《钻进工艺方法》PPT课件

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1、钻进工艺方法地质勘探钻进工艺方法分类取心钻探技术无岩心钻探技术多介质反循环钻探技术其它反循环钻探技术水文水井钻探技术油气井钻井工程钻井工程的定义：利用钻机设备及破岩工具破碎地层形成井筒的工艺过程。钻井的目的和意义：地质评价发现油气藏开发油气藏钻井工程的工艺过程定井位、设计井身轴线剖面钻进洗井接单根起下钻固井完井其它作业定向井定井位、设计井身轴线剖面根据地质及油气层特点或生产上的需要，确定井口位置及井底位置。根据井位及生产要求设计确定井身轴线剖面。根据井眼轴线剖面的类型，所钻的井可以分为：直井和定向井。钻井工程

2、的工艺过程直井基本钻探工艺过程平整场地，挖好循环系统，安装钻塔、钻机、泵和动力机。按设计的方向开孔，在孔口固定孔口管。根据所钻岩石的物理力学性质、钻头直径、钻头类型和孔深选择合理的规程参数，一边冲洗钻孔，一边通过给进机构、钻柱给钻头加轴向压力和回转速度。钻头在孔底钻出一个环形空间，并形成岩心，随着钻孔加深岩心将充满岩心管。清洁孔底、冷却钻头切削具后，携带岩屑的冲洗液上返流出孔口，并在沉淀槽、沉淀池中清除掉岩屑后，清洁的液体再流回泥浆池，如此循环。把钻具提至地表，从岩心管内取出岩心。重新配好钻具，再下放至孔内继

3、续钻进。地质钻探现场布局可分为四种：全孔正循环(2)全孔反循环(3)孔底局部反循环(4)孔底局部正循环钻孔冲洗方式软岩和中硬岩层，用硬质合金钻头钻进；中硬及部分中硬以上岩层，用铣齿牙轮钻头钻进；中硬以上岩层及硬岩，用金刚石钻头钻进；硬脆岩层，用液动（气动）孔内冲击器钻进或镶齿牙轮钻进更有效；常用的钻进方法及选用原则取决于钻进目的、钻孔结构和钻进方法金刚石钻头可适应不同的口径，主要用于小口径；硬质合金和牙轮钻头则既可钻进小口径孔，又可钻进直径达2m以上的大口径水井、工程施工孔和浅井。钻孔的深度可在几米至几千米的

4、范围内变化。钻孔的直径地质勘探钻进技术§3-1地勘钻进特点§3-2地质勘探钻进方法分类§3-3钢粒钻进§3-4硬质合金钻进§3-5金刚石钻进§3-6反循环钻探技术简介§3-1地勘钻进特点地质条件千变万化使用设备五花八门取样要求严而又严技术应用从古至今地质条件千变万化沉积岩、火成岩、变质岩样样不少；坚硬－松软、完整－破碎、坍塌－缩径；构造复杂、裂隙丛生、溶洞发育；地形复杂、交通不便、供水困难；……§3-2地质勘探钻进方法分类钢粒钻进硬质合金钻进金刚石钻进冲击钻进（砂矿钻进）§3-3钢粒钻进用未镶焊切削具的钻头压

5、住钢粒或铁砂并带动它们在孔底翻滚而破碎岩石的钻进法，统称为钻粒钻进。钢粒钻进是19世纪后期开始用于钻孔工作的。这种钻进方法主要用于钻进中等硬度以上的坚硬岩层，硬合金钻进方法因受其切削具的硬度及耐磨性的限制，现在只用于钻进中等硬度以下的软岩层，在地质勘察钻孔中，用于钻进坚硬岩层的方法，目前主要有钢粒钻进和金刚石钻进两种，钢粒钻进井底过程如右图所示，可把钢粒钻进时的孔底过程归纳为图中“底唇下”、“外环状间隙”和“内环状间隙”是投砂后钢粒所处的基本状态，在底唇下钢粒破碎岩石的同时，内、外环状间隙的钢粒分别磨损岩心、

6、孔壁和钻头体。水口导砂是使钢粒向唇下转换的主要通道；外环状间隙中的水力分选则是维持孔底动平衡，使钢粒“新陈代谢”的关键；绝大多数被淘汰的碎钢粒最终都落入取粉管内。钢粒如此循环往复，是由水口形状、水量大小和转速快慢来调节。在钻进过程中，随着钢粒的消耗，钻头也不断被磨耗，水口逐渐变小，直至不能实现上述循环，机械钻速显著降低而结束回次钻程。钢粒钻进碎岩机理圆柱形钢粒在钻头给予的轴向压力Py和回转力Px（应理解为钻头唇面与钢粒间的联系力）作用下，在孔底岩石表面不断翻滚，主要以动压入体积破碎方式和动疲劳破碎（辗压）方式

7、破岩。动疲劳破碎方式动压入体积破碎方式钢粒钻头钻粒钻头的功用是将钻杆柱传来的轴向压力及回转力传递给钻粒；同时，钻头的唇面把钻粒压向孔底，进行钻进。钢粒钻头本身不直接破碎岩石，但在钻进过程中，它受钢粒及岩屑的作用，不断被磨耗。钢粒钻头一般用中碳钢（45号钢）无缝钢管制成。其结构呈圆筒状，如图所示。钻头的外径上下一致，内壁上部有1：100的锥度，以便卡取岩心。钻头壁厚随钻头直径不同而变化，小于Φ200mm时，壁厚在9～11mm之间；大于Φ200mm时，壁厚为14～20mm。新钻头的长均为500mm。在钻进中，钻头

8、沿高度逐渐被磨耗，直到剩余150mm时，则就不能继续使用。钻头在底部开有水口，用于流通冲洗液和向钻头唇面下不断补给钢粒。钢粒钻进规程参数钢粒钻进规程参数包括：投砂方法及投砂量、钻压、转速和冲洗液量等。向孔底供给钢粒的方法称为投砂方法。正确地选用投砂方法和合理控制投砂量对钢粒钻进的效果和质量有很大的影响。钢粒钻进的投砂方法有三种：一次投砂法、结合投砂法、连续投砂法。一次投砂法，就是在钻进开始前把一个回