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1、2.2.2.2.特点特点特点特点起、下钻费时少，设备简单起、下钻费时少，设备简单起、下钻费时少，设备简单起、下钻费时少，设备简单(1)(1)(1)(1)破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；破碎岩石，取出岩屑的作业都是不连续的；优点：优点：优点：优点：缺点：缺点：缺点：缺点：(2)(2)(2)(2)钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；钻头功率小，破岩效率低，钻井速度慢；(3)(3)(3)(3)不能进行井内压力控制；不能进行井内压力控制；不能进行井内
2、压力控制；不能进行井内压力控制；(4)(4)(4)(4)只适用于钻直井。只适用于钻直井。只适用于钻直井。只适用于钻直井。第1页/共29页二、旋转钻井法二、旋转钻井法二、旋转钻井法二、旋转钻井法转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法1.1.1.1.转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法转盘旋转钻井法(1)(1)(1)(1)工艺过程工艺过程工艺过程工艺过程钻头钻头钻头钻头吃入地层吃入地层吃入地层吃入地层破碎岩石破碎岩石破碎岩石破碎岩石清洗井底清洗井底清洗井底清洗井底循环洗井液循环洗井液循环
3、洗井液循环洗井液转盘旋转转盘旋转转盘旋转转盘旋转钻柱加压钻柱加压钻柱加压钻柱加压设计井深设计井深设计井深设计井深图图图图6 6 6 62 2 2 2 转盘旋转钻井转盘旋转钻井转盘旋转钻井转盘旋转钻井法法法法 第2页/共29页(2)(2)(2)(2)特点特点特点特点目前这种方法在世界各国被广泛使用。目前这种方法在世界各国被广泛使用。目前这种方法在世界各国被广泛使用。目前这种方法在世界各国被广泛使用。钻杆完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠钻杆完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠钻杆完成起下钻具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠钻杆完成起下钻
4、具、传递扭矩、为钻头施加钻压、提供洗井液的入井渠道等任务；道等任务；道等任务；道等任务；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；钻头在一定的钻压作用下旋转破岩，提高了破岩效率；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；在破岩的同时，井底岩屑被清除出来；提高了钻井速度和效益。提高了钻井速度和效益。提高了钻井速度和效益。提高了钻井速度和效益。第3页/共29页钻头钻头钻头钻头吃入地层吃入地层吃入地层吃入地层破碎岩石破碎岩石破碎岩石破碎岩石
5、清洗井底清洗井底清洗井底清洗井底循环洗井液循环洗井液循环洗井液循环洗井液动力钻具旋转动力钻具旋转动力钻具旋转动力钻具旋转钻柱加压钻柱加压钻柱加压钻柱加压设计井深设计井深设计井深设计井深2.2.2.2.井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法井底动力钻具旋转钻井法(1)(1)(1)(1)工艺过程工艺过程工艺过程工艺过程(2)(2)(2)(2)分类分类分类分类涡轮钻具涡轮钻具涡轮钻具涡轮钻具螺杆钻具螺杆钻具螺杆钻具螺杆钻具电动钻具电动钻具电动钻具电动钻具第4页/共29页转动钻头的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上；转动钻头的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上；转动钻头
6、的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上；转动钻头的动力由地面移到井下，直接接在钻头之上；钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动钻柱的功能只是给钻头施加一定的钻压、形成洗井液通路和承受井下动力钻具外壳的反扭矩；力钻具外壳的反扭矩；力钻具外壳的反扭矩；力钻具外壳的反扭矩；井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传
7、递井底动力钻具的动力是由电源或地面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。到井下的具有一定动能和压力的洗井液流体或交流电。(3)(3)(3)(3)特点特点特点特点第5页/共29页三、连续管钻井法三、连续管钻井法三、连续管钻井法三、连续管钻井法(柔杆钻井法柔杆钻井法柔杆钻井法柔杆钻井法)1.1.1.1.工艺过程工艺过程工艺过程工艺过程钻头、加压装置、动力机钻头、加压装置、动力机钻头、加压装置、动力机钻头、加压装置、动力机下放至井底下放至井底下放至井底下放至井底循环
8、洗井液循环洗井液循环洗井液循环洗井液延伸井眼延伸井眼延伸井眼延伸井眼钻头旋转，破碎岩石钻头旋转，破碎岩石钻头旋转，破碎岩石钻头旋转，破碎岩石为动力机提供动力为动力机提供动力为动力机提供动力为动力机提供动力清洗井底清洗井底清洗井底清洗井底连续管连续管连续管连续管图图图图6 6 6 63 3 3 3 连续管钻井示意图连续管钻井示意图连续管钻井示意图连续管钻井示意图第6页/共29页2.2.2.2.特点特点特点特点(5)(5)(5)(5)具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中。具有巨大的发展潜力，目前正在发展、完善中
9、。(1)(1)(1)(1)连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳动量；连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳动量；连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳动量；连续管钻井实现了起、下钻的连续机械化，节省了时间和劳动量；(2)(2)(2)(2)在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；在起下钻时仍能保持洗井液的正常循环；(3)(3)(3)(3)由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能量的有效利用率；由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能量的有效利用率；由洗井液直接提供破岩钻进的能量
10、，大大提高了能量的有效利用率；由洗井液直接提供破岩钻进的能量，大大提高了能量的有效利用率；(4)(4)(4)(4)为全自动化控制提供了很好的条件；为全自动化控制提供了很好的条件；为全自动化控制提供了很好的条件；为全自动化控制提供了很好的条件；第7页/共29页第二节第二节第二节第二节 钻井类型钻井类型钻井类型钻井类型井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的1.1.1.1.探井探井探井探井通过钻井而达到探明地质情况，获取地下地层油气资源分布通过钻井而达到探明地质情况，获取
11、地下地层油气资源分布通过钻井而达到探明地质情况，获取地下地层油气资源分布通过钻井而达到探明地质情况，获取地下地层油气资源分布及相应性质等方面资料的井及相应性质等方面资料的井及相应性质等方面资料的井及相应性质等方面资料的井地质浅井地质浅井地质浅井地质浅井地质探井地质探井地质探井地质探井预探井预探井预探井预探井详探井详探井详探井详探井资料井资料井资料井资料井为配合地面地质和地球物理工作，以了解区域地质构造，为配合地面地质和地球物理工作，以了解区域地质构造，为配合地面地质和地球物理工作，以了解区域地质构造，为配合地面地质和地球物理工作，以了解区域地质构造，地层剖面和局部构造为目的的浅井地层剖面和局部
12、构造为目的的浅井地层剖面和局部构造为目的的浅井地层剖面和局部构造为目的的浅井以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理解释提供各种参数为目的而钻的井地球物理解释提供各种参数为目的而钻的井地球物理解释提供各种参数为目的而钻的井地球物理解释提供各种参数为目的而钻的井在地震详查和地质综合研究所确定的有利构造上以发现在地震详查和地质综合研究所确定的有利构造上以发现在地震详查和地质综合研究所确定的有利构造上以发现在地震详查和地质综合研究所确定的有利
13、构造上以发现油气藏为目的所钻的探井油气藏为目的所钻的探井油气藏为目的所钻的探井油气藏为目的所钻的探井在已发现油气的构造上，以探明含油气的面积和储量，在已发现油气的构造上，以探明含油气的面积和储量，在已发现油气的构造上，以探明含油气的面积和储量，在已发现油气的构造上，以探明含油气的面积和储量，了解油气层结构变化和产能为目的所钻的井了解油气层结构变化和产能为目的所钻的井了解油气层结构变化和产能为目的所钻的井了解油气层结构变化和产能为目的所钻的井为编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究为编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究为编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究为编制
14、油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题研究取得第一手资料数据而钻的井取得第一手资料数据而钻的井取得第一手资料数据而钻的井取得第一手资料数据而钻的井第8页/共29页2.2.2.2.开发井开发井开发井开发井以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井施使油气被开采出来所钻的井施使油气被开采出来所钻的井施使油气被开采出来所钻的井油气井油气井油气井油气井注入井注入井注入井注
15、入井观察井观察井观察井观察井为开发油气田，用大中型钻机所钻的采油、采气井，为开发油气田，用大中型钻机所钻的采油、采气井，为开发油气田，用大中型钻机所钻的采油、采气井，为开发油气田，用大中型钻机所钻的采油、采气井，也叫生产井。也叫生产井。也叫生产井。也叫生产井。为合理开发油气田，提高采收率及开发速度，用以对为合理开发油气田，提高采收率及开发速度，用以对为合理开发油气田，提高采收率及开发速度，用以对为合理开发油气田，提高采收率及开发速度，用以对油气田进行注气、注水以补充和合理利用地层能量所油气田进行注气、注水以补充和合理利用地层能量所油气田进行注气、注水以补充和合理利用地层能量所油气田进行注气、注
16、水以补充和合理利用地层能量所钻的井。钻的井。钻的井。钻的井。在已开发的油气田内，为了研究开发过程中地下情在已开发的油气田内，为了研究开发过程中地下情在已开发的油气田内，为了研究开发过程中地下情在已开发的油气田内，为了研究开发过程中地下情况的变化所钻的井。况的变化所钻的井。况的变化所钻的井。况的变化所钻的井。第9页/共29页第三节第三节第三节第三节 钻井设备钻井设备钻井设备钻井设备钻机：钻机：钻机：钻机：石油钻井的地面配套设备，石油钻井的地面配套设备，石油钻井的地面配套设备，石油钻井的地面配套设备，由多种机器设备组成的一套大功由多种机器设备组成的一套大功由多种机器设备组成的一套大功由多种机器设备
17、组成的一套大功率重型联合工作机组，可以满足率重型联合工作机组，可以满足率重型联合工作机组，可以满足率重型联合工作机组，可以满足完成钻进、接单根、起下钻、循完成钻进、接单根、起下钻、循完成钻进、接单根、起下钻、循完成钻进、接单根、起下钻、循环洗井、下套管、固井、完井及环洗井、下套管、固井、完井及环洗井、下套管、固井、完井及环洗井、下套管、固井、完井及特殊作业和处理井下事故等要求。特殊作业和处理井下事故等要求。特殊作业和处理井下事故等要求。特殊作业和处理井下事故等要求。图图6 64 4 大庆大庆I I130130型钻型钻机机第10页/共29页一、钻机的分类一、钻机的分类一、钻机的分类一、钻机的分类
18、1.1.1.1.钻井深度钻井深度钻井深度钻井深度大型钻机大型钻机大型钻机大型钻机超重型钻机超重型钻机超重型钻机超重型钻机重型钻机重型钻机重型钻机重型钻机中型钻机中型钻机中型钻机中型钻机H5000mH5000mH5000mH5000m，W2500kNW2500kNW2500kNW2500kNH H H H10001000100010002500m2500m2500m2500mW W W W8008008008001600kN1600kN1600kN1600kNH H H H30003000300030005000m5000m5000m5000mW W W W2000200020002000250
19、0kN2500kN2500kN2500kN轻便钻机轻便钻机轻便钻机轻便钻机H H H H5555000m000m000m000m，W W W W888800kN00kN00kN00kN，89 89 89 89 140mm140mm140mm140mm钻钻钻钻杆，井径杆，井径杆，井径杆，井径 160 160 160 160mmmmmmmm，深井深井深井深井H H H H3333000m000m000m000m，W W W W333300kN00kN00kN00kN，42 42 42 42 89mm89mm89mm89mm钻杆，钻杆，钻杆，钻杆，井径井径井径井径 150 150 150 150mm
20、mmmmmm，勘探井、水井勘探井、水井勘探井、水井勘探井、水井第11页/共29页2.2.2.2.动力设备动力设备动力设备动力设备柴油机驱动钻机柴油机驱动钻机柴油机驱动钻机柴油机驱动钻机直流电驱动钻机直流电驱动钻机直流电驱动钻机直流电驱动钻机交流电驱动钻机交流电驱动钻机交流电驱动钻机交流电驱动钻机以柴油机为动力，通过机械传动或以柴油机为动力，通过机械传动或以柴油机为动力，通过机械传动或以柴油机为动力，通过机械传动或液力传动的钻机液力传动的钻机液力传动的钻机液力传动的钻机工作机用直流电动机驱动。通常工作机用直流电动机驱动。通常工作机用直流电动机驱动。通常工作机用直流电动机驱动。通常用于海上钻井用于
21、海上钻井用于海上钻井用于海上钻井工作机用交流电动机驱动工作机用交流电动机驱动工作机用交流电动机驱动工作机用交流电动机驱动3.3.3.3.使用地区使用地区使用地区使用地区陆地钻机陆地钻机陆地钻机陆地钻机海洋钻机海洋钻机海洋钻机海洋钻机陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机陆地（包括沙漠、沼泽等）使用的钻机自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船和自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船和自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船和自升式钻井平台、半潜式钻井平台、钻井船和钻井固定平台上的各种类型的钻机钻井固定平台上的各种类型的钻机钻井固定平台
22、上的各种类型的钻机钻井固定平台上的各种类型的钻机第12页/共29页二、钻机的组成及功能二、钻机的组成及功能二、钻机的组成及功能二、钻机的组成及功能1 1 1 1、起升系统、起升系统、起升系统、起升系统(1)(1)(1)(1)组成组成组成组成(2)(2)(2)(2)功能功能功能功能起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；下放、悬吊或起升钻柱、
23、套管柱和其它井下设备进、出井眼；井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车水龙头、转盘水龙头、转盘水龙头、转盘水龙头、转盘2 2 2 2、旋转系统、旋转系统、旋转系统、旋转系统(1)(1)(1)(1)组成组成组成组成(2)(2)(2)(2)功能功能功能功能保证在洗井液高压循环的情况下给井下钻具提供足够的旋转扭矩保证在洗井液高压循环的情况下给井下钻具提供足够的旋转扭矩保证在洗井液高压循环的情况下给井下钻具提供足够的旋转扭矩保证在洗井液高压循环的情况下给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以
24、满足破岩钻进和井下其它要求和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求保证在洗井液循环时钻柱能够旋转保证在洗井液循环时钻柱能够旋转保证在洗井液循环时钻柱能够旋转保证在洗井液循环时钻柱能够旋转带动整个钻柱及钻头旋转的设备带动整个钻柱及钻头旋转的设备带动整个钻柱及钻头旋转的设备带动整个钻柱及钻头旋转的设备第13页/共29页泥浆泵、泥浆净化装置泥浆泵、泥浆净化装置泥浆泵、泥浆净化装置泥浆泵、泥浆净化装置(固相控制设备固相控制设备固相控制设备固相控制设备)和泥浆槽、罐等和泥浆槽、罐等和泥浆槽、罐等和泥浆槽、罐等3 3 3 3、循环系统、循
25、环系统、循环系统、循环系统(1)(1)(1)(1)组成组成组成组成(2)(2)(2)(2)功能功能功能功能从井底清除岩屑；从井底清除岩屑；从井底清除岩屑；从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。冷却钻头和润滑钻具。冷却钻头和润滑钻具。冷却钻头和润滑钻具。图图图图6 6 6 65 5 5 5 洗井液循环系统示意图洗井液循环系统示意图洗井液循环系统示意图洗井液循环系统示意图动力机、传动部分动力机、传动部分动力机、传动部分动力机、传动部分4 4 4 4、驱动与传动系统、驱动与传动系统、驱动与传动系统、驱动与传动系统(1)(1)(1)(1)组成组成组成组成(2)(2)(2)(2)功能功能功能功能产生动力，
26、并把动力传递给泥浆泵、产生动力，并把动力传递给泥浆泵、产生动力，并把动力传递给泥浆泵、产生动力，并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。绞车和转盘。绞车和转盘。绞车和转盘。柴油机或柴油机或柴油机或柴油机或电动机电动机电动机电动机联轴器、离合器、联轴器、离合器、联轴器、离合器、联轴器、离合器、变速箱、皮带传动变速箱、皮带传动变速箱、皮带传动变速箱、皮带传动及链条传动等装置及链条传动等装置及链条传动等装置及链条传动等装置第14页/共29页5 5 5 5、气控系统、气控系统、气控系统、气控系统控制面板控制面板控制面板控制面板(控制机构控制机构控制机构控制机构)、传输管线和阀门、执行机构以及压气机、传输管线
27、和阀门、执行机构以及压气机、传输管线和阀门、执行机构以及压气机、传输管线和阀门、执行机构以及压气机等。等。等。等。(1)(1)(1)(1)组成：组成：组成：组成：(2)(2)(2)(2)功能：功能：功能：功能：确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协调一致的工作。协调一致的工作。协调一致的工作。协调一致的工作。6 6 6 6、井控系统、井控系统、井控系统、井控系统(1)(1)(1)(1)组成：组成：组成
28、：组成：防喷器组、钻井四通、节流管汇、压井管线以及液、气压控防喷器组、钻井四通、节流管汇、压井管线以及液、气压控防喷器组、钻井四通、节流管汇、压井管线以及液、气压控防喷器组、钻井四通、节流管汇、压井管线以及液、气压控制机构组成。制机构组成。制机构组成。制机构组成。(2)(2)(2)(2)功能：功能：功能：功能：控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。钻钻钻钻井井井井现现现现场场场场井架井架井架井架十大件十大件十大件十大件天车天车天车天车游动滑车游动滑车
29、游动滑车游动滑车大钩大钩大钩大钩水龙头水龙头水龙头水龙头转盘转盘转盘转盘绞车绞车绞车绞车泥浆泵泥浆泵泥浆泵泥浆泵柴油机柴油机柴油机柴油机传动装置传动装置传动装置传动装置第15页/共29页第四节第四节 钻井工具钻井工具井下钻具井下钻具井下钻具井下钻具井口工具井口工具井口工具井口工具一、井下工具一、井下工具一、井下工具一、井下工具水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。主要包括主要包括主要包括主要包括钻头钻头钻头钻头和和和和钻柱钻柱钻柱钻柱。1 1 1 1、钻头、钻头、钻头、钻头直接破碎岩石形成
30、井眼的工具。直接破碎岩石形成井眼的工具。直接破碎岩石形成井眼的工具。直接破碎岩石形成井眼的工具。影响钻井速度最直接的因素之一影响钻井速度最直接的因素之一影响钻井速度最直接的因素之一影响钻井速度最直接的因素之一第16页/共29页用用用用钻钻钻钻头头头头的的的的进进进进尺尺尺尺除除除除以以以以纯纯纯纯钻钻钻钻进进进进时时时时间间间间，即即即即单单单单位位位位纯纯纯纯钻钻钻钻进进进进时时时时间间间间的的的的钻钻钻钻头头头头进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单位为m m m
31、mh h h h。衡量钻头衡量钻头衡量钻头衡量钻头破岩效率破岩效率破岩效率破岩效率高低的主要指标有高低的主要指标有高低的主要指标有高低的主要指标有钻头进尺钻头进尺钻头进尺钻头进尺和和和和机械钻速机械钻速机械钻速机械钻速。钻头寿命：钻头寿命：钻头寿命：钻头寿命：在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间(包括划眼包括划眼包括划眼包括划眼在在在在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的过程已钻出的井眼内旋转送钻、
32、修整井壁的过程)，单位为，单位为，单位为，单位为h h h h；钻头进尺：钻头进尺：钻头进尺：钻头进尺：在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为m m m m；机械钻速：机械钻速：机械钻速：机械钻速：第17页/共29页按照钻切岩石面积及形状的不同：按照钻切岩石面积及形状的不同：按照钻切岩石面积及形状的不同：按照钻切岩石面积及形状的不同：钻头的分类钻头的分类钻头的分类钻头的分类全面钻进钻头全面钻进钻头全面钻进钻头全面钻进钻头取芯钻头取芯钻头取芯钻头取芯钻头特种钻头特种钻头特种钻头特种钻
33、头按照结构特点和破岩机理的不同：按照结构特点和破岩机理的不同：按照结构特点和破岩机理的不同：按照结构特点和破岩机理的不同：刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头(1)(1)(1)(1)刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头图图图图6 6 6 66 6 6 6 刮刀钻刮刀钻刮刀钻刮刀钻头头头头切削型钻头切削型钻头切削型钻头切削型钻头适用地层：适用地层：适用地层：适用地层：松软地层松软地层松软地层松软地层工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：工作时其刀翼在钻压作用工作时其刀翼在钻压作用工作时其刀翼在钻压作用工作时其刀翼在钻压作用下吃入岩
34、石，并在扭矩作用下剪切破下吃入岩石，并在扭矩作用下剪切破下吃入岩石，并在扭矩作用下剪切破下吃入岩石，并在扭矩作用下剪切破碎岩石。碎岩石。碎岩石。碎岩石。破岩方式：破岩方式：破岩方式：破岩方式：以以以以刮削刮削刮削刮削、挤压挤压挤压挤压和和和和剪切剪切剪切剪切为主为主为主为主的方式的方式的方式的方式第18页/共29页刀翼数刀翼数刀翼数刀翼数刀冀底刃的形状刀冀底刃的形状刀冀底刃的形状刀冀底刃的形状两翼两翼两翼两翼(鱼尾式鱼尾式鱼尾式鱼尾式)刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头刮刀钻头三翼刮刀钻头三翼刮刀钻头三翼刮刀钻头三翼刮刀钻头四翼刮刀钻头四翼刮刀钻头四翼刮刀钻头四翼刮刀钻头阶梯式刮刀钻头阶梯式刮刀钻头阶梯
35、式刮刀钻头阶梯式刮刀钻头平底式刮刀钻头平底式刮刀钻头平底式刮刀钻头平底式刮刀钻头最常用最常用最常用最常用分类分类分类分类优点：优点：优点：优点：缺点：缺点：缺点：缺点：机械钻速较高机械钻速较高机械钻速较高机械钻速较高扭矩较大，控制不当易造成井斜扭矩较大，控制不当易造成井斜扭矩较大，控制不当易造成井斜扭矩较大，控制不当易造成井斜刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命第19页/共29页(2)(2)(2)(2)牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头图图图图6 6 6 67 7 7 7 牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头牙轮钻头破岩形式
36、：破岩形式：破岩形式：破岩形式：具有具有具有具有冲击冲击冲击冲击、压碎压碎压碎压碎和和和和剪切剪切剪切剪切等多种形式。等多种形式。等多种形式。等多种形式。适用地层：适用地层：适用地层：适用地层：从从从从软到坚硬软到坚硬软到坚硬软到坚硬的各种地层。的各种地层。的各种地层。的各种地层。组成：组成：组成：组成：钻头体、水眼、巴掌、轴承和牙轮等钻头体、水眼、巴掌、轴承和牙轮等钻头体、水眼、巴掌、轴承和牙轮等钻头体、水眼、巴掌、轴承和牙轮等。工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：牙轮钻头在钻压和钻柱旋转牙轮钻头在钻压和钻柱旋转牙轮钻头在钻压和钻柱旋转牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石
37、，同时的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压压入地层，这个作用可以将井底岩石压压入地层，这个作用可以将井底岩石压压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切碎一部分，同时靠
38、牙轮滑动带来的剪切碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。第20页/共29页牙齿与井底接触面积小、比压高、工作扭矩小等牙齿与井底接触面积小、比压高、工作扭矩小等牙齿与井底接触面积小、比压高、工作扭矩小等牙齿与井底接触面积小、比压高、工作扭矩小等特点特点特点特点多牙轮钻头多牙轮钻头多牙轮钻头多牙轮钻头牙轮数目牙轮数目牙轮数目牙轮数目分
39、类分类分类分类单牙轮钻头单牙轮钻头单牙轮钻头单牙轮钻头双牙轮钻头双牙轮钻头双牙轮钻头双牙轮钻头三牙轮钻头三牙轮钻头三牙轮钻头三牙轮钻头最常用最常用最常用最常用第21页/共29页(3)(3)(3)(3)金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头图图图图6 6 6 69 9 9 9 金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头图图图图6 6 6 610 PDC10 PDC10 PDC10 PDC钻头钻头钻头钻头磨铣型钻头磨铣型钻头磨铣型钻头磨铣型钻头金刚石作切削刃的钻头金刚石作切削刃的钻头金刚石作切削刃的钻头金刚石作切削刃的钻头破岩形式：破岩形式：破岩形式：破岩形式：破磨破磨破磨破磨和和和和铣削铣削铣削
40、铣削。适用地层：适用地层：适用地层：适用地层：坚硬坚硬坚硬坚硬地层。地层。地层。地层。钻头体、切削齿钻头体、切削齿钻头体、切削齿钻头体、切削齿、水眼水眼水眼水眼、水槽等水槽等水槽等水槽等。组成：组成：组成：组成：分类：分类：分类：分类：金刚石的来源金刚石的来源金刚石的来源金刚石的来源天然金刚石钻头天然金刚石钻头天然金刚石钻头天然金刚石钻头人造金刚石钻头人造金刚石钻头人造金刚石钻头人造金刚石钻头钻头的结构形状钻头的结构形状钻头的结构形状钻头的结构形状金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石钻头金刚石刮刀钻头金刚石刮刀钻头金刚石刮刀钻头金刚石刮刀钻头聚晶金刚石复合片钻头聚晶金刚石复合片钻头聚晶金刚石复
41、合片钻头聚晶金刚石复合片钻头(PDC(PDC(PDC(PDC钻头钻头钻头钻头)金刚石镶装特点金刚石镶装特点金刚石镶装特点金刚石镶装特点表镶金刚石钻头表镶金刚石钻头表镶金刚石钻头表镶金刚石钻头孕镶金刚石钻头孕镶金刚石钻头孕镶金刚石钻头孕镶金刚石钻头第22页/共29页如用钻柱挤注水泥、中途测试、处理事故等如用钻柱挤注水泥、中途测试、处理事故等如用钻柱挤注水泥、中途测试、处理事故等如用钻柱挤注水泥、中途测试、处理事故等。2 2 2 2钻柱钻柱钻柱钻柱(1)(1)(1)(1)定义定义定义定义钻柱是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组钻柱是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组钻柱是用
42、各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组钻柱是用各种接头将方钻杆、钻杆和钻铤等部件连接起来组成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。成的入井管柱，通常指钻头以上的钻具。(2)(2)(2)(2)功能功能功能功能传递扭矩传递扭矩传递扭矩传递扭矩通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎通过钻柱将地面动力机的能量传给钻头，使钻头旋转破碎井底岩石，加深井眼。井底岩石，加深井眼。井底岩石，加深井眼。井底岩石，加深井眼。施加钻压
43、施加钻压施加钻压施加钻压依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压，依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压，依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压，依靠钻柱中钻铤部分在洗井液中的自重对钻头施加钻压，使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石。使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石。使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石。使钻头工作刃不断吃入地层，破碎岩石。输送洗井液输送洗井液输送洗井液输送洗井液通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射通过钻柱的中心孔腔将洗井液输送到钻头，由水眼喷射
44、出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。出，冲击到井底，携带岩屑后由环空返回地面。延伸井眼延伸井眼延伸井眼延伸井眼在钻进中通过不断地增加钻柱长度在钻进中通过不断地增加钻柱长度在钻进中通过不断地增加钻柱长度在钻进中通过不断地增加钻柱长度(接单根接单根接单根接单根)以达到延伸井眼以达到延伸井眼以达到延伸井眼以达到延伸井眼的目的。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。的目的。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。的目的。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。的目的。通常井眼的深度用下入井内的钻柱长度测量。起下
45、钻头起下钻头起下钻头起下钻头钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。钻头在井下工作是靠钻柱连接并传递扭矩和压力的。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。起出已磨损的钻头和下入新钻头都必须由钻柱完成。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。另外，针对不同的目的，还可以起下其它井下工具。特殊作业特殊作业特殊
46、作业特殊作业第23页/共29页(3)(3)(3)(3)组成组成组成组成方钻杆方钻杆方钻杆方钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆位于钻柱的最上端，其上部与水龙头相接，下部与钻杆连接。连接。连接。连接。传递扭矩和承受钻柱的全部重量。传递扭矩和承受钻柱的全部重量。传递扭矩和承受钻柱的全部重量。传递扭矩和承受钻柱的全部重量。作用：作用：作用：作用：断面为中空的正方形或六边形，断面为中空的正方形或六边形，断面为中空的正方形或六边形，断面为中空的正方形或六边形，壁厚比一般钻杆大三倍左右，而壁厚比
47、一般钻杆大三倍左右，而壁厚比一般钻杆大三倍左右，而壁厚比一般钻杆大三倍左右，而且由强度较大的优质合金钢制成。且由强度较大的优质合金钢制成。且由强度较大的优质合金钢制成。且由强度较大的优质合金钢制成。一般长度为一般长度为一般长度为一般长度为1313131316161616米，比一般钻米，比一般钻米，比一般钻米，比一般钻杆长杆长杆长杆长2 2 2 2米以上。米以上。米以上。米以上。性能：性能：性能：性能：具有较高的抗拉强度和抗扭强度具有较高的抗拉强度和抗扭强度具有较高的抗拉强度和抗扭强度具有较高的抗拉强度和抗扭强度形状：形状：形状：形状：图图图图6 6 6 611 11 11 11 国产方钻杆国产
48、方钻杆国产方钻杆国产方钻杆第24页/共29页壁壁壁壁厚厚厚厚而而而而粗粗粗粗大大大大，一一一一般般般般是是是是3838383853mm53mm53mm53mm，单单单单位位位位长长长长度度度度重重重重量量量量大大大大，相相相相当当当当于于于于同同同同尺尺尺尺寸寸寸寸钻钻钻钻杆杆杆杆的的的的4 4 4 46 6 6 6倍倍倍倍。以以以以满满满满足足足足给给给给钻钻钻钻头头头头施施施施加加加加钻钻钻钻压压压压、增增增增强强强强刚刚刚刚度度度度的要求，在加压时可以减小弯曲，防止井斜和钻具折断。的要求，在加压时可以减小弯曲，防止井斜和钻具折断。的要求，在加压时可以减小弯曲，防止井斜和钻具折断。的要求，
49、在加压时可以减小弯曲，防止井斜和钻具折断。钻杆钻杆钻杆钻杆及及及及钻杆接头钻杆接头钻杆接头钻杆接头位于方钻杆与钻铤之间，是组成钻柱的基本部分，位于方钻杆与钻铤之间，是组成钻柱的基本部分，位于方钻杆与钻铤之间，是组成钻柱的基本部分，位于方钻杆与钻铤之间，是组成钻柱的基本部分，无缝圆钢管制成的。无缝圆钢管制成的。无缝圆钢管制成的。无缝圆钢管制成的。作用：作用：作用：作用：传递扭矩与输送洗井液传递扭矩与输送洗井液传递扭矩与输送洗井液传递扭矩与输送洗井液形状：形状：形状：形状：壁厚比方钻杆和钻铤薄，壁厚一般为壁厚比方钻杆和钻铤薄，壁厚一般为壁厚比方钻杆和钻铤薄，壁厚一般为壁厚比方钻杆和钻铤薄，壁厚一般
50、为9 9 9 911mm11mm11mm11mm，内径大，内径大，内径大，内径大，两端分别接上带粗扣的两端分别接上带粗扣的两端分别接上带粗扣的两端分别接上带粗扣的钻杆接头钻杆接头钻杆接头钻杆接头各一只各一只各一只各一只(合称一副合称一副合称一副合称一副)，称为，称为，称为，称为钻杆单根钻杆单根钻杆单根钻杆单根。一般将三根钻杆连接在一起做为一个单元，称。一般将三根钻杆连接在一起做为一个单元，称。一般将三根钻杆连接在一起做为一个单元，称。一般将三根钻杆连接在一起做为一个单元，称之为之为之为之为立根立根立根立根(或或或或立柱立柱立柱立柱)。钻铤钻铤钻铤钻铤作用：作用：作用：作用：给钻头施加压力并保持