石油钻采设备及工艺-李振林 §9-4 修井设备
修井作业的内容： 1）更换抽油杆、油管和深井泵； 2）清除砂堵（捞砂或冲砂）和防砂（造人工井壁等）； 3）清除蜡堵或蜡卡； 4）封堵外来水（上层水或下层水）和本层水，一般可采用挤水泥或下附加 套管然后注水泥的办法予以隔绝； 5）修补套管； 6）打捞： 7）回采上部或上部生产层。 油井的回采：开采多层油井时，一般采用“自下而上”开采方法，即先 开采最下面油层，上部各层先用套管封隔，当被开采的油层不能生产时， 转而开采与之相邻的上部油层。 回采上部油层时，必须在井中打水泥塞或挤注水泥，以便封堵住老油层。
一、修井机
石油矿场上使用的修井机类型较多，其移运特点、传动方式、功能和性 能参数等方面也存在较大差异。 其共同点：无论轻、重型修井机都配有绞车、井架等起重装臵，至少可 以进行起下作业； 一些中型、重型修井机还配有转盘或泵，有的是转盘和泵兼备，可以进 行起下、旋转或循环作业，或三种作业都可以进行。 修井机上所配备的绞车、转盘和泵只是功率和体积较小，结构和作用原 理与钻机上配备的并无太大差异。 一台重型修井机就相当于一台小钻机，有些轻型钻机也可用于修井作业。
修井作业可以归纳为三大类： 1）起下作业：如油管、抽油杆、深井泵等井下设备及工具的起下，以及抽 汲、捞砂、机械清蜡的起下等。 2）液体循环作业：如冲砂、热洗、挤水泥及循环泥浆等。 3）旋转作业：如钻水泥塞、钻砂堵、以及扩孔、重钻、加深和修补套管等 完成上述作业的设备，也基本上分为起下设备（如通井机、轻型修井机 等），冲洗设备（如洗井机、水泥车、锅炉车等），以及配备有起升系统、 旋转系统和循环系统的中型、重型修井机等。 这些设备大多数都是由一些与钻机类似的机组组成。 不同的是，这些设备所需的功率相对较小，机动性较高，一般都固装于 汽车、拖拉机或拖车上。
图示为钢丝绳加压机械式不压 井修井装臵示意图，它利用常规 通井机绞车起下油管柱，靠自封 封井器密封油管柱。 当需要加压起下油管柱时，就 利用加压支架、安全卡瓦和分段 加压吊卡，并倒换重穿游动系统 的钢丝绳，然后再利用通井机绞 车，完成加压起下油管柱作业。
分段加压吊卡 安全卡瓦 自封防喷器
当需要通过不同直径的井下工 具或全封油井时，只需倒换两个 轻便封井器或全部关闭最下部的 封井器。
游动卡瓦
固定卡瓦
接泄压管线
游动卡瓦和固定卡瓦各由上、下两组卡瓦 组成。上、下卡瓦的卡瓦座锥孔和卡瓦牙 的方向相反。 上卡瓦用于提吊，是提吊卡瓦，下卡瓦用 于向下加压，是下压卡瓦。 四组卡瓦各有自己的控制气缸，整体采用 连锁程序控制，使游动头的运动与卡瓦的 开、合协调一致。 有的用一组可翻转的卡瓦代替上、下卡瓦， 且由液压来控制。 工作台 该设备的动力机组由一台柴油机和两台定 量泵组成。备有两台液压绞车，可交替使 橡胶补心 用一台起吊管子，另一台吊放油管单根。 用液压油管钳上卸扣。
修井机的总体布臵及参数
自 走 车 底 盘 井 架 及 游 动 系 统 液 压 系 统 油 箱
水 刹 车 循 环 系 统 水 箱
绞 车 架 及 护 罩 总 成
刹 车 冷 却 装 置 水 箱
转 盘 传 动 装 置
转 盘 链 传 动 箱
角传动装置
图示为一修井机总体布臵图，主要包括五轴自走车底盘、122型水刹车和水 刹车循环系统、主滚筒及其刹车系统、捞砂筒及其刹车系统、绞车架及护 罩总成、角传动装臵、转盘传动装臵、转盘链传动箱、刹车喷水冷却装臵、 液压绞车、井架及游动系统、液气路系统，还配有钻台、转盘、水龙头和 动力短节等。
防喷器组
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线
这种修井机作业时，一般采用三套防喷器 和一套橡胶补心封住井口。 井口压力低于21MPa时，只使用橡胶补 心，超过此值时，需用防喷器控制。 起下操作时，上防喷器一般保持关闭状态， 只有在通过接头时才打开，打开之前要先 关闭中防喷器，接头通过后又各自封闭。 下防喷器是安全封井器，在紧急情况或上 面两个防喷器需要更换零件时才使用。 上、中防喷器之间装有一短管，引出两个 工作台 带液压控制阀的液流通路。一条通路用于 循环压井液，另一条用于释放起下作业过 程中上、中防喷器均关闭时其内腔的压力。 橡胶补心
§9-4
修井设备
一、修井中，常会发生一些油井或设备故障，造成油井减 产，甚至停产。为了恢复油井的正常生产，必须采取相应的措施，排除故 障； 有时，由于井况发生变化，需要对井下设备进行更换，以调整油井参数。 这种排除故障或调整油井参数，恢复油井正常生产等的作业，称作修井。 所用的设备或工具，称为修井设备或工具。 引起油井井下故障的原因：一是油井本身故障，如井下砂堵，井内严重 结蜡、结盐，油层堵死，渗透率降低，油管断裂、脱扣和渗漏，套管挤扁、 断裂和渗漏等；二是采油设备本身的故障，如抽油泵游动阀磨损或卡死， 抽油杆弯曲、断裂或脱扣等。
吊卡 游动卡瓦
工作台 固定卡瓦 橡胶补心
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
吊卡 工作台位于液缸装臵的顶部，上有操作台， 可以控制游动头起下速度和方向及卡瓦的 合、开，还可控制防喷器的启闭，以及两 台液动绞车和液压油管钳等的工作。 游动头可以有三种起升速度。重载时四个 缸同时工作；轻载时双缸工作，若动力液 工作台 排量一定，速度增大一倍；双缸工作时， 还可利用“反馈”作用获得更快速度，即 橡胶补心 通过控制阀的转换，将从液缸上部排出的 一部分液体直接送入液缸下腔，使游动头 接压井管线 的速度增大。 防喷器组
二、不压井修井设备
通常，在用常规型修井机对自喷井或有一定自喷能力的高压油（水）井 进行作业之前，应先用泥浆压井或诱喷降压。 但是，泥浆压井容易造成油层堵塞或污染油层，使油井产量降低，并且 消耗大量的作业时间和资金， 放喷又会使局部地层的压力降低，白白消耗能量。 为了克服上述不足，降低修井成本和保持油井生产能力，有效的修井措 施是采用不压井作业方法。
这种装臵操作程序麻烦，也不 太安全，但结构简单，便于制造。
加压支架
法兰短接 四通
两用轻便封井器 放空阀门
将控制装臵和修井机合为一体的称作不压井修井机。
液压不压井修井机采用伸缩液缸及若干配套设备作为起下装臵，从而代 替了一般修井机传统的井架、绞车等起下设备。
图示为短冲程液压不压井起下装臵示意图。 它安装在防喷器（即封井器）上方，有四 个液缸对称布臵。 四个活塞杆端部与一个游动头相连接，游 动头内有一组游动卡瓦和液压驱动的旋转 装臵，可以起下和旋转管柱。 固定卡瓦安装于起下装臵的底部。
不压井修井作业是利用特殊的修井设备，在井口有压力的情况下，实现 安全起下作业。 这套设备应能解决两方面的工艺问题， 一是在起下油管柱和其它作业过程中，要保证油管及油、套管环形空间 不喷油，即所谓的密封问题； 二是在初放下若干根油管或起至最后若干根油管时，能够对油管施加下 压力或控制力，以克服井内压力对油管的上顶力，保证这若干根油管正常 起出或下放。
吊卡
游动卡瓦
固定卡瓦
接压井管线
接泄压管线 防喷器组
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石油钻采设备及工艺-李振林 §9-2 机械采油及设备.
驴头 钢丝绳 光杆卡子 悬绳器 光杆 密封盒 电机 取样管 流出管 油管头 套管头 光杆接箍 表层套管 油层套管 抽油杆 油管 22游动阀 泵筒 金属柱塞 固定阀拔出器 加长短节 29固定阀 30支撑短节 孔管短节 油管接箍 34气锚 35砂锚 37大堵头
四连杆结构 减速箱
底座
泵筒接箍 抽油杆接箍
深井泵的工作原理如图所示。它总是下放到 井中液面以下的某一深度， 故当柱塞上行时，游动阀受油管内液柱的压 力自动关闭，随着柱塞上行，油管上部的一部 分液体排出地面； 与此同时，柱塞下部泵筒空间内压力降低， 井内液体在压差作用下，顶开安装于泵筒上的 固定阀球进入泵内，抽油泵进入吸入过程，直 至柱塞上止点。 当柱塞下行时，泵筒内液体受压缩，压力升 高，达到与泵筒外环形空间液柱压力相等后， 固定阀球靠自重下落，使固定阀关闭； 活塞继续下行，泵内压力进一步升高，当超 过油管内液柱压力时，泵内液体即顶开游动阀 球，进入油管，抽油泵开始排出过程，直至柱 塞下死点。
二、抽油泵
抽油泵实际上相当于单作用柱塞泵的液力端，适用于从深井、超深井、 高产井和多油层井中提取原油。 1. 基本型抽油泵 基本型抽油泵主要有三类：管式泵（油管 泵）、杆式泵（插入泵）、套管泵（大尺寸插 入泵）。
如图所示，它们都是由工作筒、柱塞、固定 （吸入）阀、游动（排出）阀组成。
管式泵（油管泵）、杆式泵（插入泵）、套 管泵（大尺寸插入泵）之间的基本区别仅在于 工作筒的安装方式： 油管泵的工作筒连接在油管的底部，作为油 管整体的一部分下入井中； 插入泵的工作筒则是整个井下泵装置的一部 分，作为一个整体，用抽油杆柱下入油管或套 管中。
当往返架下行时，抽油杆柱向上运行，气包内的压缩气体膨胀，推动柱塞下行， 帮助提起抽油杆柱。这样，抽油机作往返运动时，电机负载就比较均匀。
石油钻采设备及工艺-李振林 第六章 石油矿场用往复泵
第六章
§66-3 §6-4 §6-5 §6-6
往复泵的流量分析
往复泵的压头、功率和效率 往复泵的工作特性曲线 往复泵的结构和特点 往复泵的易损件及配件
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往复泵在石油矿场上应用非常广泛，常用于高压下输送高粘度、大密 度和高含砂量、高腐蚀性的液体，流量相对较小。按用途的不同，石 油矿场用往复泵往往被冠以相应的名称，例如： 在钻进过程中，为了携带井底的岩屑和供给井底动力钻具的动力， 用于向井底输送和循环钻井液的往复泵，称钻井泵或泥浆泵； 为了固化井壁，向井底注入高压水泥浆的往复泵，称固井泵； 为了造成油层的人工裂缝，提高原油产量和采收率，用于向井内注 入含有大量固体颗粒的液体或酸碱液体的往复泵，称压裂泵； 向井内油层注入高压水驱油的往复泵，称注水泵； 在采油过程中，用于在井内抽汲原油的往复泵，称抽油泵。
石油钻采机械PPT课件.ppt
旋流器
回收加重剂 短管 涡轮室周 壁孔眼
稀释水 稀浆
漏斗 涡轮室
清砂室 稀浆腔室
上底孔板 短管
• 当涡轮旋转时，大 颗粒的固相携同一 部分液体被甩向涡 轮室的周壁，并穿 过其上的孔眼进入 清砂室，聚积到底 部；
泥浆
旋流器
回收加重剂 短管 涡轮室周 壁孔眼
• 泥浆中的固相颗粒，按其粒度的大小可分为钻屑、 砂、粉砂、粘土和胶土，
• 相应的净化装置只能清除一定尺寸的固相颗粒。
随着钻井深度的不同，对泥浆性能的要求也不同：
• 对于一般深度的井，多使用非加重水基泥浆。 • 处理这类泥浆的固控设备是：振动筛－>除砂器
－>除泥器－>离心机， • 目的是尽可能除去泥浆中的固相颗粒。
• 工作时，由主轴、轴承和偏心块等构成的激振器旋转时产 生周期性的惯性力，迫使筛箱、筛网和弹簧等部件在底座 上作简谐振动；
• 促使由泥浆盒均匀流至筛网表面的泥浆中的液固相分离
• 即液体和较小颗粒通过筛网孔流向除砂器，而较大颗粒顺 筛网表面移向砂槽。
筛网
➢ 泥浆振动筛中最易损坏的零件是筛网。
➢ 一般有钢丝筛网、塑料筛网、带孔筛板等，常用 的是不锈钢丝编织的筛网。
• 它有三根溢流管; • 当泥浆进入时，重而大的固
相颗粒甩向筒壁，并螺旋下 降，经排砂口排出； • 轻质部分则从各溢流管溢出。 • 这种结构消除了空气柱，减 少了内部的水力损失，从而 提高了泥浆处理量及液体的 净化程度。
动画
§4-4 泥浆净化装置
一、概述 二、泥浆振动筛 三、水力旋流器 四、泥浆清洁器 五、离心分离机 六、泥浆除气器
水利旋流器的工作原理：
➢ 水力旋流器与一般分离机械不 同，它没有运动部件，是利用 泥浆中固、液相各颗粒所受的 离心力大小进行分离。
石油的钻采设备及工艺
石油的钻采设备及工艺石油的钻采设备及工艺石油的钻采设备及工艺【1】[摘要]本文回顾了石油钻采设备制造概况，结合文献资料梳理了石油钻采设备发展方向，例举了石油的钻采设备新工艺，对发展石油钻采设备提了两方面的意见。
[关键词]石油;钻采设备;工艺一、石油钻采设备制造概况石油钻采设备系指专用于陆地和海洋石油、天然气开采的装备。
它主要包括陆上石油钻采设备，海洋和沙漠石油钻采专用设备、钻具(井下钻采工室外具)等。
在整个石油钻采装备中，石油钻机占70%，采油设备占20%，其余装备占10%。
当今，全世界有一百多个国家和地区从事石油和天然气的勘探和开采，但只有二十多个国家能够制造石油钻采设备，其中美国实力最强，水平最高。
我国钻机制造水平已经领先于俄罗斯，与欧美先进厂家水平大体相当，但成本低20%-25%。
我国现已基本掌握国际先进的石油钻采设备制造技术，先后开发了适用于陆地、石油钻采设沙漠及海洋作业的石油钻机，传动技术已发展到机械传动、直流电传动、交流变频电传动及机电复合传动并举。
二、石油钻采设备发展目标1、钻井设备及工艺。
开发全电驱动和复合电驱动(SCR滞留电驱动钻机和VFD交流变频电驱动钻机)钻机，提高钻机自动化和智能化水平。
建造钻机机、电、液、气.信息和钻井仪表、自动送钻一体化网络平台。
①为缩短钻机移动过程的拆卸、运输、安装时间，大力发展车装钻机和拖挂钻机，4000m以上钻机采用大拖挂方式，3000以下钻机发展车装交流变频驱动和车装全液压驱动。
②在顶驱钻机制造方面，进一步提高SCR顶驱液压系统、电控系统的可靠性，发展系列变频顶驱。
③提高常规型泥浆泵( 52MPa)的可靠性，开发研制智能化软泵系统、自动检测等单元技术，开发液缸起立环形布置泥浆泵和液压泥浆泵。
2、采油设备及工艺。
机械采油设备研制方面。
机械采油设备的研究和开发，可满足开采难度大的油井和稠油、结蜡、结盐等油井的需要，提高经济效益和节能降耗效果，提高整机效率和可靠性，提高自动化和智能化控制技术水平。
石油钻采设备及工艺-李振林 §4-3 顶驱钻井系统
•发展史
二、顶驱钻井系统的特点
和转盘－方钻杆旋转钻井法相比，顶驱钻井系统旋转钻井法具有下 述主要特点：
1. 系统直接采用立根（28m）钻进，减少了2/3钻柱连接时间；
2. 起下钻时，顶驱钻井系统可在任意高度立即循环钻井液，实行倒划眼起钻和划 眼下钻，大大减少了卡钻事故；
3.系统具有遥控内部防喷器（IBOP），钻进或起钻如有井涌迹象，可即时实施井 控，大大提高了在复杂地层、钻井事故地区钻井的安全性。 4. 顶驱系统以28m立根钻定向井、丛式井、斜井时，不仅减少了钻柱连接时间， 还减少了测量次数，容易控制井底马达的造斜方位，节省了定向钻井时间，提高 了钻井效率；
1－单导轨总成；2－过渡环总成；3－风冷装置 4－刹车装置；5－直流驱动电机；6－齿轮减速 器；7－动力水龙头体；8－夹紧连接器； 9－回转头总成；10－上IBOP（自动）； 11－下IBOP（手动）；12－环形背钳； 13－鹅颈管；14－水龙头冲管总成； 15－小车滑车；16－倾斜机构； 17－导轨承担梁
滑车框架
支座
钻井马达座架
钻井马达耳轴安装支座
管束支座
导向滚轮
防爆交流马
钻井马达 马达接线盒
钻井马达冷却系统
回照片 图片
水龙头－钻井马达总成 •由水龙头、马达和一级齿轮减速器组成。 •采用串激（或并激）直流马达立式传动， 驱动主轴（水龙头的中心管）；
水 龙 头
•马达轴上装有气动刹车，可产生静制动 力矩，用于马达的快速制动；
复习题
1. 何谓
3. 钻杆上卸扣装置（或称为管柱处理装置） 钻杆上卸扣装置总成，一般由旋转头、吊环连接器、吊 环倾斜机构、保护接头、卸扣背钳（或称扭矩扳手）等 组成，可完成接立根、起下钻时上卸立根丝扣及打开与 扣紧吊卡等操作，实现了钻柱连接、上卸扣操作机械 化， 。
二、顶驱钻井系统的特点
和转盘－方钻杆旋转钻井法相比，顶驱钻井系统旋转钻井法具有下 述主要特点：
1. 系统直接采用立根（28m）钻进，减少了2/3钻柱连接时间；
2. 起下钻时，顶驱钻井系统可在任意高度立即循环钻井液，实行倒划眼起钻和划 眼下钻，大大减少了卡钻事故；
3.系统具有遥控内部防喷器（IBOP），钻进或起钻如有井涌迹象，可即时实施井 控，大大提高了在复杂地层、钻井事故地区钻井的安全性。 4. 顶驱系统以28m立根钻定向井、丛式井、斜井时，不仅减少了钻柱连接时间， 还减少了测量次数，容易控制井底马达的造斜方位，节省了定向钻井时间，提高 了钻井效率；
1－单导轨总成；2－过渡环总成；3－风冷装置 4－刹车装置；5－直流驱动电机；6－齿轮减速 器；7－动力水龙头体；8－夹紧连接器； 9－回转头总成；10－上IBOP（自动）； 11－下IBOP（手动）；12－环形背钳； 13－鹅颈管；14－水龙头冲管总成； 15－小车滑车；16－倾斜机构； 17－导轨承担梁
滑车框架
支座
钻井马达座架
钻井马达耳轴安装支座
管束支座
导向滚轮
防爆交流马
钻井马达 马达接线盒
钻井马达冷却系统
回照片 图片
水龙头－钻井马达总成 •由水龙头、马达和一级齿轮减速器组成。 •采用串激（或并激）直流马达立式传动， 驱动主轴（水龙头的中心管）；
水 龙 头
•马达轴上装有气动刹车，可产生静制动 力矩，用于马达的快速制动；
复习题
1. 何谓
3. 钻杆上卸扣装置（或称为管柱处理装置） 钻杆上卸扣装置总成，一般由旋转头、吊环连接器、吊 环倾斜机构、保护接头、卸扣背钳（或称扭矩扳手）等 组成，可完成接立根、起下钻时上卸立根丝扣及打开与 扣紧吊卡等操作，实现了钻柱连接、上卸扣操作机械 化， 。
石油钻采设备及工艺-李振林 §1-4 钻井中的几种事故
1Hale Waihona Puke 沉砂卡钻由于用清水钻进或泥浆粘度低、切力 小，悬浮岩屑能力差，稍一停泵，岩 屑就下沉，造成沉砂卡钻。 接单根时间过长，或泵因突然故障需 停泵检修，也可能造成这种卡钻。
2.落石卡钻
钻遇疏松、胶结性 不好的地层，发生 井塌时造成卡钻。
3.地层膨胀卡钻
钻遇疏松、多孔隙和膨胀性地层时，若泥浆 性能不好，失水大，渗入到地层中并浸泡地 层，导致地层膨胀，井径缩小造成卡钻。
§1-4
钻井中的几种事故
一、井漏、井塌 二、井喷
三、卡钻
附：本节复习题
返回
一、井漏、井塌
当井眼中泥浆液柱压力大于地层压力时，就会引起泥浆漏失。
造成井漏更具体的原因： •钻遇疏松地层，开泵过猛而蹩漏； •钻遇渗透性地层，如渗透性良好的砂岩，发生渗透性漏失； •钻遇地层断裂带或裂缝，如石灰岩裂缝发育地层，或右灰岩大溶 洞时，发生井漏。
细槽
复习题
1. 简述井漏的原因、表现、及应对措施。 2. 简述井喷的原因及预防措施。 3. 简述卡钻的主要类型及其原因。
•为了处理卡钻事故，钻机应具 备足够的提升能力。近年来， •落石卡钻 国内外新系列钻机都相对地加 大最大钩截Qmax约为最大钻柱 •地层膨胀卡钻 重量Q柱的1.6～2.1倍，增强了 •泥饼卡钻 钻机处理卡钻及下套管遇阻的 能力。 •键槽卡钻 •此外，对机械传动的钻机，绞 车应配备事故档，转盘必须有 •其它尚有泥包卡钻， 落物卡钻等 。 倒档，并希望转盘转速及扭矩 能进行调节。
疏松易塌 低沉 泥浆液面
溶洞裂缝
漏失层
二、井喷
当钻遇到高压油、气、水层时，由于油、
气、水层的压力大于钻井液柱压力，容 易造成井喷。 为防止井喷，除应事前做好地质预告工 作外，尚应在钻井时采取调整钻井液性 能，安装井口设备〈防喷器〉。
石油钻采设备及工艺-李振林 §5-1 概述
1. 机械驱动
机械驱动，依驱动机组驱动特性的不同可进一步分为，柴油机直接 驱动（或简称柴油机驱动）和柴油机－液力驱动机械传动两种。 柴油机驱动机械传动：以柴油机为动力，2～4台柴油机，经齿轮、 胶带、链条、万向轴等机械传动元件的多种形式的组合，实现并车、 减速增矩、换向、倒车，以驱动传动绞车、转盘和钻井泵。 驱动特性就是柴油机本身的特性，工作机只能得到有限档的有级调 速。
四、钻机驱动类型及典型驱动设备的外特性
钻机驱动类型按照采用的动力设备的不同，分为机械驱动与电驱动 两大类： 机械驱动以柴油机为动力机； 电驱动以直流或交流电动机为动力机。 1. 机械驱动 2. 电驱动 3. 几种典型驱动设备的外特性 所谓动力机的外特性，指的是扭矩M随转速n而变化的规律性，即 M=f（n），常用曲线描述，称为外特性曲线。
4. 发动机比质量KG
G KG 发动机比质量即每单位功率（KW）的质量，用KG表示： Ne
式中，G ——发动机（包括必备的附件）的质量，kg；
kg / kw
Ne——额定功率，kw。
3. 分组驱动方案
分组驱动的目的主要是：
兼有统一驱动利用率高和单独驱动传动简单、安装方便的优点；
现代深井、超深井钻井采用7～9m高钻台，分组驱动可实现转盘、辅助绞车 （猫头轴）在高钻台上，而主绞车不上高钻台的方案；
1. 单独驱动方案
转盘、绞车、钻井泵三工作机组，各由不同的 动力机一对一或二对一地进行驱动； 电驱动钻机大都采用如右图所示的单独驱动方 案； 单独驱动，传动系统简单、效率高；工作机间 无机械形式的联系，便于钻机在井场进行平面布 置。 装机功率利用率低，动力机不能互济。
1. 绞车
特点 若大钩提升速度能随载荷的变化按理想功率 曲线 QhV C 相应地改变，即沿右图中曲 线次减少而 相应增加，即沿曲线2工作，则功率利用虽 不是最理想的，也已很充分。但在机械变速 有限档的情况下，这是不可能做到的。
《石油钻采设备及工艺》期末复习题及答案
《石油钻采设备及工艺》期末复习题及答案《石油钻采设备及工艺》期末复习题及答案一、选择题1、石油生产环节包括（ D ）。
（A）石油勘探、石油测井、石油开发、石油炼制（B）石油勘探、石油开发、油气储运、石油销售（C）石油测井、石油开发、石油炼制、石油销售（D）石油勘探、石油开发、油气储运、石油炼制2、钻井液性能通常用（ A ）表示。
（A）比重、粘度和切力（B）比重、温度和切力（C）比重、粘度和拉力（D）比重、温度和拉力3、油井中可能出现的流型自下而上依次为（ B ）。
（A）泡流、段塞流、环流、雾流、纯油流（B）纯油流、泡流、段塞流、环流、雾流（C）段塞流、环流、雾流、泡流、纯油流（D）纯油流、环流、段塞流、泡流、雾流4、整个固井工作包括（ B ）。
（A）下套管和注水泥（B）套管柱设计，下套管和注水泥（C）下钻杆和注水泥（D）钻杆柱设计，下钻杆和注水泥5、涡轮钻具钻井时，钻杆柱（ B ）。
（A）转动（B）不转动（C）时而转动，时而不转动（D）不确定6、钻具组合，或叫钻具配合，指根据地质条件与井身结构、钻具来源等，决定钻井时用什么样的（ D ）配合连接起来组成钻柱。
（A）钻头、钻铤和钻杆（B）钻头、钻杆和方钻杆（C）钻铤、钻杆和方钻杆（D）钻头、钻铤、钻杆和方钻杆7、影响机械钻速的因素很多，除了钻头类型、水力功率利用等因素外，主要是（ D ）。
（A）钻压、转速和排量（B）钻压、钻速、排量和钻井液性能（C）钻速、排量和钻井液性能（D）钻压、转速、排量和钻井液性能8、机械钻速指的是（ C ）时每小时进尺数。
（A）起钻（B）下钻（C）纯钻进（D）起下钻、纯钻进9、井下动力钻具有（ C ）种。
（A）1 （B）2（C）3 （D）410、三抽设备指的是（ D ）。
（A）光杆、抽油杆和抽油泵（B）抽油机、光杆和抽油泵（C）抽油机、抽油杆和水力活塞泵（D）抽油机、抽油杆和抽油泵11、井下动力钻具有（ C ）。
（A）涡轮钻具、螺杆钻具、偏心钻具（B）偏心钻具、螺杆钻具、电动钻具（C）涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具（D）涡轮钻具、偏心钻具、电动钻具12、水龙头许用最高转速，应与（ D ）相一致。
石油钻采设备及工艺李振林自喷井采油及设备PPT课件
段塞流：再往上，井筒内压力更低于饱和压力，气体 进一步膨胀，小气泡合并成大气泡，使井筒内出现一段 原油一段气体的柱塞状，这时的气体象活塞一样，对油 流有很大的举升力。
雾状流 环流
段塞流 泡流
纯油流
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环流：油流再上升，气体再分离、膨胀，气体柱塞不 断加长，逐渐从油管中心突破，形成中心连续气流，而 管壁附近则是原油流动的液流状态。
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经过上述方法诱喷，油井达到自喷后，就打开套管闸门，放喷一个短暂时间，然后改为 油管放喷，转入正常采油。
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2. 自喷的动力
➢井底原油能自喷到地面主要是受多种地层驱动力的作用。 ➢当油藏未开发、地层未打开时，油层中的压力处于平衡状态，原油不流动； ➢一旦地层中钻有油井，并开始生产时，油层内的压力平衡被打破，井底压力低于油层压 力。 ➢在地层驱动力的作用下，先将原油从地层内推向井筒， ➢若还有剩余的能量， 再将井筒内的原油举升到地面。
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封隔器编号 以下代号按次序从左至右顺序排列，依次为：部定型产品代号－油田代号－封隔器型式代 号－套管或裸眼公称直径代号－设计结构代号－结构设计次数。
封隔器型式代号：1（支撑式）、2（卡瓦式）、3（皮碗式） 4（水力扩张式）、5（水力自封式）、6（水力密封式）、7（水力压缩式）
部定型产品代号 油田代号：大庆
➢油管挂与四通内壁之间的间隙，通过一组密封圈加以密封；密封圈之间有隔环，当介质 通过密封圈渗入隔环的空腔时，可由单向阀压入密封脂；通孔内装有压环，并用六个顶丝 将其顶住，以防井内液体作用在油管上将油管柱顶出固有的位置；
➢油管挂上部的护丝是为了保护油管挂上方的螺纹，当安装采油树时，可将护丝卸去。
油管挂 密封组 压环 密封隔环
雾状流 环流
段塞流 泡流
纯油流
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环流：油流再上升，气体再分离、膨胀，气体柱塞不 断加长，逐渐从油管中心突破，形成中心连续气流，而 管壁附近则是原油流动的液流状态。
第3页/共40页
经过上述方法诱喷，油井达到自喷后，就打开套管闸门，放喷一个短暂时间，然后改为 油管放喷，转入正常采油。
第4页/共40页
2. 自喷的动力
➢井底原油能自喷到地面主要是受多种地层驱动力的作用。 ➢当油藏未开发、地层未打开时，油层中的压力处于平衡状态，原油不流动； ➢一旦地层中钻有油井，并开始生产时，油层内的压力平衡被打破，井底压力低于油层压 力。 ➢在地层驱动力的作用下，先将原油从地层内推向井筒， ➢若还有剩余的能量， 再将井筒内的原油举升到地面。
第21页/共40页
封隔器编号 以下代号按次序从左至右顺序排列，依次为：部定型产品代号－油田代号－封隔器型式代 号－套管或裸眼公称直径代号－设计结构代号－结构设计次数。
封隔器型式代号：1（支撑式）、2（卡瓦式）、3（皮碗式） 4（水力扩张式）、5（水力自封式）、6（水力密封式）、7（水力压缩式）
部定型产品代号 油田代号：大庆
➢油管挂与四通内壁之间的间隙，通过一组密封圈加以密封；密封圈之间有隔环，当介质 通过密封圈渗入隔环的空腔时，可由单向阀压入密封脂；通孔内装有压环，并用六个顶丝 将其顶住，以防井内液体作用在油管上将油管柱顶出固有的位置；
➢油管挂上部的护丝是为了保护油管挂上方的螺纹，当安装采油树时，可将护丝卸去。
油管挂 密封组 压环 密封隔环
石油钻采设备及工艺-李振林 §1-5 钻井技术
实现平衡压力钻井的关键是选择合理的钻井液比重，使 钻井液静液压力和环空压降之和同地层孔隙压力始终保 持平衡。 平衡压力钻井技术的基础是新近发展起来的地层压力和 地层破裂压力梯度检测技术、井控技术、钻井液固相控 制工艺技术及计算机技术。 因此，实施平衡压力钻井，必须安装可靠的防喷装置， 防止井涌失控导致井喷；必须配置先进的固控设备，以 适时调配和控制钻井液性能。
•我国较多采用最大钻头水功率工作方式：破碎岩石，冲 洗井底需要一定的能量。单位时间内射流所含能量越大， 钻进速度越快。因此主张，在地面泵提供一定的水功率的 条件下，要把其中尽可能多的部分分配在钻头上。 •为保证能采用喷射式钻井，除研制各种水力喷射式钻头 外，必须配备高压大功率的钻井泵及相应的高压闸门、高 压管汇、水龙带、水龙头，配备完善的固控设备。
三、平衡压力钻井
平衡压力钻井是指钻井过程中保持井内钻井液动
压力与地层孔隙压力相等，即: P地＝P液＋P环 式中：P地——地层孔隙压力； P液——钻井液柱静压力； P环——钻井液循环时的环空压降。
钻进时，保持井底压力平衡〈或近平衡〉可降低岩石强 度和岩屑的压持效应，能大幅度提高机械钻速，可有效 地保护油层，稳定井眼，防止井漏。
§1-5
钻井技术
一、钻压、转速、排量和钻井液性能 对机械转速的影响 二、喷射式钻井
三、平衡压力钻井
四、最优化钻井
五、井斜与满眼钻井法
附：本节复习题
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钻井技术是一门正处于蓬勃发展中的科学。 本节主要讨论影响钻井速度和井身质量的有
关问题 。
一、钻压、转速、排量和钻井液性能 对机械钻速的影响
井斜是标志井身质量的一个重要指标，一般用井斜角和井斜方 位角来表示。此外尚有井斜变化率，井底水平位移等。 由于钻头上方的钻柱受压而弯曲，倾斜地层软硬交界处钻头在 圆周各处所遇阻力不一致等因素的影响，要把井打得绝对的直， 显然是不可能的。但井斜若超过规定标准，井底水平位移过大， 就会打乱油层处井眼的合理分布。另外，井斜过大，在工艺上 将引起其它不良后果。因此，我国各油田对井斜都有规定标准， 以确保井身质量。 满眼钻井法，又叫刚性配合法，这是我国在石油矿场广泛采用的 快速钻直井的重要措施。 钻具下部的钻铤，在钻压作用下会产生弯曲，使钻具在井内不居 中，导致产生井斜。通过在钻铤弯曲处加上扶正器〈用硬质合金 块焊成〉增加受压部分刚度，使钻具居于井眼中心，防止井斜， 此即满眼钻井原理 。