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钻井设备知识培训，产品第一中心编写，第一，钻井技术基础知识，第二，钻机类型和组成，目录，第三，绞车结构和原理，第四，钻井泵结构和原理，第五，离心泵结构和原理，第六，钻井液固体控制系统和工具，第一，钻井施工基础知识，石油钻井：是指使用特殊的设备和技术，钻一定直径的洞或在预选的地面位置的一侧，以达到地下油气层。钻井方法的发展：(1)人工钻井：1521年以前。(2)人力冲击钻：从1521年到1835年，由人力、捞砂器、专用钻头、吊绳、游梁等完成。3)机械钻孔(冲击钻):1859年至1901年，机械冲击破岩，破岩与清岩交替进行。(4)旋转钻井：旋转钻井是1901年发展起来的一种钻井方法，通过动力驱动钻头旋转，旋转过程中井底岩石破碎，钻井液循环清洗井底。旋转钻井分为转盘钻井、井下动力钻具钻井和顶驱旋转钻井。钻井施工过程、预钻井施工1、井位2、道路勘测3、基础施工4、移动5、设备安装、钻井施工6、一次钻井7、二次钻井8、钻井9、起下钻10、换钻头11、起下钻、完井施工12、完井电测井13、下套管固井、固井是将一定尺寸的套管柱下入井内，并在其周围注入水泥浆，以将套管固定在井壁上，从而避免井壁坍塌。施工程序：下套管至预定深度安装水泥头、循环泥浆并连接地面管线注入隔离液注入水泥顶部胶塞更换泥浆碰压注入水泥并等待凝固。钻井是一种使用钻井设备和岩石破碎工具来破碎地层以形成井筒的工艺过程。其目的是进行地质评价，发现油气藏，开发油气藏。施工程序：钻孔冲洗连接单根接头起钻并完成钻孔。表层套管：其作用是隔离表层易塌易漏地层和水层，安装二开井口装置，控制井喷。根据地表松软易塌、易漏地层和水层的深度确定下入深度。一般来说，它大约有100米。技术套管：用于封堵难以用泥浆控制的复杂地层；不能堵塞的严重漏层；非目标层油气层；石油、天然气、水等。压力变化很大。油层套管：用于分离不同压力、不同性质的油、气、水层，建立油气向地面流动的通道，保证长期生产，满足合理的油气开采和增产措施的要求。油层套管的下入深度取决于目标层的深度和不同的完井方法。导管：用于将钻井液导向固控设备，深度一般小于10米。通常在钻井前的准备阶段完成。钻机的类型和组成：根据钻井深度，按驱动方式分为浅井钻机、中深井钻机、深井钻机、机械驱动钻机和电驱动钻机，按移动方式分为撬装钻机和车载钻机。组成：石油钻机主要由动力机、传动机、工作机和辅助设备组成。通常有八大系统(提升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座和钻机辅助设备系统)，它们具有起下钻能力、旋转钻井能力和循环冲洗能力。机械驱动钻机的类型、特点和类型：机械驱动钻机是指由柴油机驱动，由液力变矩器、链条、齿轮、三角带等不同传动形式组合驱动的钻机，主要包括齿轮传动、皮带传动和链传动，具有制造方便的特点本发明具有传动柔和、调速性能好、操作方便灵活、模块体积小、安装运输方便、可靠性高、噪音低、污染小、节能等特点。DC电机驱动：DC电动钻机采用交流-可控硅-DC模式，在可控硅整流柴油发电机组并网发电后驱动DC电机。交流变频电机驱动：交流变频钻机采用交流-变频-交流模式，通过变频电气驱动控制系统将柴油发电机组产生的电能转化为变频可调电流，并利用交流变频器驱动无刷交流变频电机。电动绞车示意图、电动转盘示意图、电动钻井泵示意图，3。绞车的结构和原理。绞车是钻机的起重设备，主要用于起下钻具和套管、控制WOB、送入钻具和起下井架等。一般由滚筒轴、猫头轴、传动制动机构、润滑机构和外壳等组成。根据卷筒数量分为单轴、双轴、三轴和多轴绞车，根据卷筒数量分为单卷筒和多卷筒绞车。输入轴、钻机绞车工作图、猫头轴、离合器、辅助制动器、气囊离合器、链轮、牙嵌离合器、滚筒、轴承、链条、电磁制动器、猫头轴、制动缸、离合器变速杆、制动滚筒、滚筒、冷却风扇、气动齿轮箱、IV。钻井泵的结构和原理，钻井泵主要是卧式三缸单作用往复活塞泵，由动力端组件、液压端组件、润滑系统和冷却系统各部分组成。动力机驱动泵的曲轴旋转，曲轴通过十字头驱动活塞或柱塞在泵缸内往复运动。在吸入阀和排出阀的交替作用下，实现冲洗液的压力输送和循环。钻井泵的工作原理是：动力端通过皮带(或链条或万向轴)带动泵的主轴转动，然后活塞通过曲柄连杆机构向右移动，在气缸内形成负压。在大气压力的作用下，上水箱中的液体将吸入阀推入气缸，直到活塞移动到最右边的位置，完成吸入过程。活塞开始向左移动。气缸中的液体被活塞挤压，压力上升。吸入阀关闭，排出阀推开。液体被活塞推出排放阀，并通过排放管进入高压歧管，完成排放过程。钻井泵结构图、气囊、从动轴、连杆、泵头、输入管、输出管、活塞杆、十字头、钻井泵工作图、拉杆、曲轴、传动轴、连杆、转盘结构图、水平轴、锁紧销、大锥齿轮、小锥齿轮、大方瓦、方轴套、主轴承、防跳轴承、转盘用来承受主机立柱的重量，提供扭矩和转速。该转台实质上相当于一种特殊结构的角传动减速器，主要由箱体、转台、主轴承、副轴承、齿圈、输入轴总成、锁紧装置、方瓦、箱盖等部件组成。水龙头结构和工作原理：水龙头通过吊环挂在挂钩上，上部通过鹅颈管与软管连接，下部与方钻杆连接，与井下钻具连接。水龙头主要由鹅颈管、冲洗管总成、中心管、外壳、吊环和主轴承等组成。它的主要功能是悬挂旋转的钻柱并承受钻具的大部分或全部重量。高压钻井液被输送到旋转钻具中。吊钩的结构和工作原理，吊钩是提升钻具的重要设备，由钩体、杆、筒、吊环、止推轴承和弹簧组成，钩体可以转动，钩口和侧钩有锁紧装置，吊钩有缓冲减振功能。吊钩和游车，称为游钩，是目前使用的主要形式。游动滑车和天车的结构和工作原理，天车是安装在天车顶部的固定滑轮组钻井液固相控制的概念是从钻井液中去除有害固相，保留有用固相，以满足钻井技术对钻井液性能的要求。钻井液固相控制系统是用于钻井液固相控制的所有设备的总称。的作用是防止油气通道堵塞和损坏，减少钻井扭矩和摩擦，减少环空吸力的压力波动，提高钻井速度，延长钻头寿命，减少设备磨损等。方法：常用方法包括稀释法、替代法、机械法和化学法。机械法是利用筛分、离心分离、重力分离等原理，通过机械设备将钻井液中的固体成分按照不同的颗粒和密度进行分离。从而达到控制固相的目的。钻井液固控系统的发展过程：20世纪50年代以前，没有使用机械装置来净化钻井液。20世纪50年代后，泥浆振动筛和离心机被用来清除钻井液中的钻屑。20世纪60年代后，国外油田开始使用4英寸泥浆去除旋风分离器。20世纪60年代中期，使用了详细的钻井液振动筛。20世纪70年代以后，使用了超细筛网振动筛。20世纪80年代以后，钻井液固相控制从两级处理发展到三级、四级和五级处理。钻井过程中的钻井液循环程序：钻井液罐经过泵地面管汇立管软管和水龙头钻柱内钻头钻柱外环形空间井口、泥浆(钻井液)罐钻井液净化设备钻井液罐。某型钻井液循环流程示意图显示，来自井口的钻井液通过管道流入分布器，分别或同时输送到两个振动筛。处理后，钻井液进入沉砂池，并通过转换管进入沉砂池。除砂泵从除砂仓吸入钻井液，钻井液通过导水管进入除砂仓。排泥泵从排泥仓中吸出钻井液，钻井液通过导水管进入离心仓。离心机的立式供液泵吸入离心机室内的钻井液，钻井液通过导管进入储液罐。钻井泵吸入储液罐的钻井液通过管道输送到井口。这就完成了钻井液的循环流动。某类钻井液加重过程示意图。钻井液加重过程是钻井液固控系统过程中的一个辅助过程。钻井液中加入重晶石和其他成分，以增加钻井液密度，保持井壁稳定，满足钻井要求。罐4的加重泵可通过加重吸入管线直接吸入混药仓、加重混药仓和储存仓中的钻井液，经加重漏斗加重处理后，通过加重排出管线输送至罐3和罐4的各仓。这就完成了钻井液加重过程。某类钻井液加药过程示意图。钻井液加药过程是在钻井液中加入化学处理剂，利用化学沉降原理去除有害固体成分，改善钻井液性能，提高井壁稳定性，提高机械钻速。配料罐安装在罐4的药物混合仓的上部。药物通过管道从配料罐进入药物混合仓。药物经搅拌器搅拌混合后，由钻井泵通过吸入管道输送到井口。它也可以由加重泵通过加重吸入管线吸入，然后通过泥浆枪管线输送到罐1、罐2和罐3的每个料仓。这就完成了钻井液加药过程。某型钻井液补充流程示意图。钻井液补充过程是在提升钻具的过程中向井筒补充钻井液，以保证井壁的稳定性。1#罐左端设有一个供应仓。供应泵从供应箱中吸取钻井液，并通过排放管线将其输送至井口。从井口返回的钻井液进入振动筛的选择和振动筛的技术水平主要体现在加工能力(加工能力和分选粒度)、工作稳定性、使用寿命和操作灵活性等方面。振动筛的加工能力与振动筛的结构、运动轨迹、振动频率、振动强度、筛面面积和筛厚有关。为了使振动筛与钻机匹配，必须考虑钻井泵的最大排量和钻井过程中产生的钻屑量，即Q筛Q泵Q钻屑类型：Q筛振动筛产量，L/s；q泵钻井泵最大排量，升/秒；q钻屑钻屑量，l/s。一般情况下，振动筛根据筛框的运动轨迹分为四类：圆形筛、普通椭圆筛、直线筛和平衡椭圆筛。普通椭圆筛，也称为不平衡椭圆筛，是一种直接固定在筛箱质心上方的振动装置。要求筛箱倾斜一个角度，利用重力强制出砂，以避免砂粒向后抛的趋势。因此，筛箱的倾斜确实改善了砂粒的运动性能，但是振动筛处理的钻井液的量减少了，这是普通椭圆筛的主要缺点。直线振动筛：两根带有偏心块的主轴同步反向旋转，产生直线振动。由于直线筛的振动方向不变，粘附的颗粒不易脱落，出现“筛浆”现象，减少了筛的有效流通面积，导致处理能力下降。此外，当筛网目数增加时，筛网粘贴现象会更加严重。因此，使用超细筛网时，直线筛不可能满足钻井液用量的要求。平衡椭圆筛是近年来发展起来的一种新型筛。屏幕框上每个点的运动轨迹如图所示。所有椭圆的运动轨迹的长轴和短轴是相同的，投掷角的大小和方向也完全相同。平衡椭圆筛结合了圆形振动筛和直线振动筛的基本优点。其加工能力比直线筛大20-30%。它是一种先进的钻井液振动筛，代表了当今钻井液振动筛的发展方向。脱气器的工作原理是将气体从气体侵入的钻井液中去除，以保证钻井液性能相对稳定和旋流器的正常运行。脱气器分为两类：大气和真空。大气除气器利用离心机泵入和侵入泥浆，并利用离心力使泥浆在其喷射槽中喷射，并撞击内壁以释放气体。真空脱气器利用真空泵的抽吸作用在真空罐中形成负压。在大气压力的作用下，钻井液通过吸管进入空心轴，然后由空心轴周围的伞状片组件喷向罐壁。在碰撞、真空和气泡分离器的作用下，浸泡在钻井液中的气泡破裂，气体逸出，由真空泵抽出，排放到安全区。除砂器和除泥器结构示意图，两者均由一组水力旋流器和一个处理水力旋流器底流并回收钻井液的小型超细筛网振动筛组成。液流从进液口切向进入后，由于离心力的作用，高密度的颗粒被抛向外壁，沿旋风分离器内壁向下螺旋流动至底流口，而低密度的液体则通过涡流导管以反向螺旋流出溢流口。旋流器的公称尺寸越大，去除的固体颗粒越厚，所需的工作压力越小，钻井液处理能力越大。被不同直径的旋风分离器分离的固体颗粒的粒径是不同的。除砂器的固相