钻井工艺技术培训教材.ppt

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1、钻井工艺技术培训教钻井工艺技术培训教材材第一章第一章 钻钻 井井 设设 备备 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第五章第五章 钻井油气层保护技术钻井油气层保护技术 第六章第六章 大庆钻井新技术大庆钻井新技术 一、概述一、概述 钻钻机机是是钻钻井井地地面面设设备备的的总总称称。目目前前常常用用的的钻钻井井方方法法是是旋旋转转钻钻井井。它它的的工工作作原原理理是是:利利用用钻钻头头旋旋转转破破碎碎岩岩石石,形形成成井井身身;利利用用钻钻柱柱将将钻钻头头送送到到井井底底;利利用用起起升升设设备备

2、起起下下钻钻柱柱;利利用用转转盘盘或或井井下下动动力力钻钻具具带带动动钻钻柱柱和和钻钻头头旋旋转转;利利用用泥泥浆浆泵泵循循环环钻钻井井液液带带出出井底岩屑。为此井底岩屑。为此,钻井工艺对钻机有以下基本要求钻井工艺对钻机有以下基本要求:旋转旋转钻头钻头的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速,并维持一定的并维持一定的钻钻压。压。起起下钻具下钻具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度的能力。要求具有一定的起重量和起升速度,并有一定的超载能并有一定的超载能力力。洗井的能力。要求能提供足够的水力能量洗井的能力。要求能提供足够的水力能量,以适应洗井和喷射钻井的以适应

3、洗井和喷射钻井的需要。需要。为适应钻机搬迁的特点为适应钻机搬迁的特点,还还要求钻机容易安装、要求钻机容易安装、拆拆卸和运输。卸和运输。第一章 钻井设备 概括地概括地概括地概括地说钻说钻说钻说钻机是由机是由机是由机是由动动动动力机力机力机力机组组组组、传动传动传动传动机机机机组组组组、工作机、工作机、工作机、工作机组组组组、辅辅辅辅助助助助机机机机组组组组及控制机及控制机及控制机及控制机组组组组等等等等组组组组成。成。成。成。第一章 钻井设备 钻井钻井按其按其工作工作性性质质又可分又可分为为八个部分八个部分 1.提提升系统设备，升系统设备，它它是一套大功率的起重设备。是一套大功率的起重设备。主要

4、由钻井绞车、游动系（钢丝绳、天车、游主要由钻井绞车、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、操作用的工具（如：吊钳、吊环、吊卡、卡吊环、吊卡、卡瓦及上扣器等）组成（图瓦及上扣器等）组成（图1-11-1）。它的主要作）。它的主要作用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进行井下特殊作业等。行井下特殊作业等。第一章 钻井设备 2.2.2.2.泥泥泥泥浆浆浆浆循循循循环环环环系系系系统统统统设设设设备备备备,主主主主要要要要由由由由泥泥泥泥浆浆浆浆泵泵泵泵、地地地地面面面面高

5、高高高压压压压循循循循环环环环管管管管汇汇汇汇、水水水水龙龙龙龙带带带带、水水水水龙龙龙龙头头头头、钻钻钻钻柱柱柱柱、泥泥泥泥浆浆浆浆净净净净化化化化及及及及调调调调配配配配设设设设备备备备等等等等组组组组成成成成（图图图图1-31-31-31-3）。它它它它的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是清清清清洗洗洗洗井井井井底底底底、携携携携带带带带岩岩岩岩屑屑屑屑、在在在在喷喷喷喷射射射射钻钻钻钻井井井井及及及及井井井井下下下下动动动动力力力力钻钻钻钻具具具具钻钻钻钻井井井井顶顶顶顶部部部部驱驱驱驱动动动动钻钻钻钻井井井井中中中中，还还还还起起起起到到到到传传传传递递递递动动动动力的作

6、用。力的作用。力的作用。力的作用。第一章 钻井设备 3.3.3.3.地地地地面面面面旋旋旋旋转转转转钻钻钻钻进进进进设设设设备备备备,主主主主要要要要由由由由转转转转盘盘盘盘、水水水水龙龙龙龙头头头头、方方方方钻钻钻钻杆杆杆杆、钻钻钻钻杆杆杆杆、钻钻钻钻铤铤铤铤及及及及钻钻钻钻头头头头等等等等组组组组成成成成。它它它它的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是不不不不断地破碎岩石断地破碎岩石断地破碎岩石断地破碎岩石,加深井眼及处理井下的复杂情况等。加深井眼及处理井下的复杂情况等。加深井眼及处理井下的复杂情况等。加深井眼及处理井下的复杂情况等。4.4.4.4.动动动动力力力力驱驱驱驱动动动

7、动设设设设备备备备,它它它它属属属属于于于于钻钻钻钻机机机机的的的的动动动动力力力力机机机机组组组组,是是是是驱驱驱驱动动动动起起起起升升升升、旋旋旋旋转转转转和和和和循循循循环环环环等等等等三三三三大大大大工工工工作作作作机机机机组组组组的的的的动动动动力力力力设设设设备备备备。钻钻钻钻机机机机用用用用的的的的动动动动力力力力设设设设备备备备主主主主要要要要是是是是柴柴柴柴油油油油机机机机,其其其其次次次次是是是是交交交交流流流流或或或或直直直直流流流流电动电动电动电动机。机。机。机。第一章 钻井设备 5.5.5.5.传动系统设备传动系统设备传动系统设备传动系统设备,它属示钻机的传动机组。其

8、主要作用是它属示钻机的传动机组。其主要作用是它属示钻机的传动机组。其主要作用是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联结动力机与工作机组联结动力机与工作机组联结动力机与工作机组,并将动力传递到各工作机组并将动力传递到各工作机组并将动力传递到各工作机组并将动力传递到各工作机组(图图图图1-1-1-1-4)4)4)4)。传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、。传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、。传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、。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传动链轮及并车、倒车机构等

9、组成。根据能量传递的方式传动链轮及并车、倒车机构等组成。根据能量传递的方式传动链轮及并车、倒车机构等组成。根据能量传递的方式不同不同不同不同,可分为机械、液压及液力传动。可分为机械、液压及液力传动。可分为机械、液压及液力传动。可分为机械、液压及液力传动。6.6.6.6.控制系统设备控制系统设备控制系统设备控制系统设备,它属于它属于它属于它属于钻钻钻钻机的控制机机的控制机机的控制机机的控制机组组组组。控制的内容包。控制的内容包。控制的内容包。控制的内容包括括括括发动发动发动发动机的启机的启机的启机的启动动动动、停、停、停、停车车车车、变变变变速和并速和并速和并速和并车车车车等等等等,绞车绞车绞车

10、绞车、转盘转盘转盘转盘、泥、泥、泥、泥浆泵浆泵浆泵浆泵等工作机等工作机等工作机等工作机组组组组的启的启的启的启动动动动、停、停、停、停车车车车、调调调调速和速和速和速和换换换换向等。控制的方向等。控制的方向等。控制的方向等。控制的方式有机械、气式有机械、气式有机械、气式有机械、气动动动动、液液液液压压压压和和和和电电电电力控制等力控制等力控制等力控制等,随随随随钻钻钻钻机的机的机的机的类类类类型不同型不同型不同型不同而异。控制系而异。控制系而异。控制系而异。控制系统统统统的主要作用是的主要作用是的主要作用是的主要作用是远远远远距离操作指距离操作指距离操作指距离操作指挥挥挥挥和和和和协调协调协调

11、协调各机各机各机各机组组组组正常工作。正常工作。正常工作。正常工作。第一章 钻井设备 7.7.7.7.钻机底座钻机底座钻机底座钻机底座,它属于钻机的辅助机组它属于钻机的辅助机组它属于钻机的辅助机组它属于钻机的辅助机组,包括井架、钻包括井架、钻包括井架、钻包括井架、钻台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主要用要用要用要用于安装钻机的各机组于安装钻机的各机组于安装钻机的各机组于安装钻机的各机组,是钻机不可缺少的组成部分。是钻机不可缺少的组成部分。是钻机不可缺少的组成部分。是钻机

12、不可缺少的组成部分。8.8.8.8.辅助设备辅助设备辅助设备辅助设备,它属于它属于它属于它属于钻钻钻钻机的机的机的机的辅辅辅辅助机助机助机助机组组组组,包括供气包括供气包括供气包括供气设备设备设备设备、供水供水供水供水设备设备设备设备、供、供、供、供电设备电设备电设备电设备、钻钻钻钻鼠洞鼠洞鼠洞鼠洞设备设备设备设备、防、防、防、防喷设备喷设备喷设备喷设备、防、防、防、防火火火火设备设备设备设备、辅辅辅辅助起重助起重助起重助起重设备设备设备设备及保温及保温及保温及保温设备设备设备设备等。它是等。它是等。它是等。它是为为为为整套整套整套整套钻钻钻钻机服机服机服机服务务务务的的的的,是是是是钻钻钻钻

13、机不可分割的部分。机不可分割的部分。机不可分割的部分。机不可分割的部分。第一章 钻井设备 井架与起升系统井架与起升系统 一、一、井架井架 井井架架是是钻钻机机起起升升系系统统的的组组成成部部分分。它它的的主主要要作作用用是是安安装装天天车车、悬悬挂挂游游车车、大大钩钩、水水龙龙头头、方方钻钻杆杆、钻钻杆杆及及钻钻链链等等设设备备,相相当当于于起起重重设设备备的的支支架架,并并可可存存放放钻钻柱柱。因因此此,钻钻井井对对井井架架的的基基本本要要求求是是：必必须须有有一一定定的的高高度度和和空空间间;便便于于安安装装、存存放放钻钻柱柱等等设设备备和和有有利利于于安安全全快快速速地地进进行行起起下下

14、钻钻作作业业;应应具具有有足足够够的的承承载载能能力力,以以适适应应井井下下情情况况的的需需要要:结结构构要要简简单单、轻轻便便,便便于于搬搬迁迁、拆装和维修。拆装和维修。目前国内常用的石油钻井井架有塔型和目前国内常用的石油钻井井架有塔型和A A型两种。型两种。第一章 钻井设备 二、二、天车和游车天车和游车 1 1、天车、天车 钻钻机机的的天天车车和和游游车车用用钢钢丝丝绳绳穿穿起起来来,共共同同组组成成了了钻钻机机的的复复滑滑轮轮系系统统(或或叫叫游游动动系系统统)。天天车车是是定定滑滑轮轮组组,固固定定在在井井架架的的顶顶部部;游游车车是是动动滑滑轮轮组组,在在井井架架内内部部的的空空间间

15、上上下下往往复复运运动动。它它们们的的主主要要作作用用是是省省力力,减减轻轻钢钢丝丝绳绳和和钻钻机机绞绞车车的的负负载载,用十多吨的力可起升上百吨的钻柱，获得极大的机械效益。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 2、游车、游车 游游车车和天和天车车一一样样,型号型号较较多多,其基本其基本结结构大同小异。构大同小异。第一章 钻井设备 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 四四、钻井绞车、钻井

16、绞车 绞绞车车是是起起升升系系统统设设备备的的起起重重部部分分,随随钻钻机机的的类类型型不不同同,形形式式有有所所差差异异。绞绞车车传传动动机机构构的的主主要要作作用用是是传传递递动动力力，以以不不同同的的速速度度驱驱动动转转盘盘和和滚滚筒筒。绞绞车车的的刹刹车车机机构构，钻钻进进时时,通通过过施施加加在在刹刹把把上上的的压压力力大大小小，可可以以均均匀匀控控制制滚滚筒筒的的运运动动速速度度和和大大钩钩的的负负荷荷,从从而而向向钻钻头施加钻压头施加钻压,确保正常钻进。确保正常钻进。第一章 钻井设备 一、一、水龙头水龙头 水水龙龙头头是是旋旋转转、起起升升与与循循环环系系统统连连接接的的纽纽带带

17、。它它承承受受井井内内钻钻柱柱的的全全部部重重量量,保保持持钻钻具具的的自自由由旋旋转转与与水水龙龙带带相相接接,将将钻钻井井液液注注入入井井底底,承承受受循循环环过过程程中中的的高高泵泵压压,同同时时连连接接钻钻进进过过程程中中不不转转动动有有的的大大钩钩与转动的方钻杆。与转动的方钻杆。水龙头与转盘水龙头与转盘 第一章 钻井设备 二、转盘二、转盘 转转盘盘是是钻钻机机旋旋转转系系统统设设备备之之一一。其其主主要要作作用用是是：在在转转盘盘钻钻井井中中,旋旋转转钻钻头头破破碎碎法法石石;使使用用井井下下动动力力钻钻具具时时,承承受受反反扭扭矩矩:起起下下钻钻作作业业中中支支撑撑和和悬悬挂挂钻钻

18、柱柱,承承受受轴轴向向负负荷荷,完完成成上上卸卸扣扣的的操操作作,处处理理井井下下复复杂杂情情况况和和进进行行井井下下打捞作业时旋转钻柱等。打捞作业时旋转钻柱等。第一章 钻井设备 三、转盘的传动方式三、转盘的传动方式 转盘的传动方式转盘的传动方式,随钻机的类型不同而有所差随钻机的类型不同而有所差异。现场上常见的有两种方式：一是绞车驱动；异。现场上常见的有两种方式：一是绞车驱动；二是万向轴驱动。二是万向轴驱动。1.1.绞车驱动（又叫链条驱动）绞车驱动（又叫链条驱动）转转盘盘的的动动力力是是经经过过绞绞车车的的链链条条传传递递到到转转盘盘上上的的。其其主主要要优优点点是是简简化化了了传传动动方方式

19、式,传传动动距距离离大大,但要受绞车情况的影响和限制。但要受绞车情况的影响和限制。第一章 钻井设备 2.2.万向轴驱动万向轴驱动 万万向向轴轴驱驱动动的的动动力力是是经经过过绞绞车车的的双双排排活活动动链链轮轮（或或经经传传动动系系统统）直直接接到到变变速速箱箱,再再经经变变速速箱箱通通过过万万向向轴轴驱驱动动转转盘盘，它它的的最最大大特特点点是是不不受受绞绞车车位位置置的的影影响响和和限限制制,操操作作上上方方便、灵活便、灵活,变速档次多。变速档次多。第一章 钻井设备 泥浆泵泥浆泵 泥泥浆浆泵泵是是钻钻机机循循环环系系统统设设备备之之一一,它它象象人人的的心心脏脏一一祥祥。常常规规钻钻进进时

20、时,循循环环钻钻井井液液,清清洗洗井井底底,辅辅助助钻钻头头更更有有效效地地破破碎碎岩岩石石；使使用用井井下下动动力力钻钻具具时时,通通过过泵泵入入的的钻钻井井液液,传传递递动动力力带带动动钻钻头头转转动动；喷喷射射钻钻井井中中,通通过过泵泵入入的的高高压压钻钻井井液液，经经过过喷喷嘴嘴转转换换成成水水力力能能量量,清清洁洁井井底底并并对对岩岩石石直直接接进进行行水水力力破破碎碎,提提高高钻钻进进速速度度。根根据据钻钻井井生生产产技技术术发发展展的的需需要要,对对泥泥浆浆泵泵的的要要求求愈愈来来愈愈高高,但但其其基基本本要要求求是是：功功率率大大、泵泵压压高高、排排量量大大、流流量量稳稳定定,

21、耐耐腐腐蚀蚀、耐耐磨磨损损、易易损损件件寿寿命命长长,重重量量轻轻、体体积积小小、拆拆修修方方便便、自动化程度高自动化程度高。第一章 钻井设备 泥浆循环流程泥浆循环流程 泥泥浆浆循循环环系系统统主主要要由由泥泥浆浆泵泵、高高压压管管线线、水水龙龙带带、水水龙龙头头、钻钻柱柱及及泥泥浆浆净净化化设设备备等等组组成成。其其循循环环流流程程如如下下:动动力力机机驱驱动动泥泥浆浆泵泵,泥泥浆浆泵泵从从泥泥浆浆池池中中吸吸入入钻钻井井液液,通通过过泥泥浆浆泵泵增增压压后后进进入入高高压压泥泥浆浆管管线线、立立管管、水水龙龙带带、水水龙龙头头、钻钻柱柱,经经钻钻头头水水眼眼冲冲向向井井底底,然然后后由由钻

22、钻柱柱与与井井壁壁的的环环形形空空间间返返出出井井口口,再经泥浆净化设备流回泥浆池。再经泥浆净化设备流回泥浆池。第一章 钻井设备 泥泥浆净浆净化装置化装置 泥浆中的固相含量高时泥浆中的固相含量高时,降低钻速、加剧钻头磨损、污染降低钻速、加剧钻头磨损、污染泥浆性能、污染油气层、影响固井质量等。钻井时要及时清除泥浆性能、污染油气层、影响固井质量等。钻井时要及时清除泥浆中的固相含量，泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和泥浆中的固相含量，泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和化学清除法。化学清除法。机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法清除泥

23、浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用（采用震动筛、清除泥浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用（采用震动筛、除砂器等固控设备）除砂器等固控设备）,以清除大于以清除大于l0l0微米的钻屑。微米的钻屑。化学清除法是利用选择性的聚沉剂化学清除法是利用选择性的聚沉剂,保留泥浆中的粘土颗粒保留泥浆中的粘土颗粒,对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法可清除小于可清除小于1010微米以下的固相颗粒微米以下的固相颗粒,以弥补机械清除法的不足。以弥补机械清除法的不足。第一章 钻井设备 第一章第一章 钻钻 井井 设设 备备 第二章第二章 钻头及钻

24、柱钻头及钻柱 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第五章第五章 钻井油气层保护技术钻井油气层保护技术 第六章第六章 大庆钻井新技术大庆钻井新技术 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻钻 头头 钻头分为：刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等钻头分为：刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等。一、刮刀钻头一、刮刀钻头 刮刮刀刀钻钻头头是是旋旋转转钻钻井井使使用用最最早早的的钻钻头头类类型型。其其结结构构简简单单，制制造造方方便便，成成本本低低。在在泥泥岩岩和和页页岩岩等等软软地地层层中中，钻钻井井速速度度比比较较高高。国国内内外外前前后后充

25、充分分发发挥挥了了刮刮刀刀钻钻头头的的优优势势，取取得得了了很很高高的的指指标标，国国内内使使用用刮刮刀刀钻钻头头进进尺尺记记录录达达30003000多多米米。刮刮刀刀钻钻头头按按刀刀翼翼数数目目可可分分为为双双翼翼（鱼鱼尾尾）、三三翼翼、四四翼翼刮刮刀刀钻钻头头，常常用用到到的的是是三三翼翼刮刮刀刀钻钻头头。上上钻钻头头体体有有丝丝扣扣，与与上上部部钻钻具具相相连连，完完成成整整个个钻钻具具结结构构；下下钻钻头头体体上上焊焊接接水水眼眼和和刀刀翼翼；水水眼眼提提高高喷喷射射效效果果，具有抗冲具有抗冲蚀蚀性；刀翼性；刀翼进进行破碎岩石。行破碎岩石。二、二、牙轮钻头牙轮钻头 牙牙轮轮钻钻头头是是

26、近近代代石石油油钻钻井井中中使使用用很很广广的的一一种种钻钻头头。这这是是由由于于牙牙轮轮钻钻头头具具有有冲冲击击、压压碎碎和和剪剪切切破破碎碎岩岩石石的的作作用用，牙牙轮轮钻钻头头与与井井底底的的接接触触面面积积小小、比比压压高高，工工作作扭扭矩矩小小，工工作作刃刃总总长长度度大大等等特特点点。从从19091909年年出出现现的的第第一一只只牙牙轮轮钻钻头头，经经过过了了近近一一个个世世纪纪，牙牙轮轮钻钻头头无无论论是是钻钻头头的的材材质质、切切削削部部分分、钻钻头头轴轴承承、清清洗洗装装置置等等都都有有很很大大的的改改进进。喷喷嘴嘴的的改改进进，解解决决了了钻钻头头的的清清洁洁问问题题，出

27、出现现了了喷喷射射牙牙轮轮钻钻头头；使使用用了了硬硬质质合合金金齿齿，提提高高了了牙牙轮轮的的抗抗磨磨性性；使使用用密密封封滑滑动动轴轴承使钻头的工作寿命大大提高。承使钻头的工作寿命大大提高。第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 三、金刚石钻头三、金刚石钻头 在坚硬而研磨性高的地层钻进,金刚石钻头比其它类型钻头的钻速和总进尺高,能减少起下钻次数,降低钻井成本。近年来大庆油田中深井钻井口数在不断增加，随着钻井技术的不断改进，追求更高的钻井经济效益，金刚石钻头的使用非常普遍。第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻钻 柱柱 在钻井过程中在钻井过程中,将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的将

28、方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用：管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用：（1 1）通过它把钻头下到井底和提升到地面。钻井过程中）通过它把钻头下到井底和提升到地面。钻井过程中,无论钻头能钻多无论钻头能钻多深深,都必须通过钻柱来实现。都必须通过钻柱来实现。（2 2）钻柱的钻挺部分是加钻压用的）钻柱的钻挺部分是加钻压用的,使钻头能更有效地吃人地层（禁止用使钻头能更有效地吃人地层（禁止用钻杆部分来加压钻杆部分来加压,否则钻杆磨损快、断裂快），并能防斜。否则钻杆磨损快、断裂快），并能防斜。（3 3）把旋转运动传给钻头，钻杆可以看作是一根由转盘驱动的传动轴。）把

29、旋转运动传给钻头，钻杆可以看作是一根由转盘驱动的传动轴。（4 4）钻柱将钻井液从地面传送到钻头处）钻柱将钻井液从地面传送到钻头处,因而因而,钻柱也是一根竖直的导管。钻柱也是一根竖直的导管。（5 5）进行特殊作业）进行特殊作业,如挤水泥、处理井下事故等。钻柱是联通地面和地下如挤水泥、处理井下事故等。钻柱是联通地面和地下的枢纽的枢纽,工作条件十分复杂工作条件十分复杂,正确的管理、使用钻柱是非常重要的。正确的管理、使用钻柱是非常重要的。第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 钻钻铤钻头铤钻铤钻杆稳定器稳定器一、钻铤一、钻铤钻钻挺挺接接在在钻钻头头上上面面,主主要要是是给给钻钻头头施施加加钻钻压压和和防防

30、止止井井斜斜，因因此此它它壁壁厚厚而而粗粗大大，单单位位长长度度重重量量大大。壁壁厚厚一一般般是是38533853毫毫米米,相相当当于于同同尺尺寸寸钻钻杆杆的的4646倍倍。它它的的直直径径一一般般与与钻杆接头直径相等。这样可以增强刚度，受压时不易弯曲，因而有利于钻直井眼。钻杆接头直径相等。这样可以增强刚度，受压时不易弯曲，因而有利于钻直井眼。二、钻杆二、钻杆钻钻杆杆是是钻钻柱柱的的基基本本组组成成部部分分。它它是是用用无无逢逢钢钢管管制制成成，壁壁厚厚一一般般为为911mm911mm。其其主主要要作作用用是是传传递递扭扭矩矩和和输输送送钻钻井井液液,并并靠靠钻钻杆杆的的逐逐渐渐加加长长使使井

31、井眼眼不不断断加加深深。因因此此,钻钻杆杆在石油钻井中占有十分重要的地位。在石油钻井中占有十分重要的地位。三、方钻杆三、方钻杆方方钻钻杆杆位位于于钻钻柱柱的的最最上上端端,有有四四方方形形和和六六方方形形两两种种。钻钻进进时时,方方钻钻杆杆与与方方补补心心、转转盘补心配合盘补心配合,将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转。将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转。四、稳定器四、稳定器在在钻钻铤铤柱柱的的适适当当位位置置安安装装一一定定数数量量的的稳稳定定器器，组组成成各各种种类类型型的的下下部部钻钻具具组组合合，可可以以满满足足钻钻直直井井时时防防止止井井斜斜的的要要求求，钻钻定定向向井井时

32、时可可起起到到控控制制井井眼眼轨轨迹迹的的作作用用。此此外外,稳稳定定器器的的使使用用还还可可以以提提高高钻钻头头工工作作的的稳稳定定性性,从从而而延延长长使使用用寿寿命命，这这对对金金刚刚石石钻钻头头尤为重要尤为重要。第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 第一章第一章 钻钻 井井 设设 备备 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第五章第五章 钻井油气层保护技术钻井油气层保护技术 第六章第六章 大庆钻井新技术大庆钻井新技术 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 大庆油田钻井液现状

33、、体系基本配方及性能要求大庆油田钻井液现状、体系基本配方及性能要求 大大庆庆油油田田在在长长期期的的钻钻井井生生产产实实践践中中，钻钻井井液液的的发发展展由由早早期期的的钙钙处处理理泥泥浆浆、三三钾钾基基泥泥浆浆，发发展展为为目目前前所所使使用用的的两两性性复复合合离离子子体体系系、乳乳液液高高分分子子体体系系、钾钾胺胺聚聚合物体系、甲酸盐体系及油基钻井液等。合物体系、甲酸盐体系及油基钻井液等。一、两性复合离子钻井液体系：一、两性复合离子钻井液体系：一、两性复合离子钻井液体系：一、两性复合离子钻井液体系：该该该该体体体体系系系系在在在在大大大大庆庆庆庆油油油油田田田田外外外外围围围围开开开开发

34、发发发井井井井、勘勘勘勘探探探探井井井井中中中中应应应应用用用用较较较较多，其特点是具有较稳定的性能，抗高温性能较好。多，其特点是具有较稳定的性能，抗高温性能较好。多，其特点是具有较稳定的性能，抗高温性能较好。多，其特点是具有较稳定的性能，抗高温性能较好。1 1 1 1、基本配方、基本配方、基本配方、基本配方膨润土膨润土膨润土膨润土 46%46%46%46%纯碱纯碱纯碱纯碱 0.20.3%0.20.3%0.20.3%0.20.3%NPAN 0.30.5%FA-368 0.20.3%NPAN 0.30.5%FA-368 0.20.3%NPAN 0.30.5%FA-368 0.20.3%NPAN

35、0.30.5%FA-368 0.20.3%XY-28 0.20.3%SPNH 1.02.0%XY-28 0.20.3%SPNH 1.02.0%XY-28 0.20.3%SPNH 1.02.0%XY-28 0.20.3%SPNH 1.02.0%有机硅腐钾有机硅腐钾有机硅腐钾有机硅腐钾 0.81.0%KOH 0.040.06%0.81.0%KOH 0.040.06%0.81.0%KOH 0.040.06%0.81.0%KOH 0.040.06%第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 2 2、钻井液性能要求、钻井液性能要求 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 二、乳液高分

36、子钻井液体系二、乳液高分子钻井液体系 该该体体系系在在大大庆庆油油田田老老区区调调整整井井，二二次次及及三三次次加加密密井中使用较多，其特点是成本低，配制容易。井中使用较多，其特点是成本低，配制容易。1 1、乳液高分子体系钻井液配方：膨润土、乳液高分子体系钻井液配方：膨润土5t+5t+纯纯碱碱160kg+160kg+清水清水50m50m3 3预水化预水化24h24h，用，用JS-EJS-E将粘度调至将粘度调至4045s4045s，密度加重到地质设计要求。或转钻井液，密度加重到地质设计要求。或转钻井液10m10m3 3，混浆后加入，混浆后加入JS-EJS-E包被剂包被剂300400kg30040

37、0kg，FH-C FH-C 200kg200kg，性能达到设计要求。，性能达到设计要求。第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 2 2、钻井液性能要求、钻井液性能要求 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 三、钾胺聚合物钻井液体系三、钾胺聚合物钻井液体系三、钾胺聚合物钻井液体系三、钾胺聚合物钻井液体系 该该该该体体体体系系系系与与与与乳乳乳乳液液液液高高高高分分分分子子子子体体体体系系系系一一一一样样样样，在在在在大大大大庆庆庆庆油油油油田田田田老老老老区区区区调调调调整整整整井井井井，二二二二次次次次及及及及三三三三次次次次加加加加密密密密井井井井中中中中使使使使用

38、用用用较较较较多多多多，其其其其特特特特点点点点是是是是成成成成本本本本低低低低，配配配配制制制制容容容容易易易易，维护简单。维护简单。维护简单。维护简单。1 1 1 1、钻井液配制、钻井液配制、钻井液配制、钻井液配制 首首首首轮轮轮轮井井井井钻钻钻钻井井井井液液液液配配配配方方方方：膨膨膨膨润润润润土土土土5t+5t+5t+5t+纯纯纯纯碱碱碱碱160kg 160kg 160kg 160kg+清清清清水水水水50m350m350m350m3预预预预水水水水化化化化24h24h24h24h，用用用用KPAMKPAMKPAMKPAM将将将将粘粘粘粘度度度度调调调调至至至至4045s4045s40

39、45s4045s，密密密密度度度度加加加加重重重重到到到到地地地地质质质质设设设设计计计计要要要要求。求。求。求。二二二二开开开开前前前前钻钻钻钻水水水水泥泥泥泥塞塞塞塞充充充充分分分分洗洗洗洗井井井井，PHPHPHPH值值值值小小小小于于于于8 8 8 8，在在在在一一一一开开开开钻钻钻钻井井井井液液液液的的的的基基基基础础础础上上上上，加加加加入入入入SPNH-300kgSPNH-300kgSPNH-300kgSPNH-300kg，有有有有机机机机硅硅硅硅腐腐腐腐植植植植酸酸酸酸钾钾钾钾300kg300kg300kg300kg，NPAN NPAN NPAN NPAN 100kg100kg1

40、00kg100kg，粘度调整到，粘度调整到，粘度调整到，粘度调整到4045s4045s4045s4045s，密度达到地质设计要求。，密度达到地质设计要求。，密度达到地质设计要求。，密度达到地质设计要求。第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 2 2、钻井液性能要求、钻井液性能要求 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 四、甲酸盐钻井液体系简介四、甲酸盐钻井液体系简介大大庆庆油油田田针针对对外外围围低低压压低低渗渗透透储储层层的的特特性性，研研制制开开发发了了甲甲酸酸盐盐钻钻井井液液，其其特特点点是是：能能满满足足178mm178mm和和200mm200mm井井眼眼开开

41、发发钻钻井井的的施施工工要要求求,无无井井塌塌、井井漏漏、卡卡钻钻事事故故的的发发生生。抑抑制制性性强强，井井壁壁稳稳定定效效果果好好，井井眼眼规规则则，井井径径扩扩大大率率小小。该该钻钻井井液液是是一一种种有有利于储层保护和增产的体系。利于储层保护和增产的体系。（1 1）密度高，最高达）密度高，最高达2.3g/cm2.3g/cm3 3(甲酸铯甲酸铯)；（2 2）对地层损害小，渗透率恢复值最高达）对地层损害小，渗透率恢复值最高达85%85%；（3 3）固相含量低，泥饼薄而韧且可酸化，压差卡钻潜力小；）固相含量低，泥饼薄而韧且可酸化，压差卡钻潜力小；（4 4）井眼清洁能力好，对页岩抑制性强；）井

42、眼清洁能力好，对页岩抑制性强；（5 5）和油田所有硬件相配伍；）和油田所有硬件相配伍；（6 6）腐蚀性低，对环境污染小；）腐蚀性低，对环境污染小；（7 7）钻井液易维护且可回收利用；）钻井液易维护且可回收利用；（8 8）甲酸盐能够增加聚合物的高温稳定性，最高可抗温）甲酸盐能够增加聚合物的高温稳定性，最高可抗温170170。第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 五、油基钻井液简介五、油基钻井液简介 1 1、大庆应用的油包水钻井液基本配方、大庆应用的油包水钻井液基本配方 7580%7580%柴柴油油+35%SP-80+24.5%+35%SP-80+24.5%油油酸酸+2.55%+2.

43、55%环环烷烷酸酸酰酰胺胺+46%+46%有机土有机土+35%+35%氧化沥青氧化沥青+2520%CaCl+2520%CaCl2 2（202030%30%）+35%CaO+35%CaO 2 2、主要钻井液性能要求、主要钻井液性能要求第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 第一章第一章 钻钻 井井 设设 备备 第二章第二章 钻头及钻柱钻头及钻柱 第三章第三章 大庆油田钻井液体系大庆油田钻井液体系 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 第五章第五章 钻井油气层保护技术钻井油气层保护技术 第六章第六章 大庆钻井新技术大庆钻井新技术 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技

44、术及流程 钻钻井井是是一一项项复复杂杂的的系系统统工工程程，包包括括钻钻前前工工程程、钻钻井井工工程程和和固固井井工工程程三三个个阶阶段段，其其主主要要施施工工工工序序一一般般包包括括：定定井井位位、井井场场及及道道路路勘勘测测、基基础础施施工工、安安装装井井架架、搬搬家家、安安装装设设备备、一一次次开开钻钻、二二次次开开钻钻、钻钻进进、起起钻钻、换换钻钻头头、下下钻钻、中中途途测测试试、完井、电测、下套管、固井施工等。完井、电测、下套管、固井施工等。一、钻前准备一、钻前准备（1 1）编写钻井工程、地质设计）编写钻井工程、地质设计（2 2）井位测量（定井位）井位测量（定井位）（3 3）现场勘查

45、井位）现场勘查井位（4 4）编制钻井运行方案，协调钻井队伍及钻井区块关井降压方案）编制钻井运行方案，协调钻井队伍及钻井区块关井降压方案（5 5）征地、动迁）征地、动迁（6 6）钻机搬迁）钻机搬迁（7 7）钻机安装）钻机安装（8 8）一开钻前的准备工作）一开钻前的准备工作 冲冲（钻钻）鼠鼠洞洞、配配置置钻钻井井液液、组组合合一一次次开开钻钻的的钻钻具具结结构构、检检查查落落实实各各项项工工具具、材材料料的的准备情况。准备情况。二、钻进工程二、钻进工程二、钻进工程二、钻进工程1 1 1 1、一开钻进的工作内容及要求、一开钻进的工作内容及要求、一开钻进的工作内容及要求、一开钻进的工作内容及要求（1)

46、1)1)1)进尺工作进尺工作进尺工作进尺工作 是是是是指指指指井井井井眼眼眼眼不不不不断断断断加加加加深深深深的的的的工工工工作作作作，包包包包括括括括纯纯纯纯钻钻钻钻进进进进、接接接接单单单单根根根根、划划划划眼眼眼眼、起起起起下钻、循环钻井液等工序。下钻、循环钻井液等工序。下钻、循环钻井液等工序。下钻、循环钻井液等工序。接接接接单单单单根根根根：当当当当钻钻钻钻完完完完方方方方钻钻钻钻杆杆杆杆的的的的有有有有效效效效长长长长度度度度时时时时，将将将将一一一一根根根根钻钻钻钻杆杆杆杆接接接接到到到到井井井井内内内内钻柱上，使之加长操作的过程。钻柱上，使之加长操作的过程。钻柱上，使之加长操作的

47、过程。钻柱上，使之加长操作的过程。划划划划眼眼眼眼：在在在在已已已已钻钻钻钻井井井井眼眼眼眼内内内内，清清清清除除除除附附附附在在在在井井井井壁壁壁壁上上上上的的的的杂杂杂杂物物物物，修修修修整整整整井井井井壁壁壁壁，边循环旋转下放或上提钻柱的过程。边循环旋转下放或上提钻柱的过程。边循环旋转下放或上提钻柱的过程。边循环旋转下放或上提钻柱的过程。起起起起下下下下钻钻钻钻：将将将将井井井井下下下下的的的的钻钻钻钻柱柱柱柱从从从从井井井井眼眼眼眼内内内内起起起起出出出出来来来来，称称称称为为为为起起起起钻钻钻钻；将将将将钻钻钻钻具具具具下到井眼内称为下钻。下到井眼内称为下钻。下到井眼内称为下钻。下到

48、井眼内称为下钻。循循循循环钻环钻环钻环钻井液：开井液：开井液：开井液：开泵泵泵泵将将将将钻钻钻钻井液通井液通井液通井液通过过过过循循循循环环环环系系系系统进统进统进统进行循行循行循行循环环环环。第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 （2)2)辅助工作辅助工作处理钻井液，检查保养设备等工作。处理钻井液，检查保养设备等工作。（3)3)下表层套管下表层套管钻完表层后，按工程设计要求下表层套管。钻完表层后，按工程设计要求下表层套管。（4 4）注水泥固井）注水泥固井表表层层套套管管下下完完后后，进进行行注注水水泥泥固固井井作作业业，通通过过固固井井设设备备，注注入入到到套套管管与与地地层层

49、的的环环形形空空间间去去，把把套套管管和和地层固结在一起。地层固结在一起。（5 5）候凝）候凝 第四章第四章 钻井工艺技术及流程钻井工艺技术及流程 2 2 2 2、二开钻进、二开钻进、二开钻进、二开钻进 二二二二开开开开钻钻钻钻进进进进是是是是指指指指从从从从表表表表层层层层套套套套管管管管内内内内下下下下入入入入小小小小一一一一级级级级的的的的钻钻钻钻头头头头往往往往下下下下钻钻钻钻进进进进的的的的过过过过程程程程。根根根根据据据据地地地地质质质质设设设设计计计计和和和和地地地地下下下下情情情情况况况况，可可可可以以以以一一一一直直直直钻钻钻钻进进进进到到到到完完完完钻钻钻钻井井井井深深深深

50、，然然然然后下入油层套管完井。后下入油层套管完井。后下入油层套管完井。后下入油层套管完井。（1 1 1 1）二开前的准备工作）二开前的准备工作）二开前的准备工作）二开前的准备工作 安安安安装装装装井井井井控控控控设设设设备备备备，放放放放喷喷喷喷管管管管线线线线，试试试试压压压压，组组组组合合合合钻钻钻钻具具具具。钻钻钻钻水水水水泥泥泥泥塞塞塞塞，磨磨磨磨阻流环式浮箍、浮鞋；洗井到开钻水平。阻流环式浮箍、浮鞋；洗井到开钻水平。阻流环式浮箍、浮鞋；洗井到开钻水平。阻流环式浮箍、浮鞋；洗井到开钻水平。二二二二开开开开钻钻钻钻进进进进需需需需要要要要钻钻钻钻开开开开地地地地层层层层、油油油油层层层层