第0章石油钻井装备概论讲义.pptx

石油钻井装备概论 中国石油大学机电工程学院 张彦廷 电话Email：ytzhang68@163.com 第一节 钻井工艺技术 钻井的任务 钻井方法 钻井工艺过程 一、钻井工艺任务 破碎岩层 取出岩屑 形成油流通道 二、钻井方法 顿钻 旋转钻井 其它钻井方法 1、顿钻钻井法 过程 破岩：用顿钻钻头冲击 排屑：用捞砂筒。 特点 破岩和排屑交替进行，钻进过程不连续 效率低，速度慢 设备简单 适于浅井，农用水井。 2、旋转钻井法 形式: 地面动力：钻具旋转，带动钻头旋转，破碎岩石 井下动力：钻具不旋转，井下马达带动钻头旋转，破碎岩石 过程： 破岩：用旋转钻头 排屑：用循环钻井液 3、其它钻井方法 冲蚀（射流） 熔化气化（激光钻井） 化学反应（酸化） 空气钻井 三、钻井工艺过程 1．钻前准备 定井位 平井场 打基础 备器材 塔形井架 A型井架 前开口井架 2、钻进施工 准备工作 一次开钻，下表层套管 钻进施工循环工作：下钻→钻进→接单根（立根）→起钻→换钻头→下钻 固井：下套管、注水泥 二次开钻，从表层套管内钻进，下技术套管 三次开钻，从技术套管内钻进，下技术套管或油层套管 接单根 从小鼠洞接单根 录像 起钻 录像 液压大钳 吊钳 卡瓦 拉钳绳 下钻作业（用吊钳紧扣） 液压大钳上扣 录像 下套管 固井现场 套管下部结构 注水泥工艺流程 （a）循环钻井液 （b）注隔离液和水泥浆 （c）替浆 （d）替浆 （e）碰压 1—压力表 2—上胶塞 3—下胶塞 4—钻井液 5—浮箍 6—引鞋 7—水泥浆 8—隔离液 9—钻井液 第二节、钻机概述 分类 特点 基本参数 系统组成 一、钻机分类 按井深分 浅井（≤1500m）； 中深井（1500~3000m）； 深井（3000~6000m）； 超深井（6000~9000m）； 特深井（9000m以上） 按驱动设备类型分 机械驱动钻机（MD） 电驱动钻机（ED） 按动力并车分 ① 胶带并车传动—胶带钻机；J： ② 链条并车传动—链条钻机；L： ③ 锥齿轮—万向轴并车传动—齿轮钻机；C： 链条钻机 胶带钻机 齿轮钻机 二、钻机特点 大功率、传动复杂，多工作机联合工作。 （例JC45绞车，功率1100kW相当于：10个车间×25台机床×一台车床4kW≈JC45的功率） 绞车、泵、转盘三大机组不同时工作。 钻井过程不连续 工作地区广阔 平原、山地、沙漠、沼泽、海洋 自然环境恶劣（风、沙、雨、雪） 野外流动作业，要求钻机有很强的适应地区、环境的能力和很高的移运性能。 三、钻机基本参数 基本参数：反映钻机工作性能的指标 钻机基本参数十个： L（名义井深）； Qmax（最大钩载）；Qds（最大钻柱重）； Ndr（绞车功率）； Z（有效绳数）； dw（钢绳直径）； Hr（底座高度）； H架（井架高度）； Np（泵功率）； Dr（转盘通径）。 四、钻机系统组成 钻机 起升系统 旋转系统 循环系统 动力系统 传动系统 监控系统 钻机底座 辅助系统 第三节 钻井装备概述 钻机 钻具 方钻杆 钻杆 钻杆接头 钻铤 钻头 井口工具 吊卡 卡瓦 猫头 液压大钳 铁钻工 一、钻机 起升系统 旋转系统 循环系统 动力系统 传动系统 监控系统 钻机底座 辅助系统 1、旋转系统设备 主要组成： 地面旋转系统 转盘 水龙头 顶驱 钻具 作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石。 转盘 转盘的作用 钻进时—转动钻具； 起下钻、下套管时—承托钻杆或套管重量； 处理事故时，造扣、倒扣、上提 井底动力时—承受反扭矩 水龙头 （1） 水龙头的作用 ①承重—承受钻柱重量 ②旋转—支承旋转的钻具 ③耐压—输送高压泥浆 顶驱 2、循环系统设备 组成： 钻井泵 钻井液净化、处理调配装置。 钻井液作用： 清洗井底 携带岩屑 保护井壁 冷却钻头 为井下动力钻具提供高压动力液。 泥浆池 净化设备 振动筛 除砂器 分离机 除气器 循环罐 搅拌器 振动筛和除气器 除砂器和除泥器 搅拌器 3、起升系统设备 组成：绞车、天车、游车、大钩、钢绳、井架。 作用：起下钻具、下套管，控制钻压。 与旋转、循环系统统称钻机的三大工作机组 井架 绞车 盘式刹车 天车 游车 大钩 钢丝绳（大绳） 6×（19）纤维绳芯 6×（19）＋7×7金属绳芯 4、动力驱动系统 功能：为三大机组和辅助机组提供动力 组成：动力设备（柴油机组）、发电机组、电动机组。 5、传动系统 功能：连接动力机和工作机，实现从驱动设备到工作机组的能量传递、分配及运动方式的转换 组成：减速、并车、倒转及变速机构 传动形式：机械传动、液力传动、液压传动和电传动。 6、监控系统 功能：监测控制各机组协调工作 组成：司钻台、钻井仪表、MWD