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钻井技术

观察井 生产井 调整井 检查井 基准井 剖面井 参数井 构造井 探井 资料井 注入井
油田开发过程中,专门用来了解油田地下动态的井。如观察各 类油层的压力、含水变化规律和单层水淹规律等。它一般不负 在进行油田开发时,为开采石油和天然气而钻的井。生产井又 担生产任务。 可分为产油井和产气井。 油田开发中、后期,为进一步提高开发效果和最终采收率而 调整原有开发井网所钻的井(包括生产井、注入井等)。 油田开发到某一含水阶段,为了搞清各油层的压力和油、气、
图1井控设备概祝示意图 1-井口防喷器组;2-蓄能器装置;3-遥控装置; 4-辅助遥控装置; 5-气管束; 6-管排架;7一压井管汇; 8-节流管汇; 9-节流管汇液控箱;10-钻井泵; 11-泥浆罐; 12-钻井液气体分离器;13-一真空除气器; 14一方钻杆上球阀
井控设备应具有以下功用:

预防井喷。保持井筒内泥浆静液柱压力始终略大于 地层压力,防止井喷条件的形成。 及时发现溢流。对油气井进行监测,以便尽早发现 井喷预兆,尽早采取控制措施。 迅速控制井喷。溢流、井涌、井喷发生后,迅速关
连续管钻机 套管钻机
2.
钻机的基本参数
主参数:L-名义钻井深度
起升系统参数:最大钩载和最大钻柱重量,提升速度;
井架有效高度、钻台高度等。 钩载储备系数=Qhmax/ Qstmax=1.8-2.08 旋转参数:转盘开口直径、扭矩、最高转速 循环系统参数:泵的功率;最高压力、流量 驱动系统参数:总装机功率 最主要的参数:名义钻井深度
四、钻井技术的发展阶段
在1923年前苏联工程师研究出了涡轮钻具,
并在40年代开始得到广泛应用。以后又出现了电 动钻具和螺杆钻具,统称为井下动力钻具,它们 在钻定向井中有其特殊的优越性。
四、钻井技术的发展阶段
到目前为止,旋转钻井方法仍是石油钻井 的主要方法。随着现代科学技术的发展,旋转钻 井工艺技术也得到迅速发展,其特点是从经验钻
5、钻机的最新配置——顶驱装置
顶驱装置是将动力从 井架的顶部直接驱动钻具
进行旋转钻进,并能完成 循环钻井液、接立根、上 卸扣和倒划眼等多种钻井 操作的钻井装置。它克服 了转盘钻井的缺欠,提高 钻井效率,大幅度地减少 卡钻事故发生,降低勘探 开发的风险。
司钻操作台
本体
导轨
顶驱装置组成
电控系统 液压源
(1)动力设备:柴油机或交、直电源 (2)传动系统:包括减速、并车、倒 转、变速等机构。在机械传动的基础 上,同时还要有液力传动,气、电磁 离合器等。 (3)提升系统:绞车、辅助绞车、辅 助刹车;游动系统(游车、大钩、天 车、井架等);提升工具(吊环、吊 卡、卡瓦、大钳等) (4)旋转系统:转盘、水龙头;钻柱、 钻头及井下动力钻具
井发展到科学化钻井;从浅井、中深井发展到深
井、超深井;从钻直井(垂直井)、定向井发展到 大斜度定向井、丛式井、水平井;从陆地钻井发 展到近海和深海钻井。
四、钻井技术的发展阶段
国外钻井科技工作者将旋转钻井技术的发展分 为四个时期,即:
(1)概念时期(1901-1920年) 这个时期内开始将钻井和洗井结合在一起,并使用了牙轮钻 (2)发展时期(1920-1948年) 头和注水泥封固套管工艺技术。 在这个时期内,牙轮钻头、固井工艺、钻井液等得到进一步 (3)科学化钻井时期(1948-1969) 发展,同时出现了大功率钻井设备。 这个时期开展了大量的研究工作,使钻井技术有了迅速发展。 (4)自动化钻井时期(1969-现在) 其主要技术成就有: 喷射钻井技术;镶齿、滑动密封轴承 在这个时期发展了钻井参数自动测量、综合录井、随钻测量 钻头不分散体系钻井液及固相控制;钻进参数优选;地层压 技术;计算机在钻井中得到广泛应用;优化钻井、自动化钻 力监测、井控技术及平衡压力钻井技术等。 机、井口机械化自动化工具、井眼轨迹遥控及自动闭环控制 等新技术、新工艺、新设备也应运而生。
FIRE/ EPLOSIONS
UNDERBALANCED COMPLETION
MWD TRANSMISSION
丛式井
分支井及形式
双向
迭加
三叉
人字形
肋骨形
辐射形
分支井及形式
四、钻井技术的发展阶段
旋转钻 机械顿钻 人力冲击钻 人工掘井
在北宋时代,人力绳索式顿钻方法 据记载早在两千多年前在 1901年发展了旋转钻井,以转 机械顿钻(1859年)是现代 得到了发展。在1521年就钻凿了油 盘带动钻柱、钻头破碎井底岩 四川就已经钻凿了盐井,并创 石油钻井的开始。 井和火井,1835年在四川钻成世界 石并循环钻井液以清洁井底。 造了冲击钻。 上最深的火井:1200m。
④除气器
专用除气的装置有两大类,既分离 游离气体的钻井液-气体分离器和分离 分散在钻井液中的非游离气体的除气器。 若天然气中含有二氧化碳或硫化氢等有 害气体,或钻井船上钻井液循环系统周 围通风不良,都宜采用封闭式除气系统。
井控设备
在钻井过程中,为了防止地层流体侵入井内,总是使井
筒内的钻井液柱压力略大于地层压力,这就是所谓对油气井
的初级压力控制。但在钻井作业中,常因各种因素的变化, 使油气井的压力控制遭到破坏而导致井喷,这时就需要依靠
井控设备实施压井作业,重新恢复对油气井的压力控制。有
时井口设施严重损坏,油气井失去压力控制,这时就需采取 紧急抢救措施,对油气井进行抢救。因此,井控设备是实施

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。
水平井
油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表与工具。
主要有以下设备组成:
⑴ 以液压防喷器为主体的防 喷器组合,包括液压防喷 器、钻井四通、套管头、 过度法兰等。 ⑵ 以节流压井管汇为主的井 控管汇,包括节流管汇、 压井管汇、放喷管线、注 水管线、灭火管线、反循 环管线等。 ⑶ 钻具内防喷工具。包括钻 具止回阀、方钻杆上下旋 塞阀等。 ⑷ 以监测和预报地层压力异 常为主的井控仪器仪表, 包括钻井液返出温度、钻 井液密度、钻井液返出量、 循环池液面、起钻时井筒 液面等参数的监测报警仪。 ⑸ 钻井液加重、除气、灌注 设备。 ⑹ 井喷失控处理和特殊作业 设备,如不压井强行起下 管串加压装置、自封头、 旋转防喷器、灭火设备、 拆装井口工具等。
2、钻机的基本参数
3、钻机型号的表示方法
• ZJ□/ □ □ □- □
改型序号:用阿拉伯数字表示,原型不写 运移方式:块装式表示符号省略 Z——自行式钻机 T——拖挂式钻机
钻机特征:L——链条并车钻机 J——V带并车钻机 C——齿轮传动钻机 Y——液压钻机 DJ——交流电动钻机 DZ——直流电动钻机 DB——交流变频钻机
离心分离机主要用途
清除非加重钻井液中的固相,在这种 情况下离心机用于清除2-5mm以上的粗颗 粒,主要是淤泥尺寸范围的颗粒。从离心 机另一端排出的钻井液则返回循环系统。
从加重钻井液中回收重晶石等加重 材料,加重钻井液通过离心机后,重晶 石和一些其他成分的颗粒被分离回收, 而另一端排除的钻井液则弃掉。


井,实施压井作业,对油气井重新建立压力控制。

处理复杂情况。在油气井失控的情况下,进行灭火 抢险等
固控设备
固控设备
振动筛
旋流分离器
离心机
除气器
①振动筛
振动筛利用高频振动作用将流经筛布上的钻井液实现固相 分离,既颗粒直径大于筛孔的固相颗粒通不过筛孔而从筛布 上往前移动,而小于筛孔直径的固相颗粒连同钻井液通过筛 布而流入钻井液槽。 振动筛的筛布有多种孔眼型号,应根据返出钻井液中岩屑 及固相、的尺寸、各种尺寸固相的百分含量来选择合适目数 的筛布。一般振动筛使用40目的或更粗的筛布,振动筛主要 是清除0.5mm以上的岩屑和砂粒,现场使用最密的筛布为200 目,它可以去掉粗颗粒的重晶石。
②旋流分离器
旋流除砂器在离心力的作用下,将较粗的颗粒从钻井 液中分离出来。按被分离颗粒的大小不同
旋流分离器 旋流除砂器 旋流除泥器 微型旋流分离器
③离心分离机
在离心力作用下,钻井液中质量大的固相颗粒被甩到旋转筒(外壳)
壁沉降下去,然后靠螺旋输送器将堆积起来的固相颗粒推至离心机端部, 从端部的孔眼排出,而钻井液从离心机另一端的排液孔排出。
钻机级别:分子表示用114mm钻杆标定,以100m为单位计 的名义钻深范围上限; 分母表示以1kN为单位计的最大钩载 钻机代号
示例:ZJ50/3150DZ-2 表示为5000m块装直流电驱动钻机第二次改型。
4、石油钻机的组成
4、石油钻机的组成
根据钻井工艺中钻井、洗井、起下钻 具各工序的需要,一套钻机必须配备下 列各系统和设备
第二部分、钻井主要设备、工具
钻 井 主 要 设 备 、 工 具
地面设备
钻井工具及管材
钻井事故处理工具
一、地面设备
钻机地面设备 井控设备Fra bibliotek固控设备
石油钻机
1、钻机分类
(1)按钻井深度:
浅井钻机:钻井深度≤1500m 中深钻机:钻井深度:1500m~3000m 深井钻机:钻井深度:3000m~5000m 超深井钻机:钻井深度>5000m
第二种:根据井眼轴线剖面的类型,钻井可 分为:直井和定向井。 直井
定向井
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。 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。
(2) 按驱动设备和主传动、运输安装方式分类:
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