石油钻井设备与工具其它类型钻头.pptx
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石油钻井设备与工具王镇全第六节其它类型钻头.pptx

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Deep Water Drill-In Casing
Open / Close Function Test
Closed (Low Pressure)
Open (Full Pump Pressure)
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超高压喷射钻头
超高压喷射钻头
PDC钻头基本结构
常规固定喷嘴
超 高 压 喷 嘴
常规可换喷嘴
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。21.3.821.3.8Monday, March 08, 2021
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钻井设备与工具课件

转盘
3.1 钻机
(四)水龙头
作用: 1)悬持旋转的钻柱,承受大部或全部钻柱重量。 2)通过水龙头向钻柱(转动)内引输高压泥浆。 结构:固定部分(外壳和提环、鹅颈管、冲管),旋转
部分(中心管、负荷主轴承、防跳轴承、扶正轴承等),密
封盘根(冲管与中心管之间:冲管盘根,机油盘根(中心管与 外壳)。 转动:转盘→方钻杆→保护接头→中心管(轴承) 泥浆注入:水龙带-鹅颈管-冲管-中心管-保护接头- 方钻杆
5) 气控系统(空压机、控制机构、执行机构);
6) 井控系统(防喷器组、四通、节流管汇、压井管线等) 现场习惯称十大件:井架、天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、泥浆 泵、柴油机、传动装置。
3.1 钻机
(二)分类
1、按钻深分类(起重能力,所用钻杆直径) 1)大型钻机(800kN以上,使用钻杆89-140mm) ①超重型钻机:Hmax>5000m >2500kN
3.1 钻机
二、旋转系统
(一)功用: 循环钻钻井液的
同时使钻柱旋转,及活动
钻具。 (二)组成: 转盘和水龙头两 大部件。
旋转系统
3.1 钻机
(三) 转盘: 作用: 钻进时,送进钻具同时带动钻柱旋转, 传递扭矩到钻头,
下套管或起下钻时:承托井内全部管柱重量。
井下动力钻井时:制动钻杆,承受反扭矩。 结构:两个锥形齿轮:绞车→链条→转盘轴(水 平)→小锥 齿轮/大锥齿轮→转台→大方瓦和方补心→方钻 杆。
第3章
钻井设备与工具
3.1 钻机 3.2 钻具
3.3 井口工具
3.1 钻机
一、钻机的组成与分类
钻机: 油气钻井地面配套设备总称,为一套重型联合工作 机组,由工艺要求决定。 功用: ①驱动旋转(钻进);②吊升(起下钻);③循环洗 井;④动力及传动。⑤控制与监测。
石油钻井设备与工具钻头选型

活性。
03 钻头选型原则
钻头类型及特点
牙轮钻头:适用于不同地层,具有较高的破碎率和钻速 刮刀钻头:适用于软到中硬地层,具有较高的进尺和较低的钻压 PDC钻头:适用于中硬到硬地层,具有较高的钻速和较低的钻压 复合片钻头:适用于硬到坚硬地层,具有较高的破碎率和较低的钻压
钻头选型依据
钻井目的:明确钻井的目的和需求,选择合适的钻头类型。
优缺点:刮刀钻头具有结构简单、 工作可靠、成本低等优点,但钻速 较低
三牙轮钻头
结构特点:由 三个牙轮、轴 承、喷嘴、牙 掌、牙轮罩等
组成
工作原理:三 个牙轮围绕中 心轴旋转,通 过滚动摩擦力
破碎岩石
应用范围:适 用于软到中硬 地层的钻井作
业
优点:钻速高、 进尺多、钻头 寿命长、轴承 使用寿命长、
可靠性高
钻头维护与保养
定期检查钻头磨损情况 及时更换磨损严重的钻头 对钻头进行清洗和润滑 存放时避免阳光直射和潮湿环境
06
案例分析:不同地层条 件下的钻头选型
砂岩地层条件下的钻头选型
砂岩地层的特性: 砂岩地层主要由 砂粒组成,具有 较高的硬度和脆 性。
钻头选型要点: 针对砂岩地层的 特性,选择具有 较高硬度和抗冲 击能力的钻头, 以适应砂岩地层 的硬度变化。
钻杆:连接钻头和钻机的管道,用于输 送钻井液和岩屑
钻头:用于破碎岩石,形成井眼
钻井液:用于冷却钻头、携带岩屑、保 护井壁等
固井设备:用于将水泥浆注入井筒,固 结井壁,防止油气水倒流
井口装置:用于控制井口压力、温度等 参数,保证钻井安全
石油钻井设备发展趋势
自动化和智能化: 随着技术的不断 发展,石油钻井 设备正朝着自动 化和智能化的方 向发展,提高钻 井效率和安全性。
03 钻头选型原则
钻头类型及特点
牙轮钻头:适用于不同地层,具有较高的破碎率和钻速 刮刀钻头:适用于软到中硬地层,具有较高的进尺和较低的钻压 PDC钻头:适用于中硬到硬地层,具有较高的钻速和较低的钻压 复合片钻头:适用于硬到坚硬地层,具有较高的破碎率和较低的钻压
钻头选型依据
钻井目的:明确钻井的目的和需求,选择合适的钻头类型。
优缺点:刮刀钻头具有结构简单、 工作可靠、成本低等优点,但钻速 较低
三牙轮钻头
结构特点:由 三个牙轮、轴 承、喷嘴、牙 掌、牙轮罩等
组成
工作原理:三 个牙轮围绕中 心轴旋转,通 过滚动摩擦力
破碎岩石
应用范围:适 用于软到中硬 地层的钻井作
业
优点:钻速高、 进尺多、钻头 寿命长、轴承 使用寿命长、
可靠性高
钻头维护与保养
定期检查钻头磨损情况 及时更换磨损严重的钻头 对钻头进行清洗和润滑 存放时避免阳光直射和潮湿环境
06
案例分析:不同地层条 件下的钻头选型
砂岩地层条件下的钻头选型
砂岩地层的特性: 砂岩地层主要由 砂粒组成,具有 较高的硬度和脆 性。
钻头选型要点: 针对砂岩地层的 特性,选择具有 较高硬度和抗冲 击能力的钻头, 以适应砂岩地层 的硬度变化。
钻杆:连接钻头和钻机的管道,用于输 送钻井液和岩屑
钻头:用于破碎岩石,形成井眼
钻井液:用于冷却钻头、携带岩屑、保 护井壁等
固井设备:用于将水泥浆注入井筒,固 结井壁,防止油气水倒流
井口装置:用于控制井口压力、温度等 参数,保证钻井安全
石油钻井设备发展趋势
自动化和智能化: 随着技术的不断 发展,石油钻井 设备正朝着自动 化和智能化的方 向发展,提高钻 井效率和安全性。
钻井设备和工具PPT课件

36
分类
两翼(鱼尾式)刮刀钻头
刀翼数 三翼刮刀钻头
最常用
四翼刮刀钻头
平底式刮刀钻头 刀冀底刃的形状 阶梯式刮刀钻头
优点: 机械钻速较高 缺点: 扭矩较大,控制不当易造成井斜
刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命
37
刮刀钻头的应用
• 刮刀钻头制造工艺简单,成本低; • 刮刀钻头适用于松软-软地层,钻速快 • 刮刀钻头容易磨损成锥形,造成缩径和井斜; • 刮刀钻头产生剧烈的扭转振动,破坏钻具和设备; • 刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
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。
9
起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
10
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能:
保证在钻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。
泥浆池
泥浆循环流程
泥浆泵
振动筛、除气器、除砂 器、除泥器、离心机
水龙带 水龙头
高压管汇 立管 固控设备
加重装置
泥浆泵
立管
地面高压管汇 方钻杆
水龙带 地面排出 管线
水龙头
钻柱 环形空间
钻头
废水池
泥浆池
振动筛
岩屑下滑
钻杆
环空 钻铤 井眼 钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
38
牙轮钻头
牙轮钻头的结构
牙轮钻头由钻头体、牙爪(巴掌)牙 轮及牙齿、轴承、储油润滑密封系统、 喷嘴等部分组成。
分类
两翼(鱼尾式)刮刀钻头
刀翼数 三翼刮刀钻头
最常用
四翼刮刀钻头
平底式刮刀钻头 刀冀底刃的形状 阶梯式刮刀钻头
优点: 机械钻速较高 缺点: 扭矩较大,控制不当易造成井斜
刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命
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刮刀钻头的应用
• 刮刀钻头制造工艺简单,成本低; • 刮刀钻头适用于松软-软地层,钻速快 • 刮刀钻头容易磨损成锥形,造成缩径和井斜; • 刮刀钻头产生剧烈的扭转振动,破坏钻具和设备; • 刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
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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起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
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2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能:
保证在钻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。
泥浆池
泥浆循环流程
泥浆泵
振动筛、除气器、除砂 器、除泥器、离心机
水龙带 水龙头
高压管汇 立管 固控设备
加重装置
泥浆泵
立管
地面高压管汇 方钻杆
水龙带 地面排出 管线
水龙头
钻柱 环形空间
钻头
废水池
泥浆池
振动筛
岩屑下滑
钻杆
环空 钻铤 井眼 钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
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牙轮钻头
牙轮钻头的结构
牙轮钻头由钻头体、牙爪(巴掌)牙 轮及牙齿、轴承、储油润滑密封系统、 喷嘴等部分组成。
《钻井装备知识培训》课件

主要钻井装备
钻机
钻机是进行钻井过程中的主 要设备,提供动力和控制系 统以进行旋转和钻进操作。
钻头
钻头是用于钻进地层并将岩 石碎屑带到井口的工具。不 同类型的钻头适用于不同的 地质条件。
钻杆
钻杆是连接钻机和钻头的长 杆,负责传递旋转动力和提 供强度和刚度以抵抗地层反 力。
钻柱
钻柱是由多根钻杆组成的长管,用于承受钻井时 的重量和反力,保持井眼的稳定性。
自动化钻井系统
引入自动化技术,提高钻井过程 的自动化程度,减少人工操作。
环保钻井
致力于开发更环保的钻井装备和 技术,减少对环境的影响。
知识总结和重点
装备构造和功能
理解钻井装备的基本构造和 功能,以正确进行钻井操作。
安全操作和维护
遵守安全操作规程,定期检 查和维护钻井装备,确保操 作的安全和效果。
了解最新发展
1 定期检查和维护
2 安全操作规程
定期对钻机和相关装备进 行维护,确保其运行良好。
遵守安全操作规程,包括 正确使用个人防护装备、 避免环境污染,并及时报 告异常。
3 应急处置
掌握装备故障和事故的应 急处置方法,以保障人员 的安全和装备的保护。
装备的最新发展
新型钻井技术
钻井装备领域不断推陈出新,利 用新技术和材料提高钻井效率和 安全性。
钻井液循环系统
钻井液循环系统用于冷却和润滑钻头、控制井底 压力、移除岩屑以及维持井眼稳定。
钻井装备的工作原理
1
准备阶段
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
检查和准备钻井装备,包括安装钻头和连接钻杆。
2
钻进阶段
钻机旋转钻杆,使钻头进入地层并继续向下钻进。
3
取芯和测试
石油钻井基础知识 PPT

绞车、转盘常的组成部分有: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。
四、钻井液的性能及作用 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)为井下钻具传 递动力。
十、喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速
射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。
十一、影响机械钻速的因素 (1) 钻压、转速和钻井液排量; (2) 钻井液性质; (3) 钻头水力功率的大小; (4) 岩石可钻性与钻头类型。
十二、钻井取心工具组成 (1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递
八、预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、
dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测 井,试油测试等方法。
九、钻井液静液压力在钻井中的变化 静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩
屑的进入会增加液柱压力,油、气水浸会降低静液压力,井内钻井 液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有: 有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。
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、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、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
二十三、处理卡钻事故的方法 (1) 泡油解卡; (2) 使用震击器震击解卡; (3) 倒扣套铣; (4) 爆炸松扣; (5) 爆炸钻具侧钻新眼等。
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。
四、钻井液的性能及作用 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)为井下钻具传 递动力。
十、喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速
射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。
十一、影响机械钻速的因素 (1) 钻压、转速和钻井液排量; (2) 钻井液性质; (3) 钻头水力功率的大小; (4) 岩石可钻性与钻头类型。
十二、钻井取心工具组成 (1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递
八、预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、
dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测 井,试油测试等方法。
九、钻井液静液压力在钻井中的变化 静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩
屑的进入会增加液柱压力,油、气水浸会降低静液压力,井内钻井 液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有: 有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。
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、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、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
二十三、处理卡钻事故的方法 (1) 泡油解卡; (2) 使用震击器震击解卡; (3) 倒扣套铣; (4) 爆炸松扣; (5) 爆炸钻具侧钻新眼等。
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6、井控系统
(1)组成: 防喷器组、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。
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6、井控系统
国内防喷器产品
闸板防喷器 环形防喷器
分流器
旋转防喷器
电缆防喷器 带压作业装置
防喷器可实现的功能:
1) 密封钻具 2) 强行起下钻 3) 悬挂钻具 4) 手动、液动锁紧闸板 5) 用作分流系统 6) 可以剪断钻具
2
第一节 钻机
陆上钻机
海洋钻井平台
3
4
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起 重能力)
大型钻机
W>800kN, 89 ~ 140mm钻杆, 井径> 160mm
超重型钻机 H>5000m,
W>2500kN
重型钻机 H=3000~5000m
W=2000~2500kN
轻便钻机
中型钻机
H=1000~ 2500m
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
统
井控系统
起升系统 旋转系统 循环系统
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
五大系统→三大系统→八大件 29
转盘不旋转 不需要方钻杆
30
31
第二节 钻井工具
井下工具 井口工具
一、井下工具
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
11
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
12
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)
钻井井下作业工具大全展示ppt课件

03
常见钻井井下作业工具介绍
牙轮钻头
01
02
03
结构组成
由钻头体、牙轮、轴承及 喷嘴等部件组成。
工作原理
通过牙轮在井底滚动破碎 岩石,同时利用喷嘴喷射 钻井液清洗井底并冷却钻 头。
适用范围
适用于软到中硬地层的钻 井作业。
金刚石钻头
02
01
03
结构组成
由钻头体、金刚石复合片、喷嘴等部件组成。
工作原理
尺寸检查
核对工具尺寸是否符合设计要求,特别是关键部位的尺寸。
使用前检查与准备工作
• 性能测试:对工具进行必要的性能测试,如密封性、耐压性等。
使用前检查与准备工作
清洁工具
清除工具表面的油污、泥土等杂质。
润滑保养
对需要润滑的部位进行润滑保养,确保工具在井下作业过程中运 转顺畅。
安装调试
按照操作规程对工具进行安装和调试,确保工具处于正常工作状 态。
• 经济性:在满足安全和适应性的前提下,选择性价比高的工具。
选型原则和方法
01
选型方法
02
03
04
了解井身结构和井眼轨迹,确 定所需工具的基本类型和规格
。
分析地层特性,选择适合地层 特性的工具材料和结构。
参考类似井的作业经验,选择 经过验证的可靠工具。
使用前检查与准备工作
外观检查
检查工具表面是否有裂纹、变形、严重磨损等缺陷。
02
钻井井下作业工具核心技术
钻头设计与制造技术
钻头类型与结构
包括刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等,介绍各 种钻头的结构特点、适用地层及工作原理。
钻头材料
阐述钻头制造中常用的高性能合金钢、硬质合金、 金刚石等材料的性能特点与选用原则。
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• 17、一个人如果不到最高峰,他就没有片刻的安宁,他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午12时16分42秒下午12时16分12:16:4220.8.18
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16、如果一个人不知道他要驶向哪头,那么任何风都不是顺风。2020年8月18日星期二12时16分42秒12:16:4218 August 2020
第四节 其它类型钻头
一、刮刀钻头
2、取芯钻头
三、扩眼钻头
1、常规扩眼
2、局部扩眼
种类及特点: 双心钻头(PDC钻头、牙轮钻头)
特点:边钻边扩,转弯半径小。但井眼轨迹及扩眼直径较难控制, 适合在没有先导眼的情况下或侧钻井中使用。 领眼钻头+双心扩眼接头扩眼器 特点:可较好的保证扩眼直径和控制井眼轨迹。但转弯半径较大, 在定向井中受到一定限制
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1)双心扩眼钻头
待扩井眼
扩眼直径
领眼钻头直径
双心钻头工作原理
2)水力胀开式扩眼器
种类及特点: 领眼钻头+水力控制扩眼接头 特点:扩眼直径大,但由于水力控制,井眼直径较难
控制。 可膨胀钻头 特点:新型扩眼钻头,克服了以上扩眼钻头的缺点,
但加工制造有难度
水力胀开式扩眼器
可变径扩眼钻头( Expandable Bit)
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• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。12:16:4212:16:4212:168/18/2020 12:16:42 PM
• 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。20.8.1812:16:4212:16Aug-2018-Aug-20
• 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。12:16:4212:16:4212:16Tuesday, August 18, 2020
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超高压喷射钻头
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PDC钻头基本结构
常规固定喷嘴
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常规可换喷嘴
• 9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。20. 8.1820.8.18Tuesday, August 18, 2020
• 13、志不立,天下无可成之事。20.8.1820.8.1812:16:4212:16:42August 18, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
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