钻井马达讲义
英文版钻井工程讲义
Classification and characteristics of drilling
engineering
01
02
03
Drilling engineering can be classified based on the type of well being drilled, including vertical, developed, and horizontal wells
It can be divided into roller cone bits, fixed cutter bits and polycrystalline diamond compact bits according to different working mechanisms
The selection of drill bits should be based on the geological conditions of the drilling area, drilling depth, drilling speed, and other factors
2
It can be divided into positive display mud pump and central mud pump according to different working mechanisms
3
The mud pump must be able to provide sufficient mud flow and pressure to meet the needs of drilling processes
Understand the fundamental principles of drilling engineering
石油钻采机械概论——井下动力钻具(2003版本)
发展
• 1.国外井下动力钻具的发展具有品种类型趋于统一、 性能参数基本一致的趋势。产品可 • 分为低速大扭矩井下动力钻具、中高速大功率井下 动力钻具和中高速短长度井下动力钻具三 • 大类型。 • 2.外径大于120mm的井下动力钻具的系列化尺寸主 要有127mm、172mm、195mn、240mm和260mm五 种规格。 • 3.重视辅助配套技术的完善，不断提高产品的使用 可靠性和技术经济效益。应用新材日、新工艺和新 设计，争创产品特色，是国外井下动力钻具发展中 的基本特征
发展
• 1977年，聚晶金刚石（PDC）钻头在北海油田 问世，加速了井下动力钻具的发展。 • 80年代，井下动力钻具、聚晶金刚石(PDC)钻 头和随钻测量（MWD）系统这三大技术工具 得到了高速发展和广泛应用，特别是这三者的 有机组合体——井下动力钻具导向钻井系统的 问世，极大地促进了丛式井、大斜度井和大中 曲率半径水平井的开发，使西方国家的水平井 钻井成本普遍降低60%一70%，被誉为钻井技 术史上的重大变革
叶片钻具
• 这种钻具具有单向离合器的功能，当压力中断 时可以用转盘通过钻杆直接驱动钻头旋转
• 实践表明，叶片钻具使用效果良好。井下定向 控制方便，不仅可用于大斜度井和小曲率半径 水平井，而且还适用于深井和高温井，在各种 高压钻井液中均能有效地工作。
• 目前，叶片钻具主要在北海油田与帝国石油工 具公司合作的承包商的承包区内大量使用，尚 未超过合同规定的对外保密年限
• 优势：井下动力钻具在西方发达国家已被 确定为定向井、丛式井、大斜度井、水平 井和抢险救援井的最佳钻井工具之一
术语
• 进尺：钻进获得以米为度量单位的长度数 值。一个作业班(8小时)内的钻进长度，称 为班进尺，此外有日进尺、月进尺、年进 尺等；一个钻头所钻的总深度，称钻头进 尺；进尺是钻探或钻井的工作量指标，是 钻探计划、统计、核算、定额等的一个基 本项目 • 压力降：压力降指的是压差，一般指流体 经过某容器或设备等所损失的压力。
《顶驱钻井系统》课件
油田服务
顶驱钻井系统适用于油田服务领域，能够提 高油田开采效率和降低成本。
04
顶驱钻井系统的操作与维护
操作流程
启动前的检查
检查顶驱钻井系统的各部件是否正常 ，油位、润滑情况等。
启动操作
按照规定的启动程序启动顶驱钻井系 统，并观察各仪表显示是否正常。
钻杆和钻铤等钻具起到连接和传递动力的作用， 对于保持钻头的稳定性和提高钻井效率具有重要 作用。
控制系统
01
控制系统是顶驱钻井系统的控制中心，它负责控制整个系统的运行和 监控各部件的工作状态。
02
控制系统通常由各种传感器、控制器和执行器等组成，能够实时监测 顶驱钻井系统的运行状态，并根据需要进行调整和控制。
维修保养记录
每次维护和保养都要做好记录，以便及时发现和 处理设备故障。
常见故障与排除方法
旋转系统故障
检查旋转系统的轴承、齿轮等部件是否正常，更 换损坏的部件。
冷却系统故障
检查冷却系统是否正常，清洗散热器，更换损坏 的冷却风扇。
ABCD
推进力不足
检查液压系统是否正常，清洗或更换滤芯，检查 油缸密封件是否老化或损坏。
03
控制系统的稳定性和可靠性对于保证顶驱钻井系统的正常运行和提高 钻井效率具有重要意义。
04
控制系统的设计和制造需要充分考虑其抗干扰能力和可维护性，以确 保其能够适应各种复杂的环境和条件。
安全防护系统
安全防护系统是顶驱钻井系统的重要组成部分， 它负责保障钻井作业的安全性和环境保护。
安全防护系统的稳定性和可靠性对于保证顶驱钻 井系统的正常运行和提高钻井效率具有重要意义 。
钻井地质设计规范ppt讲义
地质特征
地层复杂，储层分布不均，油气资源潜力大
实施效果
成功发现油气田，为后续勘探开发提供了有 力支持
开发井设计案例
案例名称
渤海某油田开发井设计
地质特征
地层稳定，储层连续性好，油气资源丰富
设计要点
优化井身结构，选择合适的完井工艺和增产措施，确保长期稳定生产
方案制定
根据收集的资料制定钻井工程 方案，包括井位选择、钻井参 数、钻井液选择等。
方案优化
根据评估结果对方案进行优化， 改进和完善方案。
收集资料
收集相关地质资料、勘探开发 要求、钻井工程要求等资料。
方案评估
对制定的钻井工程方案进行评 估，分析方案的可行性和优缺 点。
方案实施
按照优化后的方案进行钻井工 程实施，并进行实时监测和调 整。
挑战3
解决方案
采用环保型钻井液和钻井技术，减少钻井废弃物排放， 加强环境监测与治理。
地质设计的未来发展方向
方向1
智能化地质设计
描述
利用大数据、人工智能等技术手段，实现地质设计的智能化、自动化，提高设计效率与精度。
地质设计的未来发展方向
方向2
个性化地质设计
描述
针对不同地区、不同地层、不同工程要求，开展个性化地质设计，满足不同用 户需求。
03
钻井地质设计应用
油气田开发方案设计
确定油气田开发方案
根据地质资料和勘探成果，制定油气田的开发方案，包括开发层 系、开发井网、采收率等指标。
优化井位部署
根据地质构造、储层分布和产能预测，优化井位部署，提高开发效 益和采收率。
制定钻井工程要求
定向井常用井下工具
定向井常⽤井下⼯具油⽥技术－定向井⼯程师序列培训讲义（T2－21）第⼀部分定向井常⽤井下⼯具的分类1、泥浆马达（PDM）2、旋转导向⼯具3、扶正器（STB）4、⾮磁钻铤（NMDC）5、悬挂短节（HOS）6、短⾮磁钻铤（SNMDC）7、浮阀（F/V）8、定向接头（O/S）9、挠性短节（F/J）10、震击器（JAR）11、加重钻杆（HWDP）12、短钻铤13、弯接头14、套管开窗⼯具15、其它定向井⼯具第⼆部分定向井常⽤井下⼯具的现场检查测绘及使⽤⼀、泥浆马达1、泥浆马达的主要组成部分1) 旁通阀总成2) 马达总成3) 万向轴总成4) 驱动轴总成2、泥浆马达的⼯作原理:马达是⼀种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动⼒的⼀种井下动⼒钻具。
马达⼯作原理：泥浆泵产⽣的⾼压泥浆流，经旁通阀进⼊马达时，转⼦在压⼒泥浆的驱动下，绕定⼦的轴线旋转，马达产⽣的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。
3、旁通阀结构及⼯作原理：旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧⾯的阀⼝孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧⾯的阀⼝流⼊环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压⼒达到⼀定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。
4、马达总成的结构及⼯作原理：马达总成由转⼦和定⼦两部分组成。
定⼦与转⼦之间形成若⼲个密封腔，在泥浆动⼒作⽤下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从⽽推动转⼦在定⼦中旋转。
马达可形成⼏个密封腔就称⼏级马达。
5、万向轴总成的⼯作原理：万向轴总成位于转⼦下端，其作⽤是把马达产⽣的扭矩和转速传递到传动轴上。
由于转⼦作的是偏⼼运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏⼼运动转换成传动轴的定轴转动。
6、传动轴总成(drive shaft assembly) 的⼯作原理：它的作⽤是将马达的旋转动⼒（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产⽣的轴向和径向负荷。
浅层气钻井讲义
.浅层气钻井渤海石油实业公司一、浅层气危害与典型后果 (2)1. 浅层气定义 (2)2. 浅层气危害 (2)3. 浅层气井涌与井喷原因 (3)4. 浅层气井喷的典型后果 (3)二、国内外研究结论 (7)三、浅层气钻井 (8)1. 浅层气井涌/井喷常规处理技术及其评述 (8)2. 浅层气钻井中的几个问题 (10)3. 浅层气区安全钻进 (11)四、浅层气区安全钻井总结 (14)一、浅层气危害与典型后果1. 浅层气定义浅层气指在浅地层（即从早期钻穿的表层土至导管/表层套管的下入深度）遇到的气，该地层的破裂压力梯度低，不能用普通的关井技术来控制井涌。
另一种常见的浅层气井喷，出现在导管或表层套管下的裸眼部分，或在表层套管外面(原因是气窜通过水泥而引起)。
2. 浅层气危害浅层气属于典型的高压、小体积、位于浅层的气体储层。
存在快速沉积的地区，通常会钻遇浅层气。
因为浅海有的沉积层沉积速度很快，地层压力来不及释放。
这可以用于解释海湾地区及世界其它大陆架地区经常发生浅层气井喷的原因。
钻井权威和井控专家们宣称，在所有井控问题中处理浅层气井喷最为困难。
浅层气会造成非常危险的情况，因为：●这些小储气层是很局部的，且难于预测，经常是突然出现的。
●浅层气的压力能够很快释放，一旦井喷，即使流量小也可以使所有泥浆喷出。
●警报信号的反应时间短促，特别危险的是在起钻过程中向井眼内灌泥浆时。
●浅层存在着蹩裂地层和起火的危险。
浅层气存在的地层一般属于薄弱地层，压力稍大就可能造成井漏。
●防喷设备少。
通常为了防止蹩裂地层，钻井时只使用分流器。
分流器只能疏导井喷，而不能压住井喷。
1971~1991年，在美国大陆架共钻进21436口井，开发井占62.6%。
作业中共发生87次井喷事故。
11次井喷导致了灾难性事故，大部分归咎于浅层气井喷。
58口井是在钻至1500m前所发生的，这些都是由于浅层气的高压、未被检测出或控制不当所造成。
46次井喷是在探井中，可能归咎于地质信息和钻井数据的缺乏。
钻井工具讲义
z zzzzzz zzzz z zzzzz zzz钻铤z注明钻铤的各部尺寸， 包括类型、外径，内孔，长 度、扣型、是否带卡瓦槽和 吊卡槽、耐磨带等信息。
z订购说明 购说明转换接头z转换接头分为A、B、C、D四类。
订购时需注明扣型 长度 内外径尺寸 订购时需注明扣型、长度、内外径尺寸。
石油钻杆螺纹z z z z内平扣，用IF表示； 贯眼扣 用FH表示； 贯眼扣，用 表示 正规扣，用REG表示。
数字扣 用NC表示 数字扣，用石油钻杆螺纹z应力槽应力槽的加工是可选的 ，内螺纹加工后孔式应力槽石油钻杆螺纹z冷滚压加工对钻柱螺纹根部和应力槽进行冷滚压加工，使工作的表面留有残留的 压应力，提高工件的表面粗糙度，提高抗疲破坏的能力。
冷滚压设备滚压后金相片×100滚压前金相片×100稳定器（扶正器）三螺旋整体稳定器 可换套稳定器直四棱整体稳定器 HF3000稳定器套 非旋转稳定器 可换套稳定器稳定器（扶正器）中软地层层 层软地层硬和研磨地层z滚轮铰孔器减震器z减震器安装钻头的上面，利 用减震器里的减震元件 来吸收钻进时的冲击振 动载荷 以提高钻井速 动载荷，以提高钻井速 度，保护钻具。
z z z z蝶簧减震器以蝶簧作为减震元件液压减震器硅油作为减震元件单向减震器 双向减震器减震器z单向减震器单向减震器对纵向的冲击载荷起减震作用。
z双向减震器双向减震器不仅能吸收纵向振动载荷还能吸收由扭矩产生的振动 和冲击载荷。
钻具止回阀z钻具止回阀钻具止回阀是一种内防喷器，是用来防止高压油气 从钻具的水眼中喷出。
泥浆能够从止回阀的上部流向 下部，但不能倒流。
常见有箭形回压阀、浮阀、投入止回阀 订购时需注明种类、外径或扣型和最大使用压力。
最大使用压力分为35MPa和70MPa 。
zzzzzz方钻杆旋塞阀zzzzzzzzzzzzz zz zz zzzz z zzzzz。
钻井培训教材(精品PPT)
• 三〕、滤失量和泥饼质量与钻井工作的关系 • 钻井液滤失量过大，泥饼厚而虚，会引起一系列
问题。 • 1、易造成地层孔隙堵塞而损害油气(yóuqì)层，滤液
大量进入油气(yóuqì)层，会引起油气(yóuqì)层的滲透 率等物性变化，损害油气(yóuqì)层，降低产能。 • 2、泥饼在井壁堆积太厚，环空间隙变小，泵压升高。
第十二页，共一百七十三页。
• 3、 放射性测井 • 是根据岩石和井内介质的核物理性质研
究钻井剖面，寻找有用矿藏(kuàngcáng)及研究 油井工程质量的地球物理测井方法。其可 分为探测伽马射线和探测中子的方法。 • 4、其它测井方法 • ⑴井温测井 • ⑵地层倾角测井 •
第十三页，共一百七十三页。
• 3、易引起泥包钻头，下钻遇阻、遇卡或堵死水眼。
• 4、在高滲透地层易造成较厚的滤饼而引起阻卡， 甚至发生压差卡钻。
第二十一页，共一百七十三页。
• 5、电测不顺利，并且由于钻井液滤液进 入地层较深，水侵半径增大，假设超过测 井仪器所测及的范围，其结果是电测解释 不准确而易漏掉油气层。
• 6、对松软地层，易泡垮易塌地层，会形 成不规那么的井眼，引起(yǐnqǐ)井漏等。
速慢； • ⑵净化不良〔固控设备不易(bù yì)充分发挥
效力〕，易引起井下复杂情况； • ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、
喷、漏和井塌等事故； • ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
第十九页，共一百七十三页。
• 2、粘度和切力过低也不利于钻井，如： • ⑴洗井不良，井眼净化(jìnghuà)效果差； • ⑵冲刷井壁加剧，引起井塌等井下事故； • ⑶岩屑过细影响录井。
第二章 钻井液根底(gēndǐ)知识