钻井工艺技术培训教材.ppt

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1、钻井工艺培训材料王永福2004年8月第一章钻井设备第二章钻头及钻柱第三章大庆油田钻井液体系第四章钻井工艺技术及流程第五章钻井油气层保护技术第六章大庆钻井新技术一、概述钻机是钻井地面设备的总称。目前常用的钻井方法是旋转钻井。它的工作原理是:利用钻头旋转破碎岩石,形成井身;利用钻柱将钻头送到井底;利用起升设备起下钻柱;利用转盘或井下动力钻具带动钻柱和钻头旋转;利用泥浆泵循环钻井液带出井底岩屑。为此,钻井工艺对钻机有以下基本要求:旋转钻头的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速,并维持一定的钻压。起下钻具的能力。要求具有一定的起重量和起升

2、速度,并有一定的超载能力。洗井的能力。要求能提供足够的水力能量,以适应洗井和喷射钻井的需要。为适应钻机搬迁的特点,还要求钻机容易安装、拆卸和运输。第一章钻井设备概括地说钻机是由动力机组、传动机组、工作机组、辅助机组及控制机组等组成。第一章钻井设备钻井按其工作性质又可分为八个部分1.提升系统设备，它是一套大功率的起重设备。主要由钻井绞车、游动系（钢丝绳、天车、游动滑车及大钩）、悬挂游动系统的井架及起升操作用的工具（如：吊钳、吊环、吊卡、卡瓦及上扣器等）组成（图1-1）。它的主要作用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进行井下特殊作业

3、等。第一章钻井设备2.泥浆循环系统设备,主要由泥浆泵、地面高压循环管汇、水龙带、水龙头、钻柱、泥浆净化及调配设备等组成（图1-3）。它的主要作用是清洗井底、携带岩屑、在喷射钻井及井下动力钻具钻井顶部驱动钻井中，还起到传递动力的作用。第一章钻井设备3.地面旋转钻进设备,主要由转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤及钻头等组成。它的主要作用是不断地破碎岩石,加深井眼及处理井下的复杂情况等。4.动力驱动设备,它属于钻机的动力机组,是驱动起升、旋转和循环等三大工作机组的动力设备。钻机用的动力设备主要是柴油机,其次是交流或直流电动机。第一章钻井设

4、备5.传动系统设备,它属示钻机的传动机组。其主要作用是联结动力机与工作机组,并将动力传递到各工作机组(图1-4)。传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、传动链轮及并车、倒车机构等组成。根据能量传递的方式不同,可分为机械、液压及液力传动。6.控制系统设备,它属于钻机的控制机组。控制的内容包括发动机的启动、停车、变速和并车等,绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向等。控制的方式有机械、气动、液压和电力控制等,随钻机的类型不同而异。控制系统的主要作用是远距离操作指挥和协调各机组正常工作。第一章钻井设备7.钻机底座,

5、它属于钻机的辅助机组,包括井架、钻台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主要用于安装钻机的各机组,是钻机不可缺少的组成部分。8.辅助设备,它属于钻机的辅助机组,包括供气设备、供水设备、供电设备、钻鼠洞设备、防喷设备、防火设备、辅助起重设备及保温设备等。它是为整套钻机服务的,是钻机不可分割的部分。第一章钻井设备井架与起升系统一、井架井架是钻机起升系统的组成部分。它的主要作用是安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头、方钻杆、钻杆及钻链等设备,相当于起重设备的支架,并可存放钻柱。因此,钻井对井架的基本要求是：必须有一定的高度和空间;便于安装、

6、存放钻柱等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业;应具有足够的承载能力,以适应井下情况的需要:结构要简单、轻便,便于搬迁、拆装和维修。目前国内常用的石油钻井井架有塔型和A型两种。第一章钻井设备二、天车和游车1、天车钻机的天车和游车用钢丝绳穿起来,共同组成了钻机的复滑轮系统(或叫游动系统)。天车是定滑轮组,固定在井架的顶部;游车是动滑轮组,在井架内部的空间上下往复运动。它们的主要作用是省力,减轻钢丝绳和钻机绞车的负载,用十多吨的力可起升上百吨的钻柱，获得极大的机械效益。2、游车游车和天车一样,型号较多,其基本结构大同小异。第一章钻井设

7、备三、大钩大钩是起升系统的设备之一,正常钻进时悬挂水龙头、承受井下钻柱的重量,起下钻时悬挂吊环吊卡完成起下作业。对大钩有以下基本要求：有足够的承载能力,能缓冲减震、转动灵活、安全制动、操作方便,结均紧凑、简单。第一章钻井设备四、钻井绞车绞车是起升系统设备的起重部分,随钻机的类型不同,形式有所差异。绞车传动机构的主要作用是传递动力，以不同的速度驱动转盘和滚筒。绞车的刹车机构，钻进时,通过施加在刹把上的压力大小，可以均匀控制滚筒的运动速度和大钩的负荷,从而向钻头施加钻压,确保正常钻进。第一章钻井设备一、水龙头水龙头是旋转、起升与循环系

8、统连接的纽带。它承受井内钻柱的全部重量,保持钻具的自由旋转与水龙带相接,将钻井液注入井底,承受循环过程中的高泵压,同时连接钻进过程中不转动有的大钩与转动的方钻杆。水龙头与转盘第一章钻井设备二、转盘转盘是钻机旋转系统设备之一。其主要作用是：在转盘钻井