(培训体系)2020年水平定向钻机培训讲义
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定向井专业知识培训
2013-8-22
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一、定向井的基本概念
17) 靶区及靶区半径（定向井）：在目标点所在的水平 面上，以目标点为圆心，以靶区半径为半径的一个圆 面积。允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点之间的距离， 称为靶区半径 。 18) 靶心距：在靶区平面上，实钻井眼轨迹与目标点之 间的距离，称为靶心距。 19) 反扭角：使用井底马达进行定向造斜或扭方位时， 动力钻具启动前的工具面与启动后且加压钻进时的工 具面之间的夹角，称为反扭角。反扭角总是使工具面 逆时针转动。 20) 工具面：在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴 线所决定的那个平面，称为工具面。
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一、定向井的基本概念
井口 正北方 向线
A
B
αA 重力线 αB
井眼方向线
井斜方位 线
井斜方位角 φB
图1.1 井斜角的表示 方法
图1.2 方位角的表示 方法
2013-8-22
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一、定向井的基本概念
7）磁方位角：磁力测斜仪测得的井斜方位角 是以地球磁北方位线为准的，称磁方位角。 8）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重 合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏 角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁 北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角； 当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁 偏角。• 行磁偏角校正时按以下公式计算： 进
A
B C D
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三、定向井井身剖面设计
会使用我公司的定向井软件设计常用的定向 井剖面 详细的定向井剖面设计略
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四、定向井施工简单步骤
最常用的造斜钻具组合是采用弯接头+直动力 钻具组合或着是直接头+弯动力钻具组合进行 定向造斜或扭方位施工。 根据施工难度、所用测量仪器和施工井型的不 同，又分为：有线随钻定向和无线随钻定向二 种方法。 原理：是利用弯接头或弯马达使下部钻具产生 一个弹性力矩，迫使井下动力钻具驱动钻头侧 向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达 到定向和扭方位的目的。
定向井钻井技术讲座
井身剖面的设计：
有三种：作图法、查图法、解析法 解析法：由于计算机的迅速普及且精度高，解析法为
广泛应用
第二十五页，课件共有185页
二、定向井准备
井眼轨迹的计算方法
1 定向井设计
井眼轨迹的计算方法：
直线法：正切法和平均角法 折线法：平衡正切法 曲线法：圆柱螺旋法（曲率半径法）
现场常使用的方法
第二十一页，课件共有185页
二、定向井准备
1 定向井设计
方位预留角
方位预留角（余量）
定义：实际造斜时的方位与设计方位的差值 利用地层的自然漂移趋势来预留 根据钻具组合和钻头形状而留 但丛式井对方位预留角有限制圆柱，以免井眼碰撞
第二十二页，课件共有185页
二、定向井准备
狗腿严重度
1 定向井设计
是一项多专业、多工种配合的野外流动作业，工作条件
差，安全工作难度大
团结协作、吃苦耐劳
钻井设备庞大而复杂，运动部件多，管线压力高，稍
有不慎，极易造成设备或人员伤亡事故
是一项非常隐蔽的地下工程
熟悉钻井设备
一次性完成
了解地质、研究施工经历
在钻井施工中会出技现术许和多素复质杂情况和不确定因素，容易
狗腿严重度
定义：描述井眼轨迹全角变化的尺度 公式：cos Dog-leg
=(cos(inc1)*cos(inc2)+sin(inc1)*sin(inc2)*cos(direction change))
狗腿严重度大，易产生键槽卡钻、钻具易产生疲劳破坏
第二十三页，课件共有185页
二、定向井准备
第十一页，课件共有185页
一、基本概念和要求
17、定向角——是定向工具面角的简称。在定向造斜或扭方位钻进
定向井专业知识培训教材
• 单点测斜数据：井深400米 井斜0.2度 方位70 度
•
井深597米 井斜0.6度 方位145度
• 井深807米 井斜0.2度 方位170度
•
井深1005米 井斜0.5度 方位250度
• 井深1155米 井斜0.2度 方位210度
• 井深1160米，起钻，换钻头。原钻具、原参数钻 进直造斜点。
• 轨道设计的方法：
• 常规定向井轨道有三段制剖面和五段制剖面， 由地质条件、要求，可演化为多靶三段制剖面 （务38井5靶）、双增型剖面等。
• 选择造斜点：
• ①地层比较稳定，避免在破碎带、漏失层、流砂 层、易坍塌等复杂地层造斜。如：州16断块，在 900-1100米之间有火沉岩。安718断块，在1560 米以上下技术套管（漏失层）。
• 井深1260米 井斜0.2度 方位160度
• 2.定向造斜井段（1374.28米）
• 钻具组合：Φ216mmJD437+Φ172mm(1度)单 +Φ159mmNDC+159mmLDC×11根+Φ127mm钻 杆
• 下钻到底，开泵，泵压9MPa，无进尺。起钻，钻 头落井。综合考虑后，决定：打水泥填井侧钻。
• 在钻井施工中，控制井眼曲率是十分重要的。实 践表明，在井眼曲率过大的狗腿井段，易出现一 系列问题（卡钻、断钻具等），给钻井带来不利 影响。因此，定向井在进行钻井设计时都要根据 不同的钻井条件，分别提出允许的最大全角变化 率，以保证钻井、完井、采油、和修井等作业的 顺利进行。
• 在实际施工中，要保证全角变化率在允许的范围 内，否则，会出现一系列的事故或复杂。例如：
• 定向井轨道设计
• ⑴常规两维定向井轨道设计 • 轨道设计的内容和不骤： • ①根据地质要求，选择轨道类型。 • ②确定增斜率和降斜率，选择造斜点。 • ③求得全井最大井斜角。
千米钻机知识培训
3
掩护掘进巷道内的钻孔，分支尽可能布置在掘进层位内，降低掘进揭露时的处理难度。
4
与探水井保持至少50m的安全间距。
做为一名定向钻机的班组长应具备的知识和技能
❖ 协调分配能力和执行力。 ❖ 掌握角度和三角函数的基础知识。 ❖ 了解液压传动和机电类的基础知识。 ❖ 会使用AutoCAD和Excel等办公软件。 ❖ 善于对现场情况进行总结分析。 ❖ 明确钻机上各压力表所表示的含义和安全值。 ❖ 掌握工艺流程。 ❖ 有主动维护钻机及各类设施的意识和技能。 ❖ 对岗位中接触和使用到的各类钻具、捞具的型号、功能等信息要明确。
3.陷落柱的岩石棱角分明，形状不规则，排列紊乱，大小混杂，为粘土充填粘结 。如在某一层位观察陷落柱的岩块特征，可以发现它们都是来自同一层位上的各 个岩层和煤层。
陷落柱
4. 陷落柱与围岩的接触界面多呈现出不规则的锯齿状，界线明显，接触面的角 度是上大下小，一般在50°---85°度之间，75°最常见，接触处的围岩产状基 本正常，接触带的煤层以及顶底板一般无牵连现象，接近陷落柱3---5米时，岩 层裂隙发育，煤层十分破碎，有时可以见到落差不大的小正断层，断层的走向 与柱体相切，倾向柱体。在陷落区的边缘地带有的柱内干燥无水，有的有淋水 头和小细流，有的瓦斯涌出量增大，比正常的区域要高出2钻：钻孔缩径、塌孔等原因，造成孔内钻具被碳块或其它介质限制，有限范围内可进行拉动和旋转 。
2
压钻：上层煤体、岩体等部分或局部垮落，造成孔内钻具无法移动。
3
掉钻：采取不恰当的处理方式或其它原因造成钻具断裂或被分离的现象。
孔内事故的原因分析
1
钻孔串水：孔与孔之间串水（煤层裂隙、水力压裂）
定
向
总
钻
结
石油钻井行业定向钻井技术(幻灯片培训材料)
特殊工艺井钻井技术
主要内容
第一章、前 言 第二章、定向井、丛式井钻井技术 第三章、大斜度多目标井与水平井 钻井技术 第四章、大位移钻井技术 第五章、分支井钻井技术 第六章、套管开窗侧钻技术 第七章、 结束语
前
言
1、钻井技术发展简况： （1）概念阶段（1901--1920） 开始把钻井和洗井联系在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥封固套管 的工艺。 （2）发展阶段（1920--1948）： 钻井工艺、固井工艺、牙轮钻头、钻井液等得到进一步发展，同时出 现了大功率钻井设备，特殊工艺井诞生。 （3）科学化钻井阶段（1948--1968）： 科学研究使钻井技术得以迅速发展：高压喷射钻井、高效牙轮钻头、 优质钻井液、优选参数钻井等，使钻井速度产生大的飞跃。继而又发展 了地层压力检测技术、油气井压力控制技术、钻井液固相控制技术、平 衡压力钻井技术使钻井速度又一次产生了大的飞跃。同时，特殊工艺井 技术也有了重大的进展。 （4）自动化钻井阶段（1968至今）： 主要体现电子仪表、自动测量和计算机在钻井工程中的应用（如：钻 井参数的自动测量、综合录井仪、随钻测量技术、闭环钻井技术等）使 得特殊工艺井钻井技术日臻完善。
3、特殊工艺井的概念及主要类型：
特殊工艺井是指除常规钻井工艺所钻直井之外 其它井的总称，主要包括定向井、丛式井、水平井、 大位移井、侧钻井、分支井、径向水平井、小井眼 井、柔性管钻井及欠平衡压力钻井等。
定向井与丛式井
水平井
大位移井
侧钻井
分支井 (多底井)
径向水平井
此外、欠平衡压力钻井、 小井眼井、柔性管钻井 等也属于特殊工艺井。
造斜点 稳斜井段
垂 深
α -井斜角
设计井筒轨迹
实际井眼轨迹
靶区
主要内容
第一章、前 言 第二章、定向井、丛式井钻井技术 第三章、大斜度多目标井与水平井 钻井技术 第四章、大位移钻井技术 第五章、分支井钻井技术 第六章、套管开窗侧钻技术 第七章、 结束语
前
言
1、钻井技术发展简况： （1）概念阶段（1901--1920） 开始把钻井和洗井联系在一起，并使用了牙轮钻头和注水泥封固套管 的工艺。 （2）发展阶段（1920--1948）： 钻井工艺、固井工艺、牙轮钻头、钻井液等得到进一步发展，同时出 现了大功率钻井设备，特殊工艺井诞生。 （3）科学化钻井阶段（1948--1968）： 科学研究使钻井技术得以迅速发展：高压喷射钻井、高效牙轮钻头、 优质钻井液、优选参数钻井等，使钻井速度产生大的飞跃。继而又发展 了地层压力检测技术、油气井压力控制技术、钻井液固相控制技术、平 衡压力钻井技术使钻井速度又一次产生了大的飞跃。同时，特殊工艺井 技术也有了重大的进展。 （4）自动化钻井阶段（1968至今）： 主要体现电子仪表、自动测量和计算机在钻井工程中的应用（如：钻 井参数的自动测量、综合录井仪、随钻测量技术、闭环钻井技术等）使 得特殊工艺井钻井技术日臻完善。
3、特殊工艺井的概念及主要类型：
特殊工艺井是指除常规钻井工艺所钻直井之外 其它井的总称，主要包括定向井、丛式井、水平井、 大位移井、侧钻井、分支井、径向水平井、小井眼 井、柔性管钻井及欠平衡压力钻井等。
定向井与丛式井
水平井
大位移井
侧钻井
分支井 (多底井)
径向水平井
此外、欠平衡压力钻井、 小井眼井、柔性管钻井 等也属于特殊工艺井。
造斜点 稳斜井段
垂 深
α -井斜角
设计井筒轨迹
实际井眼轨迹
靶区
煤矿井下定向钻孔轨迹控制培训
降方位
170º
增方位
钻孔轨迹控制原理
a）准确识别地层变化：根据矿方提供的煤层采掘工 程面图（含煤层等高线），分析出钻孔轨迹处煤层倾 角变化，结合实钻轨迹上下偏差、钻进前后返渣岩性 变化，判断出当前钻头处于煤层哪一层位（顶板岩层、 底板岩层、煤）。
b) 调整工具面使钻孔沿煤层钻进：根据地层变化， 应及时调整工具面来控制方位角变化，使钻孔轨迹在 水平面投影图上沿设计轨迹左右波动，在此基础上可 参考设计轨迹倾角值控制倾角变化，使钻孔尽量处在 煤层中延伸。
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—杜儿坪矿
自2010年5月18日至6月10日，主孔1个、分支孔25 个，探顶6次，探底3次，试验总进尺2736m，主孔最 大孔深达到570m，分支孔最大孔深达246m。煤层平 均厚度4.08m、煤层陷落柱发育，陷落柱密度平均25 个/km2，其中仅主孔需在6个陷落柱煤层中定向穿行。
工具面向角对钻孔轨迹影响
倾角：θ、 方位角：α、 工具面：φ
马达弯造斜最大强度：A、 方位角增减分量：Asinφ、 倾角增减分量: Acosφ
0º（360º）
0º（360º）
270º
Acosφ
A
φ 90º
Asinφ
增斜： φ ↑ 降方位： α↓
270º
降斜： φ↓ 降方位： α↓
增斜： φ↑ 增方位： α↑
90º
降斜： φ↓ 增方位： α↑
180º
180º
倾角控制原理
假设设计倾角： 0º，则倾角控制在：- 2º~ 2º
上
1º -1º
1º -1º
下 2º
-2º
偏
2º
-2º
170º
增方位
钻孔轨迹控制原理
a）准确识别地层变化：根据矿方提供的煤层采掘工 程面图（含煤层等高线），分析出钻孔轨迹处煤层倾 角变化，结合实钻轨迹上下偏差、钻进前后返渣岩性 变化，判断出当前钻头处于煤层哪一层位（顶板岩层、 底板岩层、煤）。
b) 调整工具面使钻孔沿煤层钻进：根据地层变化， 应及时调整工具面来控制方位角变化，使钻孔轨迹在 水平面投影图上沿设计轨迹左右波动，在此基础上可 参考设计轨迹倾角值控制倾角变化，使钻孔尽量处在 煤层中延伸。
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—双柳矿
轨迹控制实例分析—杜儿坪矿
自2010年5月18日至6月10日，主孔1个、分支孔25 个，探顶6次，探底3次，试验总进尺2736m，主孔最 大孔深达到570m，分支孔最大孔深达246m。煤层平 均厚度4.08m、煤层陷落柱发育，陷落柱密度平均25 个/km2，其中仅主孔需在6个陷落柱煤层中定向穿行。
工具面向角对钻孔轨迹影响
倾角：θ、 方位角：α、 工具面：φ
马达弯造斜最大强度：A、 方位角增减分量：Asinφ、 倾角增减分量: Acosφ
0º（360º）
0º（360º）
270º
Acosφ
A
φ 90º
Asinφ
增斜： φ ↑ 降方位： α↓
270º
降斜： φ↓ 降方位： α↓
增斜： φ↑ 增方位： α↑
90º
降斜： φ↓ 增方位： α↑
180º
180º
倾角控制原理
假设设计倾角： 0º，则倾角控制在：- 2º~ 2º
上
1º -1º
1º -1º
下 2º
-2º
偏
2º
-2º
水平定向钻施工重点环节介绍PPT培训课件
全球知名的Ｉｎｔｅｌ公司有着自己独特的企业文化，称为Ｉｎｔｅｌ的六大价值观，分别是：客户至上、纪律严格、质量为本、冒
测量预计穿越长度。 险精神、良好的工作环境和注重结果。企业文化是全体员工共同追求的目标。
三、穿越“仪器”概述，流程及曲线设 计
3、设计导向轨迹 物探完成后，根据距离入土点最近的管线的深度及 距离，定出入土角，如果不能达到所需要的角度可 以适当延长入土点与管线之间的距离；根据距离出 土点最近的管线的深度及距离，定出出土角，如果 不能达到所需要的角度可以适当延长出土点与管线 之间的距离；最后根据与所有管线交叉处的有效安 全距离定出导向轨迹。有效安全距离应减去扩孔上 浮的距离。如果有弯曲度，可以调整出入土坑的方 向，尽量减小导线轨迹的弧度。
引起的一切索赔和诉讼。
（4）投标有效期不足的；
2、物探，绘制物探图 21.1 如果买卖双方因不可抗力而导致合同实施延误或不能履行其它合同义务时，双方由此产生的损失不得向对方提出索赔要求，也不
承担误期赔偿或终止合同的责任。
18.3 资格证明文件根必须据真实可现靠、场不得情伪造况。复定印件出必须物加盖探单位范公章。围，物探一定要做到细致， 把范围内的井盖全部打开，并用雷迪跟踪探测，确 中型、小型、微型企业报价的，应符合以下条件：
三三、、穿穿越越“曲仪线器设”计 概述，流程及曲线设 计
在施工前要求业主提供穿越设计图纸，按照图纸提供的参数 进行施工，如有问题及时与业主及设计进行沟通。
如果业主没有设计图纸，要求我们自己进行设计，可按如下 方式：
1、在曲线设计时五个关键参数为： （1）入土角度 （入土角通常选择在8--12度（14%-21%）之
2）、砂层和细砂、卵石、砾石（少量的）地层的泥浆性能要求及组成 A．其主要特点：成孔性一般，易塌、易漏失、吸水能力强。导向孔和回扩孔时极
测量预计穿越长度。 险精神、良好的工作环境和注重结果。企业文化是全体员工共同追求的目标。
三、穿越“仪器”概述，流程及曲线设 计
3、设计导向轨迹 物探完成后，根据距离入土点最近的管线的深度及 距离，定出入土角，如果不能达到所需要的角度可 以适当延长入土点与管线之间的距离；根据距离出 土点最近的管线的深度及距离，定出出土角，如果 不能达到所需要的角度可以适当延长出土点与管线 之间的距离；最后根据与所有管线交叉处的有效安 全距离定出导向轨迹。有效安全距离应减去扩孔上 浮的距离。如果有弯曲度，可以调整出入土坑的方 向，尽量减小导线轨迹的弧度。
引起的一切索赔和诉讼。
（4）投标有效期不足的；
2、物探，绘制物探图 21.1 如果买卖双方因不可抗力而导致合同实施延误或不能履行其它合同义务时，双方由此产生的损失不得向对方提出索赔要求，也不
承担误期赔偿或终止合同的责任。
18.3 资格证明文件根必须据真实可现靠、场不得情伪造况。复定印件出必须物加盖探单位范公章。围，物探一定要做到细致， 把范围内的井盖全部打开，并用雷迪跟踪探测，确 中型、小型、微型企业报价的，应符合以下条件：
三三、、穿穿越越“曲仪线器设”计 概述，流程及曲线设 计
在施工前要求业主提供穿越设计图纸，按照图纸提供的参数 进行施工，如有问题及时与业主及设计进行沟通。
如果业主没有设计图纸，要求我们自己进行设计，可按如下 方式：
1、在曲线设计时五个关键参数为： （1）入土角度 （入土角通常选择在8--12度（14%-21%）之
2）、砂层和细砂、卵石、砾石（少量的）地层的泥浆性能要求及组成 A．其主要特点：成孔性一般，易塌、易漏失、吸水能力强。导向孔和回扩孔时极
2020煤矿安全规程机电部分培训课件
第九章运输、提升和空气压缩机第一节平巷和倾斜井巷运输第三百七十四条采用滚筒驱动带式输送机运输时，应当遵守下列规定：(一)采用非金属聚合物制造的输送带、托辊和滚筒包胶材料等，其阻燃性能和抗静电性能必须符合有关标准的规定。
(二)必须装设防打滑、跑偏、堆煤、撕裂等保护装置，同时应当装设温度、烟雾监测装置和自动洒水装置。
(三)应当具备沿线急停闭锁功能。
(四)主要运输巷道中使用的带式输送机，必须装设输送带张紧力下降保护装置。
(五)倾斜井巷中使用的带式输送机，上运时，必须装设防逆转装置和制动装置；下运时，应当装设软制动装置且必须装设防超速保护装置。
(六)在大于16°的倾斜井巷中使用带式输送机，应当设置防护网，并采取防止物料下滑、滚落等的安全措施。
(七)液力偶合器严禁使用可燃性传动介质(调速型液力偶合器不受此限)。
(八)机头、机尾及搭接处，应当有照明。
(九)机头、机尾、驱动滚筒和改向滚筒处，应当设防护栏及警示牌。
行人跨越带式输送机处，应当设过桥。
(十)输送带设计安全系数，应当按下列规定选取：1.棉织物芯输送带，8～9。
2.尼龙、聚酯织物芯输送带，10～12。
3.钢丝绳芯输送带，7～9；当带式输送机采取可控软启动、制动措施时，5～7。
第三百八十条轨道线路应当符合下列要求：(一)运行7t及以上机车、3t及以上矿车，或者运送15t及以上载荷的矿井、采区主要巷道轨道线路，应当使用不小于30kg/m的钢轨；其他线路应当使用不小于18kg/m的钢轨。
(二)卡轨车、齿轨车和胶套轮车运行的轨道线路，应当采用不小于22kg/m的钢轨。
(三)同一线路必须使用同一型号钢轨，道岔的钢轨型号不得低于线路的钢轨型号。
(四)轨道线路必须按标准铺设，使用期间应当加强维护及检修。
第三百八十二条长度超过1.5km的主要运输平巷或者高差超过50m的人员上下的主要倾斜井巷，应当采用机械方式运送人员。
运送人员的车辆必须为专用车辆，严禁使用非乘人装置运送人员。