文档介绍：钻井工艺培训材料
王永福
2004年8月
第一章钻井设备
第二章钻头及钻柱
第三章大庆油田钻井液体系
第四章钻井工艺技术及流程
第五章钻井油气层保护技术
第六章大庆钻井新技术
一、概述
钻机是钻井地面设备的总称。目前常用的钻井方法是旋转钻井。它的工作原理是:利用钻头旋转破碎岩石, 形成井身;利用钻柱将钻头送到井底;利用起升设备起下钻柱;利用转盘或井下动力钻具带动钻柱和钻头旋转;利用泥浆泵循环钻井液带出井底岩屑。为此, 钻井工艺对钻机有以下基本要求:
旋转钻头的能力。要求钻机能提供足够的扭矩和转速, 并维持一定的钻压。
起下钻具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度, 并有一定的超载能力。
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需要。
为适应钻机搬迁的特点,还要求钻机容易安装、拆卸和运输。
第一章钻井设备
概括地说钻机是由动力机组、传动机组、工作机组、辅助机组及控制机组等组成。
第一章钻井设备
钻井按其工作性质又可分为八个部分
,它是一套大功率的起重设备。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操作用的工具(如:吊钳、吊环、吊卡、卡瓦及上扣器等)组成(图1-1)。它的主要作用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进行井下特殊作业等。
第一章钻井设备
,主要由泥浆泵、地面高压循环管汇、水龙带、水龙头、钻柱、泥浆净化及调配设备等组成(图1-3)。它的主要作用是清洗井底、携带岩屑、在喷射钻井及井下动力钻具钻井顶部驱动钻井中,还起到传递动力的作用。
第一章钻井设备
3. 地面旋转钻进设备,主要由转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤及钻头等组成。它的主要作用是不断地破碎岩石, 加深井眼及处理井下的复杂情况等。
4. 动力驱动设备,它属于钻机的动力机组, 是驱动起升、旋转和循环等三大工作机组的动力设备。钻机用的动力设备主要是柴油机, 其次是交流或直流电动机。
第一章钻井设备
5. 传动系统设备,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,并将动力传递到各工作机组(图1-4)。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不同,可分为机械、液压及液力传动。
6. 控制系统设备,它属于钻机的控制机组。控制的内容包括发动机的启动、停车、变速和并车等, 绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向等。控制的方式有机械、气动、液压和电力控制等, 随钻机的类型不同而异。控制系统的主要作用是远距离操作指挥和协调各机组正常工作。
第一章钻井设备
7. 钻机底座,它属于钻机的辅助机组,包括井架、钻台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。它主要用于安装钻机的各机组,是钻机不可缺少的组成部分。
8. 辅助设备,它属于钻机的辅助机组,包括供气设备、供水设备、供电设备、钻鼠洞设备、防喷设备、防火设备、辅助起重设备及保温设备等。它是为整套钻机服务的,是钻机不可分割的部分。
第一章钻井设备
井架与起升系统
一、井架
井架是钻机起升系统的组成部分。它的主要作用是安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头、方钻杆、钻杆及钻链等设备, 相当于起重设备的支架,并可存放钻柱。因此,钻井对井架的基本要求是:必须有一定的高度和空间;便于安装、存放钻柱等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业;应具有足够的承载能力,以适应井下情况的需要:结构要简单、轻便,便于搬迁、拆装和维修。
目前国内常用的石油钻井井架有塔型和A型两种。
第一章钻井设备