全、经济、高效
实例分析
某油田井身结构设计案例，包括地层特性、井深、井径、套管程序等
钻井发展史
石油钻井概述
钻井技术的发展
目前钻井技术的现状
1
第一部分 绪论
石油钻井概述
石油钻井概述
1．石油钻井的概念 所谓石油钻井是指为了勘探和开发地 下石油和天然气而在地表钻凿一个通往地 下油气层直径很小的井眼的工作。
2．石油钻井的种类
A．把钻井按钻井的目的进行分类
2
第一部分 绪论
石油钻井概述
观察井：油田开发过程中专门用来了解地下动态的井 调整井：油田开发中后期，为进一步提高开发效果和 最终采收率，而调整原有开发井网所钻的井。 救援井：为了救援而钻的井。
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第一部分 绪论
石油钻井概述
石油钻井概述
B．把钻井按井斜角不同分类：
直井、定向井、水平井
直井：井口与井底在同一条铅垂线上 定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井口 与井底不在同一条铅垂线上。 水平井：沿着预先设计的井眼轨迹以井斜角 >85°的角 度进入目的层。
11
第一部分 绪论
钻井施工工序
1. 定井位 2. 道路勘察 3. 基础施工 4. 安装井架（塔型井架） 5. 搬家 6. 安装设备
钻井的基本工艺过程
7. 一次开钻 8. 二次开钻 9. 钻进 10. 起钻 11. 换钻头 12. 下钻
钻井施工
13.完井电 测
钻前施工
完井施工
14.下套管固井
12
参数井：为了解区域构造，提供岩石物性参数而钻的井。
构造井：为了了解地质构造特征、验证物探成果，并编 制地下某一标准层的构造图。
探井：为了确定油气藏是否存在及其埋藏位置（预探
井），对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量
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石油钻井的一些基本概念
1钻井知识
钻头
钻头主要分为：刮刀钻头；牙轮钻头；金刚石钻头；硬质合金钻头；特种钻头等。
衡量钻头的主要指标是：钻头进尺和机械钻速。
钻机八大件
钻机八大件是指：井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。
钻柱组成及其作用
钻柱通常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。
钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压；(3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理井下事故等。
钻井液的性能及作用
钻井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)静切力；
(5)失水量；(6)泥饼厚度；(7)含砂量；(8)酸碱度；(9)固相、油水含量。
钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下动力钻具传递动力。
常用的钻井液净化设备
常用的钻井液净化设备：(1)振动筛，作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒；(2)旋流分离器，作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒；(3)螺杆式离心分离机，作用是回收重晶石，分离粘土颗粒；(4)筛筒式离心分离机，作用是回收重晶石。
钻井中钻井液的循环程序
钻井液罐经泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。
钻开油气层过程中，钻井液对油气层的损害。