石油钻井行业用电动钻机
〈石油钻采新装备》(电驱动钻机)
是当今电驱动钻机的最高水平。最终将全 部取代AC—SCR—DC电驱动钻机。
第二节 电动机的机械特性
一、机械特性的分类
机械特性：电动机的转速n随转矩M而变化的关系。一般用曲线表示， 称机械特性曲线。 按转速n随转矩M变化的程度不同，机械特性可分为三类：
1、当
2、当
M n
时，为特硬特性；在 n—M曲线上，表现为一条水平线。
b、用单相电力变压器将电网中的交流电降压，经半导体二极管构成
的桥式整流电路转换成直流电，供给它励直流电动机的励磁线圈。 c、利用触发电路控制晶闸管的触发角，从而调节电枢电压。
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二、可控硅控制柜的电路
可控硅控制柜的电路主要有： a、整流电路；b、触发控制电路；c、保护电路；
—— 本章完 — —
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第一章 电驱动钻机
本章目录
第一节 电驱动钻机的类型及特点
一、AC—AC 电驱动钻机 二、DC—DC 电驱动钻机 三、AC—SCR—DC 电驱动钻机 四、AC—CF—AC 电驱动钻机
第二节 电动机的机械特性
一、机械特性的分类 二、电动机的固有机械特性 三、直流电动机的人为机械特性 四、钻机用它励直流电动机的人为机械特性
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2、降低电枢电压调速（见曲线） 特点： 1）转速只能下调；硬特性不变（固有特性曲线平移）； 2）调速方便；调速范围大；经济性好。 可适用场合：石油钻机。
3、在励磁电路中串电阻调速（见曲线） 特点： 1）转速只能上调；随所串电阻增大，特性变软； 2）调速方便；经济性较好。转速不得超过额定值的20%。 可适用场合：石油钻机。
（3）直流电动机，具有人为的柔特性，调速范围宽，可实现 无级调速，绞车、钻盘只需设少量的机械档；
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用摘要：随着中国对石油能源需求的增加，石油开采的环境变得越来越复杂，增加了石油开采的难度。
在石油开采过程中，交流变频电机的应用可以使石油开采更加简单高效，因此有必要加强对交流变频电机的分析。
关键词：石油钻机；交流变频电机；控制设备；被广泛应用于现代工业的交流变频电机，拥有无法被替代的优势，以该电机为研究对象，以石油钻机为切入点，围绕电机和控制系统的应用，展开了系统而深入的分析，内容涉及交流变频电机驱动的优点分析，交流变频电机控制系统分析等方面，望能够给有关人员以启发，使交流变频电机所具有的积极作用在钻井作业中得到充分发挥。
一、交流变频电动机交流变频电动机是一种特殊的变频电动机，交流变频电动机在具体应用中与一般变频电动机相比具有以下特点：（1）在设计中所使用的绝缘材料采用的为抵抗变频器谐波突破的特殊材料，提高交变频电动机的性能。
（2）结构设计和电磁设计与一般变频电机相比较特殊。
在石油钻井中应用交流变频电动机与直流钻机和机械钻机相比，在钻井过程中，对交流变频调速技术进行合理应用，可以很好的适应石油钻井在工艺上的具体要求，并且使钻机的机械结构得到了进简化，减少了对钻井机械的保养，使设备的可靠性和安全性得到进一步提高。
此外，交流变频电动机还具有质量轻、体积小、故障少等诸多优点，因此在石油钻井中需要加强对其的应用，提高石油钻井的工作效率。
二、交流变频电动机及其控制系统的应用1.交流变频石油钻机。
（1）石油钻机钻进原理。
石油钻机用于石油或天然气资源的钻采过程，运行过程中钻机带动钻具击碎岩石向下钻进，辅助完成地下资源的开采。
现阶段，国内外石油开采中常用的钻井方式为旋转钻井，即将钻头旋转击碎岩石，形成钻井结构。
然后利用钻杆将钻头探入到钻井底部，通过转盘或驱动装置带动钻头及钻杆旋转，钻井泵向井内输送钻井液，并将井底碎石带回到地面，再利用吊车等大型设备完成钻具安置。
（2）交流变频石油钻机。
石油钻采机械概论1-6
钻井泵类型
根据结构形式，钻井泵可 分为三缸单作用钻井泵、 五缸双作用钻井泵等。
钻井液净化设备
钻井液净化设备概述
01
钻井液净化设备用于清除钻井液中的固相颗粒，维护钻井液的
性能稳定。
钻井液净化设备组成
02
钻井液净化设备主要包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等
。
钻井液净化设备类型
03
根据处理原理，钻井液净化设备可分为机械式净化设备和水利
。
03 采油机械设备
有杆泵采油设备
抽油机
通过电动机提供动力，经过减速 箱将动力传递给曲柄连杆机构， 带动抽油杆做上下往复运动，从
而将原油从井底举升到地面。
抽油杆
连接抽油机与井下抽油泵的细长 杆件，主要承受拉应力。
抽油泵
安装在井下的工作部件，由柱塞 、泵筒、游动凡尔和固定凡尔组 成，当抽油杆带动柱塞上下运动
电气设备保养
检查电气线路和元件的绝缘性能，更换损坏的电器元件，保证电 气系统的安全可靠。
石油钻采机械维修技术
故障诊断技术
运用现代检测技术和故障诊断方法，准确判断设备故障的原因和部 位。
维修操作技术
掌握常用维修工具的使用方法，具备拆卸、安装、调试等维修操作 技能。
维修安全技术
遵守维修安全操作规程，采取必要的安全防护措施，确保维修过程的 安全。
燃气轮机类型
根据结构形式可分为轴流式、离心式等；根据用途可分为 航空燃气轮机、工业燃气轮机等。
燃气轮机在油田中的应用
主要用于驱动大功率注水泵、压缩机等油田设备，以及作 为联合循环发电系统的核心设备。
05 油田专用车辆与 工程机械
油田专用车辆
运输车辆
用于在油田内运输原油、天然气、水 、砂土、化学药剂等物资，包括油罐 车、水罐车、砂土车等。
网电钻机在油田的应用及发展前景
网电钻机在油田的应用及发展前景作者：来源：《消费导刊》2011年第01期目前国内大部分油田使用的钻机是机械钻机和电动钻机，主要用柴油发电机给钻井系统提供动力，需要消耗大量的柴油，钻井成本较高，工人的劳动强度又大。
面对目前国家提出节能减排降耗的要求，打造绿色钻井，实现节能、清洁、高效生产已成为钻井行业发展的新目标。
随着电力技术的快速发展和电动机控制的日趋自动化，由电能作为动力源驱动钻机已成为今后发展的必然趋势。
一、网电钻机的应用领域陆上石油钻机以柴油机作为动力源，这种动力方式的能源利用率较低，而且会产生大量的有害气体排放和较大的噪音，对环境造成污染。
实行钻机网电改造，直接从工业电网上获得动力，提高了能源的利用率：提高了钻机控制系统的稳定性：降低了钻井过程中的噪声污染，实现了大气污染物的零排放：减轻了钻井工人的劳动强度，改善了钻井工人的作业环境：使钻井生产更加安全、高效、环保：节约了大量的燃油和维护费用，能产生显著的经济效益。
二、网电钻机的关键技术网电钻机供电系统控制及安全保护技术：网电钻机供电系统动态谐波抑制与无功补偿技术；石油钻机用大功率调速型液力耦合器技术：网电钻机在不同工况下各参数的实时监测技术：大功率电动机的软启软停技术：多台大功率调速型液力耦合器并车同步调速和闭环控制技术。
三、网电代替柴油机发电的研究过程(一)钻机的选择。
确定选择钻机类型。
根据国外油田网电代替柴油机发电的成功经验，结合实际，本着安全、平稳的原则。
(二)对网电改造基础技术的研究。
如对变电系统及电传动系统、网电交流变频驱动钻机控制系统、钻机电控系统、安全保护系统、无源滤波系统等方面的研究。
(三)在设计中必须考虑的因素。
谐波会反作用于电网，同样电网的谐波也会作用于井队的电器设备上，造成设备损坏，发生事故。
(四)涉及到的问题。
虽然使用网电进行钻井作业，在电网出现异常、供电故障不能排除的情况下，有可能发生断电。
四、网电钻机的性能指标系统运行稳定，满足钻机在各种工况下的要求：系统在抑制谐波、提高功率因数、降低噪声污染、减少有毒有害物质排放等方面效果明显，节能效果显著。
石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理
《装备维修技术》2020年第4期— 209 —石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理罗军（西部钻探吐哈钻井公司 新疆 鄯善 8382000）摘 要：随着油气能源开采力度加大，油气勘探开发向深海等难动用储量延伸，大功率直流电机具有调速性能优良的优点，被广泛应用于钻井平台拖动机械设备，电机调速系统是强弱电控制结合的系统，系统弱电部分检测工作转速，电机温度等信号，强电部分根据控制信号调节电机转速。
随着中国经济高速发展，我国已成为世界最大石油消费国。
我国海域油气资源丰富，需要加大海洋石油勘探开发力度。
随着石油钻探行业新工艺技术发展，电动钻机具有诸多优势得以广泛应用，电气传动系统是钻机核心控制部分，本文围绕西部钻探克拉玛依钻机公司某队采用直流调速器钻机电气传动系统研究，阐述故障处理工作，为相关工作开展提供借鉴。
关键词：石油钻井；直流电机；故障处理电机调速发展与电子技术发展相关，电机调速与电子技术相互促进，以弱电检测发出控制信息，现代电气控制技术是强弱电结合的技术。
石油钻井由多种机器设备组成的联合工作机组，主要功能是打通地下油气层井筒，整套钻机必须具备起升设备，旋转设备，传动系统等。
绞车是钻机工作机组之一，是钻井中的核心设备，用于起下钻具，钻井中控制专家等。
绞车是石油钻井等石油钻采机械核心部件，其可靠性直接影响系统安全性能。
随着油气能源开采力度加大，油气勘探向深地层等难动用储量延伸，致使钻机发展向大型化方向推进，引了发国内开发适合深井钻采设备热潮。
对直流电机绞车故障问题分析，对保证石油钻井电机正常工作，提高石油开采生产效率具有重要意义。
1 石油钻井直流电动钻机绞车结构简介石油钻机是由机电液气等设备组成的联合工作组，是油气田开发的专业设备，随着钻井作业要求发展不断进步。
石油钻机主体机械设备驱动形式包括液压驱动等，通过传动系统完成并车，换向等功能。
是由主体机械包括提升设备，旋转设备与循环设备。
电气控制系统完成对主体机械驱动钻机为电动钻机，随着科技的发展，大型钻机进入全面电气传动时代。
钻机性能ZJ40D
ZJ40D电动钻机介绍ZJ40D 电动钻机介绍ZJ40/2250DZ钻机是为满足油田勘探开发和出国承包钻井的要求，由中油特车有限公司设计并开发生产的直流电传动钻机。
钻机基本参数SY/T5609标准，主要配套部件API规范，满足钻井新工艺的要求，技术性能和可靠性达到国际九十年代的先进水平，该钻机还可配相适应的顶部驱动钻井装置。
本钻机有下列特点：1．采用当今世界先进AC-SCR-IGBT-DC电传动系统，绞车、转盘和泥浆泵均可实现无级调速，获得良好的钻井特性。
启动平稳、传动效率高、负荷自动均衡分配。
2．绞车采用低位安装，解决了钻机绞车上高台困难和不安全的问题，同时也增大了钻台的有效面积。
3．绞车采用开槽滚筒，配置了液压盘式主刹车、电磁涡流辅助刹车、自动送钻装置，钻井安全、省力、准确。
4．对井架、底座等部件进行了优化设计，重量减轻，承载能力强，井架满足安装顶驱的要求，底座可以实现模块化组装。
5．电控操作台、参数仪表、盘刹操作、液气路控制、监视仪等均进入司钻控制房，便于自动化操作，改善了操作人员的工作环境。
6．对于发电机机组、变频控制柜等关键部件采用进口件，保证了钻机运行可靠、平稳，减少了故障停机时间。
7．钻机底座、井架部分满足整体运输条件，搬迁安装方便、快捷、省时、省力，搬家车次少。
8．主要部件如天车、游车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵、井架、底座等制造和选用通过API认证的、质量可靠的成熟产品。
9．配备钢丝绳倒绳机、液压旋转猫头、液压大钳、液压升降机等辅助设备，减轻工人的操作劳动强度。
10．本钻机高配置、高性能、效率能够满足国内外油田钻井工艺要求，适应潮湿、高温的环境条件。
各系统简要说明钻台区该系统包括天车、井架、底座、游车、大钩、水龙头、转盘驱动装置、绞车、台面辅助设备、钢丝绳倒绳机和钻杆架等。
⒈旋吊系统天车是安装在井架顶部的定滑轮组，采用整体焊接结构，上部用螺栓分别与主滑轮轴座、导向滑轮轴座和滑轮轴座连接，下部用螺栓与井架连接。
分析石油钻机技术的现状及其研发思考
分析石油钻机技术的现状及其研发思考摘要：自动钻井是世界上最先进的钻井技术，此技术的广泛应用，可以提升钻井人员的工作安全，是广大钻井工作者的共同去期待。
然而，我国石油钻井平台的自动化程度低，存在着钻井效率低，劳动强度大，安全隐患大的问题。
随着网络、计算机、自动控制、钻探等技术的不断发展，钻井自动化技术得到了越来越多的应用。
当前，钻探市场竞争日益加剧。
世界上许多国家的钻探企业都在致力于加快钻速、缩短钻机周期、保证安全、减轻工人的劳动强度。
因为大部分的钻机工人都是在高空工作，所以工作压力和身体负荷都很大，必须提高工作环境，提高工作的自动化程度。
为此，必须实现钻井的自动化与智能化。
关键词：石油；钻机技术；现状引言石油作为非常重要的资源之一，石油相关技术的应用是获取石油资源最有效的渠道。
开采石油一般会运用钻采设备，该设备的性能与自动化技术联系密切。
现如今，石油钻探技术逐渐具备了自动化特性，创新改进中运用智能控制模式，极大地提升了石油钻探技术的效率。
石油钻探技术在行业内的应用更加普遍，石油钻机结构、传输、运输的基本形式均发生改变。
为了进一步提高石油钻机性能，本文以石油钻机技术为对象阐述意义现状，并且提出其深入研发的建议。
1石油钻机技术应用的重要作用目前，我国开采石油资源的环境极具复杂性，为了使钻井可以有序运转，石油企业要增加投入，尤其是在生产经营环节。
对比产业部门，石油产业投资规模相对较大，而且承受负荷、风险也比较大。
为此，石油企业为了保证石油开采效率和安全性，实现开采经济效益最大化，区域经济、社会生活要求务必保证契合度。
结合实际需求升级相关技术、设备。
石油生产期间，钻机技术非常重要。
保证钻机技术稳定，可以为石油钻井的操作安全提供保障。
根据积累经验，石油钻机在规定时间范围内，可进一步提高石油钻井作业效率，节约生产成本与费用成本。
所以，基于目前石油开采发展形势，很多石油企业都认识到钻机技术的必要性，开始加大钻机技术研发力度。
交流变频电驱动石油钻机
交流变频电驱动石油钻机交流变频调速电驱动石油钻机(AC—GTO—AC石油钻机)是国外新发展起来的一种先进的电动石油钻机。
这种钻机在满足石油钻井工艺要求方面具有现用机械驱动钻机和直流电驱动钻机无可比拟的优越性能。
这种钻机的核心技术就是采用了交流变频调速技术。
交流变频调速技术是一种涉及电动机理论、自动控制理论、电路拓朴理论、电力电子技术、微电子及计算机技术的综合性交叉技术。
专家认为交流变频电驱动钻机是现代高新技术与石油钻井机械的有机结合，具有强大的生命力，是当代石油钻机的发展趋势。
近年来，由于上述技术和可自关断全控技术、脉宽调制技术(PWM)、电机控制技术、矢量控制技术及直接力矩控制技术的飞速发展和应用，促进了交流变频调速技术的迅猛发展，交流变频调遣陛能，已完全达到石油钻井工艺对钻机驱动传动系统调速性能的要求。
为了使油田电网供电的固定工频(50I--Iz)输出后成为可变频率，通常采用整流技术，把工频经过整流变为直流，再通过逆变技术，把直流变成可调的交流。
原来采用不可自关断的半控器件，需要强迫换流来实现逆变，而强迫换流则需要辅助直流电源。
用于换流的电源器件、电感及电容，造成逆变电路体积庞大、投资增大、换流损耗大、逆变效率低、可靠性差和由于半控器件开关频率低很难采用脉宽调制技术等问题。
应用可关断全控技术以后，由于可关断器件不需要辅助换流电路、全控器件开关频率高、可靠性高、电压控制、驱动功率小、驱动电路容易实现等优越性能，克服了采用不可白关断半控器件造成逆变电路的一系列问题。
PWM技术的应用，使电机力矩脉动减小，谐波分量减小，满足了交流电机的供电要求。
另外，PWM技术在调节频率的同时，通过控制输出电压脉冲的宽度，调节输出交流电压的幅值，实现在逆变桥同时调节输出频率及电压。
矢量控制技术通过对三相电机的3／2变换把三相的量，解耦成类似直流电机的励磁分量及转矩分量，并对其量独立控制，再经过2／3变换成交流供电的三相量来控制电机，保证了力矩控制的线性关系，从而达到了直流电机的控制特性。
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《电动钻机》第一章钻井方法一、机械钻井法1. 顿钻钻井法破岩——用顿钻钻头，上下冲击。
排屑——用捞砂筒。
二者交替进行，钻进过程不连续。
特点：效率低，速度慢，设备简单，适于浅井，农用水井。
2.旋转钻井法（1）过程：破岩—用旋转钻头；排屑—用循环钻井液；（2）钻具组合：水龙头（输入泥浆）→方钻杆（传矩）→钻柱（钻杆：传矩、加长、循环；钻铤：提供钻压）→钻头。
（3）分类地面动力——转盘钻（常规）【钻头旋转，连续破碎岩层，用钻井液环带出岩屑，钻井效率高。
地上动力——顶部驱动（前景好）【水龙头＋转盘，以立根钻井。
】井下动力——有涡轮钻具和螺杆钻具。
（斜井、水平井用）【钻井液经钻杆柱内腔泵入涡轮钻具中，驱动转子由主轴带动钻头旋转，实现破岩钻进。
】二、钻井工艺过程多道工序完成三件事：破碎岩石；取出岩屑、保护井壁；固井和完井，形成油流通道。
1．钻前准备①定井位；②平井场；③打基础；④备器材。
2．钻进（1）全井钻进过程①一次开钻，下表管。
②二次开钻，从表管内钻进。
③三次开钻，从技术套管内钻进。
（2）钻井作业①下钻—将钻具（由钻头、钻铤、方钻杆组成的钻杆柱）下入井底，准备钻进。
②正常钻进—又称纯钻进。
启动转盘（或井底动力钻具）通过钻柱带动钻头旋转，借助手刹车，给钻头施加适当的钻压以破碎岩石。
同时，开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。
③接单根—不断钻进，加长钻柱；每次接入一根钻杆，称为接单根。
顶驱时，每次接入一立根（由2到3单根组成）。
④起钻—换钻头时，取出钻柱，称起钻作业。
以立根为单位起卸。
⑤换钻头—起钻结束，卸下旧钻头，换上新钻头。
⑥循环工作：下钻→正常钻进→接单根（立根）→起钻→换钻头→下钻4．下套管固井套管与井壁的环空注入水泥浆封固，称为固井。
（1）套管-------套管是加固井壁形成井筒所用的钢管。
①套管材料：高合金钢，【含C，Mn，Mo，Cr，Ni，Cu，P，S，Si（硅）。
】②钢级：【API标准套管（API 5CT美国石油学会标准）】按强度高低分为不同钢级套管，有：H-40，J-55，K-55，C-75，N-80，L-80，C-95，P-105，P-110，C-125等。
字母：含不同化学成份的分类代号；数字：管材的最小屈服极限，单位是KSI（）。
【1 PSi（2/英寸磅）=6.89kPa=0.00689MPa】③制造方法：无缝钢管套管，用热轧钢制造；焊接套管，用钢板卷筒直焊缝。
上海宝钢—热轧；宝鸡钢管厂—焊接④套管尺寸规格：均用外径表示。
（2）井身结构下不同层次的套管固结井壁就构成了井身结构。
（图参看P11,图1-15）①导管：防止表土坍塌，引入钻头，一口井中最大尺寸的套管（20~40m）。
②表层套管：加固上部疏松岩层的井壁；封隔浅层水；安装防喷器、套管头、采油树（30～100m）。
③技术套管：封隔上部油、水、气层；漏失层；坍塌层。
根据地质情况下n层技术套管。
④油层套管（生产套管）：最后一层套管，形成井筒，使油气入内。
内放油管。
（3）固井注水泥下完套管后注水泥。
【普通井油层套管加固到油层100~200米以上，热采井加固到井口（防止热应力膨胀举升井口）。
】为了工作顺利，开钻方便，套管柱下部要有附加装置。
①套管柱下部结2/英寸千磅构★引鞋：在管柱最下端，锥形。
作用：防止套管下端插入井壁。
易钻材料（水泥）。
★套管鞋：在引鞋上部，一厚壁短节。
内下部有锥面，防止起钻时，钻头、钻杆拉住。
★回压阀：套管引鞋之上。
作用：防止泥浆倒流入套管内。
（下套管时起作用，可把泥浆挤出）★阻流环（承托环）：承托下胶塞（或木制塞）。
（也承托回流阀中胶木球）。
注水泥时，要用下胶塞和上胶塞。
★下胶塞：中间为空，上部有一层隔膜，外层为橡胶`。
注水泥时，先（在套管内）放入下胶塞，再注水泥，下塞与水泥一起下行。
下塞遇承托环不动，压力升高使薄膜破裂，使水泥形成通道。
下塞可刮去管壁泥浆。
★上塞（实心）注足水泥后，放入上胶塞，上塞上方注泥浆，上塞下部注水泥。
上塞与水泥一起下行，上塞使水泥和泥浆分开。
上塞遇到下塞，将循环通路堵塞，泵压升高，称碰压，注水泥完成。
注完水泥后，套管内留10～20m水泥塞，如果不是油层套管要钻开。
★扶正器：弹簧钢片做成。
★泥浆刷：刮去井壁泥饼，提高水泥胶结强度。
②注水泥流程下套管后，循环水洗井壁；下放下胶塞，注水泥；注完水泥，下放上胶塞，替泥浆；替泥浆到上、下胶塞相碰结束。
路线：水泥混合—水泥泵—套管内—环空（几分钟到十几分钟完成（快凝水泥）。
③注水泥设备：水泥车、车装高压泵（需几部）；灰罐车；混合漏斗。
④水泥用石灰石、粘土、页岩、铁矿石按比例混合，在1400～1600℃下烧成熟料，冷后磨细。
油井水泥使用最多的为硅酸盐水泥，凝速快，有较高早期强度。
耐地下腐蚀，射孔时不开裂。
5．完井钻井的最后一道工序。
主要用射孔完井法：用子弹射穿套管、水泥环和油层，使油层与井筒相通。
6．钻井事故的处理（1）井漏、井塌井漏—泥浆压力>地层压力时，使泥浆进入地层。
应加堵漏物封堵。
井塌—井壁坍塌，应加重泥浆。
（2）井喷地层压力>泥浆柱压力，井口都装防喷器。
（3）卡钻转不动、起下钻遇阻，由沉砂、落石造成。
三、钻井新技术（一）喷射式钻井采用喷射式钻头，钻井液通过具有特殊形状和结构的小尺寸喷嘴形成高速射流射向井底。
充分利用高速射流的水力作用，结合机械破岩，以提高机械钻速和钻头进尺，即喷射式钻井。
超高压喷射钻井是石油工业的前沿研究课题。
破岩压力：150～200Mpa（需增压）①美国94年前，尝试过地面增压，用铍铜合金管将高压液体传输井下，打井试验，效果很好，提高钻速3～5倍。
地面增压缺点：高压传输密封难保证（接头），沿程损失太大。
94年后，开始研究井下增压器，96年下井试验。
②中国92年构思“井下增压器”研究（由矿机教研室增压器科研组）。
94年石油总公司招标，由石大、勘探院分别进行可行性研究。
99年，单元、整机地面试验成功。
技术特点：利用地面泥浆，井下增压缸自动水力换向，产生高压射流。
难点超高压密封。
前景：试验成功是钻井的一场革命；增压技术可用于地面和井下增压注水。
喷射钻井的主要特点用超高压液体，高速冲击岩石，钻进快，钻头寿命长。
①射流喷射速度高，100～150m/s；②泵压高，20～35MPa；③喷射钻头压力降和水功率高喷射式钻井工作方式钻头喷嘴处射出的喷射流，用喷射速度、冲击力和水功率三个参数来表征。
（1）泵的水功率分配（N P=p P.Q）循环功率消耗（循环管路上N C）过钻头喷嘴压降（形成高速射流作用的水功率N b）喷嘴（Φ2～Φ3）压降：进、出口压差值。
钻井时，希望降低N C,提高N b；提高压降手段：减小喷嘴直径（直径小了，阻力大了，出口压力减小。
）提高压降的目的是：使射流获得很大喷射速度、很大的水马力，及动能；使射流到达井底有很大的冲击力。
通过压能与动能进行能量交换。
（2）射流定义：微孔喷出流体并非重力作用，而传播的现象称射流。
喷嘴直径：2～3mm,超高压喷嘴孔径<2mm。
水力学定义：液体的过流断面周界不与固体接触的液体流动称射流。
流态：层流（雷诺数非常小为层流）、紊流（喷射钻井）。
（3）射流结构-----------射流成喇叭形（速度递减）。
分三个区：（以喷嘴向外开始）A区——等速核长度区，喷速为定值。
（中心线喷速等于出口速度）B区——紊流混合区，喷度衰减。
C区——紊流形成区，喷度衰减显著。
（4）压降、射流、破岩的关系喷射破岩机理。
为何提高压力（增压）能提高破岩能力。
本章重点理解的问题从能量角度分析水功率：是单位时间内射流井底的动能（221mv）2)(21vQNjρ=Qρ—单位时间内液体质量（m），ρ—密度；Q—流量；v冲击力的变化（bI，动量mv）。
冲击力大破岩能力高。
0QvtmvIbρ==提高喷射速度途径其一，AQv=只有减小喷嘴孔径0d其二，提高喷嘴压力降，bp，进出口压差（21pp-）大。
从能量方程知：22212)(cvpppbρ=-=只有增压才能提高1p，即增压。
故，提高喷射压力，可提高射流水功率和冲击力，进而提高破岩能力。
用水力直接破岩，压力必须提高到一定值，即达到破岩的门槛（门值）值，约150～200Mpa。
（5）有效喷距从喷嘴到井底的距离。
一般保证在B区之内（紊流混合区）。
最佳喷射距离，与喷嘴直径、结构有关。
有圆弧、椭圆、圆锥、双圆弧形入口（目的减少入口损失）。
加长喷嘴就是根据最佳喷距而来。
喷嘴距井底太近：冲蚀体积过小，破岩效果差。
太远：喷速大大降低，破岩效果也差。
高压水射流研究内容：破岩机理；岩石性能、岩石力学；沉没流喷射破岩机理；射流流态分析；流体力学；喷射压力；喷嘴结构；喷距、喷嘴截面；喷射角优选。
】（二）平衡压力钻井1. 平衡压力钻井含义钻井用泥浆密度mρ正好等于平衡地层压力所需泥浆密度pρ，称为平衡压力钻井。
平衡钻井：是保持井内钻井液动压力与地层孔隙压力相等，即affpppp+=式中，fp p—地层孔隙压力（地层压力）；fp—钻井液柱静压力；ap—钻井液循环时的环空压降。
可有效地保护地层，防止地层污染、井漏。
3. 实现平衡钻井的关键是选择合理的钻井液密度，使钻井液柱静液压力和环空压降之和同地层孔隙压力始终保持平衡。
平衡压力钻井技术保证安装井控设备，防止井涌导致井喷；配置先进的固控设备，以适时调、控配钻井液性能。
（三）欠平衡钻井欠平衡钻井是当今钻井新技术之一。
（钻井用泥浆密度mρ<pρ平衡地层压力所需泥浆密度时称为欠平衡钻井）1. 欠平衡钻井原理保持液柱静水头施加的井底压力低于井孔的地层压力；容许地层流体进入井内，循环出井，并在地面上得到处理和控制。
2.优点①有利于发现低压储层；②最大限度地避免对油层的损害；③减少昂贵清堵费用④提高钻速，降低钻井成本。
3. 适用于地层条件：①存在井漏（泥浆漏走）的油层；②液敏油层，【如对水基钻井液过敏的地层】；机械封堵引起的井壁堵塞的井；页岩水化引起的井壁堵塞；3低渗透油层、硬地层；4欠压或衰竭地层；5大裂缝（开度大于100⨯10-3）地层。
保持欠平衡钻井方法需配备注气设备，自地面由钻柱内向钻井液注入空气或氮气，以降低液柱静水头。
1需配备井控设备2.产出流体的地面处理设备3.随钻测量仪器设备。
（四）深、超深井钻井技术深井：4500～6000m；超深井：6000m以上。
目的：开发深部资源。
如四川盆地、塔里木盆地、准葛尔盆地。
1. 要研究和掌握的关键技术井眼稳定技术、井斜控制技术、高效破岩与洗井技术、固井技术、钻井液技术和管柱优化设计技术等。
2.特点深井、超深井钻井中，机械钻速低、钻头寿命短、起下作业频繁，建井周期长，费用很高。
3.对钻井设备和钻具要求（1）加速研制先进的深井、超深井钻机。