高学仕《石油工程与装备》第一章 钻井工艺技术11版.pptVIP

《石油工程与装备》  机自09级（共48学时） 2-17周： 机自0906-06：周一，1,2节：东廊102；周三，3,4节：双周南堂317 机自0901-03：周三，1,2节：南教211；周五，3,4节：双周南堂315； 讲课教师：高学仕  工作单位：机电工程学院机电系  2012年9月17日 引 言 “石油工程与装备”包括两大部分： 石油工程（油田开发）和石油装备（石油机械） 石油工程：包括钻井工程（工艺），采油工程（工艺）。即如何打井，怎样采油。 石油装备：是钻井、采油机械的概括。装备可认为是机械工程（机械系统），并应包括电器设备。  本课主要内容：钻井、采油机械各半。 【07年9月21日报道我国是世界最大钻机生产国，年产钻机700多台，已研制出打12000m井深控制系统。】 教材：《石油钻采机械概论》35元； 2011年新版50元 参考书：《采油机械设计计算》 考试：学校统一安排考试，闭卷，侧重概念性、知识性内容，涉及面广。考试以笔记内容为准，平常注意听课，最后集中总结一下即可。 听课笔记，只记标题、彩体字。 作业甚少，算总成绩，一次作业5～10分。 第二节 钻井方法 一、机械钻井法 1. 顿钻钻井法 破岩——用顿钻钻头，上下冲击。 排屑——用捞砂筒。 二者交替进行，钻进过程不连续。 特点：效率低，速度慢，设备简单，适于浅井，农用水井。 2．???旋转钻井法（1）过程：破岩—用旋转钻头； 排屑—用循环钻井液；（2）钻具组合：水龙头（输入泥浆）→方钻杆（传矩）→钻柱（钻杆：传矩、加长、循环；钻铤：提供钻压）→钻头。 ★地面动力—转盘钻（常规） 【钻头旋转，连续破碎岩层，用钻井液环带出岩屑，钻井效率高。】 ★地上动力—顶部驱动（前景好） 【水龙头＋转盘，以立根钻井。】  ★井下动力—涡轮或螺杆钻具。（斜井、水平井用） 【钻井液经钻杆柱内腔泵入涡轮钻具中，驱动转子由主轴带动钻头旋转，实现破岩钻进。】 （2）钻井作业 ①下钻—将钻具（由钻头、钻铤、方钻杆组成的钻杆柱）下入井底，准备钻进。 ②正常钻进—转盘（或井底动力钻具）通过钻柱带动钻头旋转，借助手刹车，给钻头施加适当的钻压以破碎岩石。 同时，开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。 ③接单根—不断钻进，加长钻柱； 每次接入一根钻杆，称为接单根。 ④起钻—换钻头时，取出钻柱，称起钻作业。 以立根为单位起卸。 ⑤换钻头—起钻结束，卸下旧钻头，换上新钻头。 ⑥循环工作：下钻→正常钻进→接单根→起钻→换钻头→下钻 ★套管鞋：在引鞋上部，一厚壁短节。内下部有锥面，防止起钻时，钻头、钻杆拉住。 ★回压阀：套管引鞋之上。 ★阻流环（承托环）：承托下胶塞 注水泥时，要用下胶塞和上胶塞。 注完水泥后，套管内留10～20m水泥塞，如果不是油层套管要钻开。 ★扶正器：弹簧钢片做成。 ★泥浆刷：刮去井壁泥饼，提高水泥胶结强度。 ★下胶塞：中间为空，上部有一层隔膜，外层为橡胶`。 注水泥时，先（在套管内）放入下胶塞，再注水泥，下塞与水泥一起下行。下塞遇承托环不动，压力升高使薄膜破裂，使水泥形成通道。 ★上胶塞（实心） 注足水泥后，放入上胶塞，上塞上方注泥浆，上塞下部是水泥。上塞与水泥一起下行，上塞使水泥和泥浆分开。上塞遇到下塞，将循环通路堵塞，泵压升高，称碰压，注水泥完成。 ②注水泥流程 下套管后，循环水洗井壁； 下放下胶塞，注水泥； 注完水泥，下放上胶塞，替泥浆； 替泥浆到上、下胶塞相碰结束。 路线：水泥混合—水泥泵—套管内—环空（几分钟到十几分钟完成（快凝水泥）。 ③注水泥设备：水泥车、车装高压泵；灰罐车；混合漏斗。 ④水泥 用石灰石、粘土、页岩、铁矿石按比例混合，在1400～1600℃下烧成熟料，冷后磨细。 固井用水泥为硅酸盐水泥，凝速快，有较高早期强度。耐地下腐蚀，射孔时不开裂。 方钻杆 方钻杆 钻铤 钻杆 将钻井液的动能转换成机械能的一种井底动力机，简称涡轮钻。 涡轮钻钻探是一种先进的钻探方法，工作时钻杆不转动，用于打斜井、水平井。 螺杆钻具 二、钻井工艺过程 多道工序完成三件事： ★破碎岩石； ★取出岩屑、保护井壁； ★固井和完井，形成油流通道。 1．钻前准备 ①? 定井位；②平井场； ③ 打基础；④备器材。 2．钻进 （