石油钻井钻进参数优选78页PPT
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钻井参数优化
（2）由于钻头的旋转，射流作用的小圆面积在迅速移动。 本来就不均匀的压力分布，又在迅速发生变化。
第五章 第一节 钻井参数作用机理
漫流的横推作用：漫流是射流冲到井底后形成的沿井 底的横向流动。漫流是紧贴并平行于井底很薄的对井底遮 盖较好的一层横向流动的液流，具有相当高的流速。其对 井底岩屑产生横向推动力或牵引力，从而使岩屑离开原破 碎点。 作用特点：
射流任一点的动压力与该点射流速度和射流液体密度 有关：
（1）在射流的任一截面上，中心动压力最大，自中心向 外，动压力急剧衰减，在射流边界上动压力为零。
第五章 第一节 钻井参数作用机理
（2）射流等速核内各处的动压力相等，都等于射流刚出 口时的动压力。
（3）在射流中心轴线上，超过等速核以后，动压力急剧 下降：
第五章 第一节 钻井参数作用机理
2. 钻压、转速对钻头磨损的影响 （1） 钻压、转速对牙齿磨损速度的影响
第五章 第一节 钻井参数作用机理
Q1，Q2—— D1，D2——钻压影响系数，其值与牙轮
C1—— Af——地层研磨性系数，其含义是当钻
压、转速和牙齿的磨损状况一定时，牙 轮钻头牙齿的磨损速度与地层的研磨性 成正比。
第五章 优选参数钻井
固定参数: 固定参数主要指地层参数，地层可钻性，地层 对钻压、转速、水力参数和钻井液参数的敏感指数，以及 地温梯度、地层化学组分对钻井液的适应性等。
可调控参数:可调参数主要指钻进中的机械参数、水力参 数、钻井液性能和流变参数三类大参数。
机械参数:指钻头类型，钻压与转速；
水力参数:指泵型选择、泵压、排量和水眼组合；
在杨格模式中引入考虑井底压差和水力参数影响的修 正系数，便成为修正杨格模式。即
第五章 第一节 钻井参数作用机理
钻进参数优选资料.
• 1.2 钻头特性和使用要求 设计机械破岩参数必须考
虑钻头的承载力、机械钻速 和寿命、类型和结构特点以 及优化使用要求。
• 1.2.1 钻头承载力
牙轮钻头的承载力相对金刚 石材料钻头要高一些，这和 它们的结构特点和耐冲击的 能力有关系。钻头的承载力 还和其直径有关，直径越大， 承载力就越大。施加给钻头 的钻压不能超过其承载力， 否则会使钻头短命。
最基本和最重要的因素。地层 的各项机械力学特性对机械参 数的设计都有影响。
这些特性大都有了成熟的实 验方法。所得到的定量和等 级指标与钻压、转速之间也 有了一般相关关系的认识。
目前国内外主要用岩石的 抗压强度、硬度和可钻性来 进行机械参数设计，塑脆性 和研磨性是机械破岩参数设 计的参考指标。
一般随井深的增大，岩石的 抗压强度和硬度逐渐增大，可 钻性逐渐变差，且逐渐由脆转 塑，因此钻压一般随井深逐渐 增大，转速一般随井深先增后 减。但应注意一些特殊地层， 如异常高压地层、盐岩地层、 砾石层等(画图)。
• 1.2.2 钻头类型和结构特点
牙轮钻头钻压一般在30～ 300kN范围，金刚石钻头在30～ 80kN范围。滚动轴承牙轮钻头的 转速范围一般可达200r/min，滑 动轴承钻头的在30～80r/min， 金刚石钻头的转速范围一般在 150～400r/min。
• 1.2.3 钻头的钻速、寿命和进尺
厂家推荐的钻压和转速范 围是一个参考，所设计的钻 压和转速一般不超过厂家推 荐范围的上限，且一般不能 同时取上线,具体还应考虑钻 压和转速的乘积值。但可以 小于其下限。
• 1.2.5 钻头优化使用要求 跑合： 造型： 磨损过程中的钻压调节：
• 1.3 钻机和钻井方法的限制
所设计的机械破岩参数 都是在确定类型的钻机和采 用一定的钻井方法的基础上 来实施的，故设计机械破岩 参数必须考虑钻机功率、类型 和钻井方法的限制。
常用钻井参数 ppt课件
常用钻井参数冲程活塞缸套泵冲单位时间内泥浆泵活塞往复运动的次数利用泵冲可计算钻井液流量q314r2lnt常用钻井参数泵压泥浆泵的压力可通过泥浆泵压力表读取泵压数据
常用钻井参数
常用钻井参数
大漠石油内部培训
常用钻井参数
大钩悬重
指重表所指示的数值,即大钩 悬重值 大钩悬重值，可用下式求得钻 压大小： 钻压=钻具的总重一大钩悬重。
方余
下井管柱遇阻或达到预定深度时，管柱在四通上法兰面以上所剩 余的长度。
常用钻井参数
立压
立管压力的简称,又称油压,是石油钻井作业过程 中的立管压力
钩速
大钩提升、下放的速度，单位：m/s
常用钻井参数
机械钻速
机械钻速是指钻井中钻头在单位时间内的 钻进进尺。它的计算公式为：
机械钻速=钻进进尺（米）／纯钻进时间 （小时） ，单位为：米／小时（m／h）。 纯钻进时间是指钻头接触井底，破碎岩石， 形成井眼的钻进时间。
机械钻速是反映钻进速度快慢的参数，它 是一口井的钻井速度快慢的重要技术经济 指标，也是衡量一个钻头优劣的重要指标。
常用钻井参数
钻时
衡量岩层可钻性的指标之一，即每钻进一米所需要的时 间(分)。 钻时正好是机械钻速的倒数。 石油钻井通过测量钻时来判断地层的变化，称为钻时录井。 钻时录井是钻井地质工作的一个重要内容。 本米钻时 瞬时钻时
常用钻井参数
转盘转速
钻盘在单位时间内转动的圈数，单位：r/min
转盘的作用： 通过调整转盘转动的速度可控制钻井 速度。（复合钻进） 通过调整转盘的转动角度，可进行定 向作业。
常用钻井参数
方入
转盘补心以下方钻杆的长度。 方入=方钻杆长-转盘补心以上方钻杆长，量转盘补心以上方钻 杆长可以得到方入数据：实际井深=钻具总长+方入一地面至转 盘高度。
常用钻井参数
常用钻井参数
大漠石油内部培训
常用钻井参数
大钩悬重
指重表所指示的数值,即大钩 悬重值 大钩悬重值，可用下式求得钻 压大小： 钻压=钻具的总重一大钩悬重。
方余
下井管柱遇阻或达到预定深度时，管柱在四通上法兰面以上所剩 余的长度。
常用钻井参数
立压
立管压力的简称,又称油压,是石油钻井作业过程 中的立管压力
钩速
大钩提升、下放的速度，单位：m/s
常用钻井参数
机械钻速
机械钻速是指钻井中钻头在单位时间内的 钻进进尺。它的计算公式为：
机械钻速=钻进进尺（米）／纯钻进时间 （小时） ，单位为：米／小时（m／h）。 纯钻进时间是指钻头接触井底，破碎岩石， 形成井眼的钻进时间。
机械钻速是反映钻进速度快慢的参数，它 是一口井的钻井速度快慢的重要技术经济 指标，也是衡量一个钻头优劣的重要指标。
常用钻井参数
钻时
衡量岩层可钻性的指标之一，即每钻进一米所需要的时 间(分)。 钻时正好是机械钻速的倒数。 石油钻井通过测量钻时来判断地层的变化，称为钻时录井。 钻时录井是钻井地质工作的一个重要内容。 本米钻时 瞬时钻时
常用钻井参数
转盘转速
钻盘在单位时间内转动的圈数，单位：r/min
转盘的作用： 通过调整转盘转动的速度可控制钻井 速度。（复合钻进） 通过调整转盘的转动角度，可进行定 向作业。
常用钻井参数
方入
转盘补心以下方钻杆的长度。 方入=方钻杆长-转盘补心以上方钻杆长，量转盘补心以上方钻 杆长可以得到方入数据：实际井深=钻具总长+方入一地面至转 盘高度。
钻井工程参数优选
确定标准→建立目标函数→在各种约束条件下寻求目标函数的极值点→满 足极值点条件的参数组合即为最优参数。
一、目标函数的建立
衡量钻井技术经济效果的标准：
C pm = Cb + Cr (t + t r ) H
（4-28）
其中: Cpm—单位进尺成本，元/m；Cb—钻头成本，元/只；Cr—钻机作业费，元/h； tt—起下钻、接单根时间，h；t—钻头工作时间,h；H----钻头总进尺,m。
C F = h f + 1 h2 f 2
tf =
bB f nW 1.5
考虑牙齿磨损对 钻头磨速影响后 的钻头寿命系数。
5
tf =
F S
（4-39）
钻进参数优选
机械破岩参数优选
J Hf = E S
= F S
3.目标函数 目标函数
t
f
在此仅考虑 牙齿磨损决 定的寿命
C pm
J = C H C P K R (W − M ) S= E= A f (a1n + a2 n 3 ) Z 2 − Z1W C1 C −C h f + 2 2 1 ln(1 + C2 h f ) C2 C2 C1 2 hf 2
物理意义：考虑牙齿磨损对钻速和磨速影响后 的进尺系数。
则：H f =
J ⋅E S
J/S的物理意义：不考虑牙齿磨损影响时的理论进尺。
4
（4-36）
钻进参数优选
机械破岩参数优选
2.建立钻头寿命t与钻压、转速、 2.建立钻头寿命t与钻压、转速、磨损量等参数的关系 建立钻头寿命
由牙齿磨损决定 的钻头寿命
Af (a1n + a2n3 ) dh = dt (Z2 − Z1W )(1 + C1h)
一、目标函数的建立
衡量钻井技术经济效果的标准：
C pm = Cb + Cr (t + t r ) H
（4-28）
其中: Cpm—单位进尺成本，元/m；Cb—钻头成本，元/只；Cr—钻机作业费，元/h； tt—起下钻、接单根时间，h；t—钻头工作时间,h；H----钻头总进尺,m。
C F = h f + 1 h2 f 2
tf =
bB f nW 1.5
考虑牙齿磨损对 钻头磨速影响后 的钻头寿命系数。
5
tf =
F S
（4-39）
钻进参数优选
机械破岩参数优选
J Hf = E S
= F S
3.目标函数 目标函数
t
f
在此仅考虑 牙齿磨损决 定的寿命
C pm
J = C H C P K R (W − M ) S= E= A f (a1n + a2 n 3 ) Z 2 − Z1W C1 C −C h f + 2 2 1 ln(1 + C2 h f ) C2 C2 C1 2 hf 2
物理意义：考虑牙齿磨损对钻速和磨速影响后 的进尺系数。
则：H f =
J ⋅E S
J/S的物理意义：不考虑牙齿磨损影响时的理论进尺。
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（4-36）
钻进参数优选
机械破岩参数优选
2.建立钻头寿命t与钻压、转速、 2.建立钻头寿命t与钻压、转速、磨损量等参数的关系 建立钻头寿命
由牙齿磨损决定 的钻头寿命
Af (a1n + a2n3 ) dh = dt (Z2 − Z1W )(1 + C1h)
石油钻井工程资料PPT幻灯片
主要内容
一、钻井的目的和意义 二、钻井的主要程序 三、钻井设备、工具和仪器 四、钻井的发展及趋势 五、钻井关键技术 六、钻井风险 七、钻井取得的成就
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五、钻井关键技术
1. 高效破岩技术
钻井是为了在地层岩石中形成一个井眼，因此，高 效的破岩技术，是提高钻井速度、缩短建井周期、降 低钻井成本的关键。在深井、超深井和大位移井中， 由于起下钻时间占的比重越来越大，加上深部地层硬 度和研磨性也越来越高，使得高效破岩技术在深井、 超深井和大位移井中显得尤为迫切。
石油钻井工程
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主要内容
一、钻井的目的和意义 二、钻井的主要程序 三、钻井设备、工具和仪器 四、钻井的发展及趋势 五、钻井关键技术 六、钻井风险 七、钻井取得的成就
2
一、钻井的目的和意义
1. 钻井的目的和意义
• 寻找和证实含油气构造 • 探明已证实的含油（气）构造的含油气面
积和储量； • 取得油田的地质资料和开发数据 • 将油气开采到地面上来
9
二、钻井的主要程序
3. 钻井过程
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， 则可钻到目的层后下油层套管完井， 若地层复杂，则下技术套管。
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。
Galileo连续管钻机44
四、钻井的发展及趋势
5. 向“智” 的方向发展（地质导向钻井）
概念:地质导向钻井就是在钻井过程中通过随钻 测量多种地质和工程参数,对所钻地层的地质 参数进行实时评价和对比，根据评价对比结 果而调整控制井眼轨迹，使之命中最佳地质 目标并在其中有效延伸。
石油工程 第5章优选参数钻井
0.2 pv
Lv 2
di (3.2) (3.2)
2 A
0.2 pv
(3.2 d i v)
0. 2
Lv 2
di
0. 2
0. 8
Lv1.8 d 1.2 i LQ 1. 2 1 2 1.8 d i ( d i ) 4
1.8
0.2 pv
0. 2
0. 8
B
第五章
0. 2 pv
第五章 第一节 钻井参数作用机理
2. 钻压、转速对钻头磨损的影响
（1） 钻压、转速对牙齿磨损速度的影响
第五章
第一节
钻井参数作用机理
Q1，Q2——由钻头类型决定的系数； D1，D2——钻压影响系数，其值与牙轮 钻头尺寸有关； C1——牙齿磨损系数； Af——地层研磨性系数，其含义是当钻 压、转速和牙齿的磨损状况一定时，牙 轮钻头牙齿的磨损速度与地层的研磨性 成正比。
2. 循环系统压力损耗的计算 (1) 管内层流 (2) 环空内层流 (3) 流动状 态的判别(4) 紊流流态下压力损耗的计算
Lv 2 管内紊流： Pi 2 f di
Lv 2 环空内紊流： Pa 2 f dh d p
第五章
第二节
水力参数的优选
f——管路的水力摩阻系数； di，dp，dh——分别为圆管内径、钻柱 外径和井眼直径，m； v——平均流速，m/s。
3. 喷射钻井工作方式及最 优条件
第五章
第二节
水力参数的优选
(1) 最大钻头水功率工作方式Pbmax
当泵处在额定泵功率工作状态时，Ps=Pr,ps=Pr/Q， 则有
可见，随着排量Q的增大，钻头水功率Pb将不断降低； Q减小，Pb总是增大。但由于在Ps=Pr工作状态下，排量 最小只能等于Qr。所以，在Ps=Pr工作状态下，实际获得 Pbmax的条件为：Q=Qr。 当泵处于额定泵压工作状态时，ps=pr,则钻头水功 率可表示为
Lv 2
di (3.2) (3.2)
2 A
0.2 pv
(3.2 d i v)
0. 2
Lv 2
di
0. 2
0. 8
Lv1.8 d 1.2 i LQ 1. 2 1 2 1.8 d i ( d i ) 4
1.8
0.2 pv
0. 2
0. 8
B
第五章
0. 2 pv
第五章 第一节 钻井参数作用机理
2. 钻压、转速对钻头磨损的影响
（1） 钻压、转速对牙齿磨损速度的影响
第五章
第一节
钻井参数作用机理
Q1，Q2——由钻头类型决定的系数； D1，D2——钻压影响系数，其值与牙轮 钻头尺寸有关； C1——牙齿磨损系数； Af——地层研磨性系数，其含义是当钻 压、转速和牙齿的磨损状况一定时，牙 轮钻头牙齿的磨损速度与地层的研磨性 成正比。
2. 循环系统压力损耗的计算 (1) 管内层流 (2) 环空内层流 (3) 流动状 态的判别(4) 紊流流态下压力损耗的计算
Lv 2 管内紊流： Pi 2 f di
Lv 2 环空内紊流： Pa 2 f dh d p
第五章
第二节
水力参数的优选
f——管路的水力摩阻系数； di，dp，dh——分别为圆管内径、钻柱 外径和井眼直径，m； v——平均流速，m/s。
3. 喷射钻井工作方式及最 优条件
第五章
第二节
水力参数的优选
(1) 最大钻头水功率工作方式Pbmax
当泵处在额定泵功率工作状态时，Ps=Pr,ps=Pr/Q， 则有
可见，随着排量Q的增大，钻头水功率Pb将不断降低； Q减小，Pb总是增大。但由于在Ps=Pr工作状态下，排量 最小只能等于Qr。所以，在Ps=Pr工作状态下，实际获得 Pbmax的条件为：Q=Qr。 当泵处于额定泵压工作状态时，ps=pr,则钻头水功 率可表示为
石油钻井机械基础知识ppt课件
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ppt课件
井架等
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ppt课件
4、动力机组
动力机组为三大工作机组和其它辅助机组 提供动力。按钻机驱动类型不同，它可以 是柴油机组或者是柴油机交流发电机组及 交流或直流电动机等。
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ppt课件
动力机
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ppt课件
4
ppt课件
1、旋转钻进系统
为了转动井中钻具以不断破碎岩石，本系 统配备有转盘和水龙头。井中钻具由钻杆 柱（包括方钻杆、钻杆柱、钻铤等）和钻 头组成。为实现钻头自动进给，现代钻机 应配有钻具自动送进装置。
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ppt课件
水龙头
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ppt课件
2、钻井液循环系统
为了用钻井液及时清洗井底，携带岩屑， 保护井壁，钻机应具有一套钻井液循环系 统，它具有使钻井液增压，输送，液固分 离等作用，包括钻井泵，地面高压管汇、 钻井液净化及调配设备和钻井液槽、池等。
石油钻井机械
石油钻井设备概述
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ppt课件
第一章 概论
一、钻机的组成 二、钻机的类型 三、钻机基本参数 四、钻机系列
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ppt课件
ZJ50钻机图片
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ppt课件
一 、 钻机的组成
1、旋转钻进系统 2、钻井液循环系统 3、起升系统 4、动力机组 5、传动系统 6、控制操纵系统 7、底座 8泵及管汇等
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ppt课件
振动筛
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除砂器、除泥器
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ppt课件
离心机、真空除气器
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ppt课件
3、起升系统
钻机应配备一套起升设备以完成起下钻具， 下套管柱以及控制钻头钻进等工作。钻机 起升系统主要由钻井绞车、辅助刹车、游 动系统（天车、游车、大钩及钢丝绳等） 和井架等组成。它实质上是一台重型起重 机。另外也包括起下操作的井口工具及机 械设备。
常用钻井参数课件
钻井参数对钻井工程影响
钻井效率
合理选择钻井参数，可以提高机 械钻速，缩短钻井周期，降低钻
井成本。
井身质量
钻井参数对井身质量有着重要影响 ，如井斜、井径扩大率、井壁稳定 等。
钻头磨损
钻井参数的选择直接影响钻头的磨 损情况和使用寿命，进而影响钻井 成本。
常用钻井参数介绍
01
02
03
04
钻压
指钻头在井底所受的压力，是 影响机械钻速的重要因素之一
操作参数
钻压、转速、泵排量等操作参 数的选择也会影响钻进速度。
提高钻进速度方法探讨
选择合适钻头
针对不同地层选择合适的钻头类型和结构， 提高钻进效率。
调整操作参数
根据实时钻进情况和地层变化，及时调整钻 压、转速和泵排量等操作参数。
优化钻井液性能
改进钻井液的润滑性、冷却性和携岩能力， 降低钻进阻力。
强化钻头维护
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井眼轨迹控制技巧与实践
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
井眼轨迹设计原则及影响因素
设计原则
安全、经济、高效，满足地质目标和工程需求。
影响因素
地层特性、钻头类型、钻具组合、钻井液性能等。
井眼轨迹调整方法和注意事项
调整方法
优化钻具组合、改变钻压、调整钻井液性能等。
定期检查和维护钻头，保持其良好工作状态 ，延长使用寿命。
实例分析：优化钻进速度策略
某油田钻进过程中，针对硬地层钻进 速度慢的问题，选用新型PDC钻头， 优化钻井液配方，提高泵排量和转速 ，钻进速度明显提高。
在另一油田，针对软地层易泥包的问 题，采用低钻压、高转速的参数组合 ，并加强钻头清洗，有效解决了泥包 问题，提高了钻进速度。