概论、钻头、钻柱ppt课件.ppt

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1、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。定向井直井普通定向井：一个井场内仅有1口最大井斜角小于60°的定向井。斜直井：用斜直钻机或斜井架完成，自井口开始井眼轨道一直是一段斜井段的定向井。

2、大斜度井：最大井斜角在60°~80°范围内的定向井水平井：最大井斜角大于或等于86°，并保持这种井斜角钻完一定长度段的井。长曲率半径：6°/30m中曲率半径：6°~20°/30m水平井中短曲率半径：1°~20°/30m短曲率半径：1°~10°/m径向水平井：k=∝丛式井：在一个井场内有计划地钻出两口或两口以上的定向井组，其中可含1口直井。多底井（分支井）：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。定向井ROTATINGDIVERTERSEPARATIONSOLID/LIQUID/GASCOMPRESSOR/N2COSTCORR

3、OSIONVIBRATIONSHYDRAULICCALCULATIONSCUTTINGSLIFTINGFLUIDINFLUXCOMPLETIONBOREHOLESTABILITYMWDTRANSMISSIONHIGHTORQUE/DRAGUNDERBALANCEDFIRE/EPLOSIONS水平井丛式井分支井及形式双向迭加三叉辐射形人字形肋骨形分支井分级主井眼和分支井都是裸眼1主井筒注水泥分支井为裸眼2主井筒注水泥分支井下套管3主井筒和分支井都注水泥4水泥封固主井筒和分支井,各层压力分隔5井下分叉装置6钻进与洗井牙轮钻头陆上钻

4、机海洋钻井平台钻井液的洗井过程泥浆池泥浆泵高压管线水龙头钻杆钻头环形空间接单根、起下钻接单根：向钻柱上连接一根钻杆，以便继续钻进，使井深不断加深起下钻：起钻：为了更换钻头，将井内钻柱取出换下旧钻头。下钻：换上新钻头后，重新将钻柱下入井内。固井、完井、其它作业固井下套管注水泥完井完井方式完井井口装置试油其它作业事故处理岩屑录井测井射孔酸化压裂修井油气井钻井工程的主要技术、理论内容钻井技术理论主要内容：岩石与钻头井眼轨道设计与控制钻井液优选参数钻井油气井压力预测与控制固井与完井特殊复杂井钻井技术涉及到的相关基础学科和理论基础：岩石

5、力学与岩石破碎学杆管柱力学流体力学胶体化学水泥化学优化理论计算机技术第二章岩石与钻头第一节岩石的力学性质第二节岩石的研磨性与可钻性第三节刮刀钻头及其破岩原理第四节牙轮钻头及其破岩原理第五节金刚石钻头及其破岩原理第一节岩石的力学性质变形特征:指岩石在各种载荷作用下的变形规律(包括岩石的弹性变形、塑性变形、粘性流动和破坏规律)。强度特征:指岩石在载荷作用下开始破坏时的最大应力(强度极限)以及应力与破坏之间的关系，它反映了岩石抵抗破坏的能力和破坏规律。二、简单应力条件下岩石的强度一、岩石的应力—应变曲线主要内容三、复杂应力条件下岩石

6、的强度四、岩石的弹性五、岩石的抗压入破碎强度BC段：随着荷载的继续增大，变形和荷载呈非线性关系，裂隙进入不稳定发展状态，这是破坏的先行阶段。这一段应力-应变曲线的斜率随着应力的增加逐渐减小到零，曲线向下凹，在岩石中引起不可逆变化。塑性变形阶段。最高点C的应力称为强度极限σC(如为单轴试验便称为单轴抗压强度)CD段：曲线下降，是由于裂缝发生了不稳定传播，新的裂隙分叉发展，使岩石开始解体。CD段以脆性形态为其特征。点B：发生弹性到塑性行为过渡点，称为屈服点，σS称为屈服应力。AB段：它的斜率为常数或接近于常数，弹性变形阶段，其斜率

7、定义为岩石的弹性模量EOA段：曲线稍向上凹，这反映了岩石试件内部裂隙逐渐被压密，压实过程二、简单应力条件下岩石的强度岩石的强度抗压强度抗拉强度抗压强度抗弯曲强度通常情况下：抗压>抗剪>抗弯>抗拉强度强度获取方法：对具体的岩石进行强度试验岩石抗压缩强度：指岩石抵抗外力压缩的能力，其数值大小等于在岩样上施加轴向压缩载荷直至破坏时单位面积上的载荷，可通过单轴抗压缩强度试验来获。实验要求：*施加压力的方向应平行于岩心的轴线*岩样长度L应适当，L/D很小时，试件中的应力分布趋于三轴应力状态，具有较高的强度；L/D很大时，将发生弹性不稳定

8、破坏；L/D应适中，一般以L/D=2.5~3.0较好。*尽量减小端面效应，设法降低试件端面与加压板间的摩擦。*试件尺寸取决于组成岩石的颗粒的尺寸，试件直径与最大颗粒尺寸的比值至少营为10：1。因此，原则上应尽量采用较大直径的试件。建议采用2.2~2.6厘米直径的试件。岩石抗拉