石油钻采复习

1、 第一章套管是加固井壁所用的钢管。字母：含化学成份的分类代号；数字：最小屈服极限制造方法：无缝套管，焊接套管套管螺纹连接：三角、偏梯形、特殊螺纹连接下不同层次的套管固结井壁就构成了井身结构。导管、表层套管、技术套管、油层套管套管在井下的承载情况：外挤压力，内压力（井口开时，等于管内液柱或气柱压力;井口关时，等于井口压力与管内液柱或气柱压力之和。），拉力载荷（套管自重），击震载荷，热应力，腐蚀应力。三准则计算：三准则计算，抗挤安全系数，抗内压安全系数等安全系数法：管柱由数段不同强度套管组成，各段安全系数相同。套管与井壁的环空注水泥封固，称为固井。下完套管后注水泥。套管柱下部结构：引鞋（防止套管下

2、端插入井壁。易钻材料（水泥），套管鞋，回压阀，阻流环，上胶塞（上方注泥浆），下胶塞，扶正器，泥浆刷（刮去井壁泥饼提高水泥胶结强度）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。钻井方法：机械钻进法，旋转钻井法。钻井工艺过程三件事：破碎岩石；取出岩屑、保护井壁；固井和完井，形成油流通道。过程：1钻前准备 2钻进（下钻正常钻进（开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。）接单根起钻换钻头下钻）3固井 4完井（射孔完井法）5钻井事故的处理：井漏（加堵漏物） 井塌（加重泥浆）高速射流作用，结合机械破岩，提高钻速，即喷射式钻

3、井。喷射钻井的主要特点：用超高压液体，高速冲击岩石，钻进快，钻头寿命长。射流成喇叭形（速度递减）。井下增压：提高喷速途径：减小喷嘴孔径、提高喷嘴入口压力有效喷距：喷嘴到井底的距离。保证在（B区）紊流混合区。最佳喷射距离，与喷嘴直径、结构有关。井下增压器串接于钻头与钻铤之间。第二章钻机是一整套钻井设备。旋转系统设备（主要组成：转盘、水龙头、钻具，顶驱装置。作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石。）水龙头的作用：承重、旋转、耐压。循环系统设备（主要有：钻井泵，钻井液净化、处理装置。作用：清洗井底，携带岩屑，保护井壁，冷却钻头，提供动力液（井下动力钻具）。）起升系统设备（主要有：绞车、天车、游车、大钩、钢

4、绳、井架。作用：起下钻具、下套管，控制钻压。）旋转、循环、起升是钻机的三大工作机。八大系统：旋转、循环、起升、动力、传动、控制、底座、辅助八大部件：绞车、转盘、水龙头、大钩、游车、天车、钻井泵、柴油机。钻机特点：1.大功率、传动复杂，多工作机联合工作。2.绞车、泵、转盘三大机组不同时工作。3.钻井过程不连续基本参数：1：名义井深L（推荐钻深范围，上限为名义井深。）2. 最大钩载Qmax（在标准规定的最大绳数下，大钩上不允许超过的最大载荷。）3. 最大钻柱重量Qds（在标准规定的最大绳数下，大钩所允许承受的最大钻柱在空气中的重量（质量）钻机型号:举个栗子：ZJ70/4500LDB：L链条并车、D

5、B交流变频电驱，转盘电驱，其他机驱。绞车功率取决于I档起升速度和I档起升载荷。井架高取决于立根高度。钻台高度取决于安装井口装置的高度。 第三章机械驱动钻机是指以柴油机为动力，驱动工作机。大庆130钻机总特点：打3200m井;塔架；统一驱动；皮带并车；三轴开式绞车，链轮后台倒车。ZJ45钻机总特点：打4500m井;A架；统一驱动；链条并车；四轴闭式绞车，绞车内齿轮倒车，加液力变矩器。机械特性（电机转速n与电磁转矩M之间变化关系。）特性硬度（特硬、硬、软特性）同步电动机（工作原理：定子绕组通交流电产生旋转磁场，转子绕组通直流电形成直流励磁磁场，两磁场相互作用，使转子被旋转磁场拖（吸）着以同步旋转，

6、即 n=n0 。）同步电机：异步启动异步电动机（转子转速小于磁场旋转速度，称异步电机。）工作原理：定子通交流电形成旋转磁场，转子产生感应电流，转子电流同旋转磁场作用产生磁力矩。 第四章什么是顶部驱动钻井装置：顶驱：从井架空间上部直接旋转钻柱，沿井架内导轨向下送进，完成钻进，循环钻井液，接立根，上卸扣等多种钻井操作。顶驱钻井特点：（1） 立根（28m）钻进，节省2/3接单根时间。（2） 可随时压井（任意高度需循环井液，水龙头可立即接上），减少卡钻事故。（3） 实现：倒划眼起钻（钻头取不出时，边转边提）;实现：划眼下钻 （钻头下不去时，边转边放）。（4）以立根钻水平井、斜井时，容易控制造斜方位。（

7、5）钻杆上卸扣操作机械化。（6）立根钻进，提高取岩心质量。顶驱系统组成:水龙头-钻井马达总成、导轨导向滑车总成、上卸扣装置。第五章起升系统钻机的核心：绞车、游动系统、井架。起钻：换钻头，取钻柱。下钻：钻柱入井。钻机三大机组：绞车、转盘、钻井泵绞车的作用：1.起下钻，下套管 2. 控制钻压（扶刹把，加钻压）3. 上卸扣（拉猫头，上卸扣）4.   起升井架，吊重物5.  作为转盘的传动中间装置绞车的使用要求：1要能传递足够大的功率2.滚筒要有足够大缠绳容量3. 要有适当的档数4. 刹车机构灵敏可靠5. 猫头要有足够的拉力绞车的结构类型：按

8、轴：单，双，三轴及多轴 按筒：有单滚筒和多滚筒绞车。绞车有主、辅刹车。功用：刹慢或刹住滚筒，控制放速，悬持钻具；调节钻压，送进钻具。刹车钳工作方式：常开式：液压加压刹车；常闭式：用弹簧加压刹车，用液压松刹。辅助刹车：与滚筒轴相联，下钻时起作用。水刹车作用：下钻时刹慢滚筒，保持钻具均速下放。电磁涡流刹车原理：定子通直流，产生固定磁场。当滚筒带动转子转动时，转子产生涡电流。涡流形成旋转磁场，与固定磁场作用产生制动力矩。井架作用：1） 安放天车，悬挂游车、大钩及工具。（2） 起下钻、下套管。（3）存放立根。欧拉公式：塔架主要特征：（1）封闭结构，整体稳定好，承载能力大。（2）单构件连接。（3）井架内

9、空间大。（4）单件拆装工作量大，高空作业，不安全。前开口井架：（1）地面组装，整体起放，分段运输（45段）。（2）前扇敞开、截面为形。（3） 结构不封闭，两侧结构相同。A形井架：（1） 两大腿通过天车台、二层台连成“A”字形。（2） 地面组装，整体起放，分段运输45段。（3）整体稳定性不理想。桅形井架：（1）有整体式和伸缩式两种。桅架是用液缸或绞车整体起放。（2）桅架向井口方向倾斜，靠绷绳稳定。（3）桅架简单、轻便、但承载能力小，用于车装轻便钻机和修井机。 第六章厚壁筒概念：（外径/内径） K 1.2 称厚壁筒。厚壁筒破坏形式为：强度破坏。破坏原因是：筒内应力达到或超过材料允许的屈服

10、极限。设计计算思路：计算求筒内最大应力，利用第三（最大剪应力理论）、第四（最大畸变能理论）强度理论校核，确定安全尺寸。拉梅公式： 第七章采油方法：自喷采油法和机械采油法诱喷：自喷采油首先要进行诱喷。即降低井筒内液柱压力，清除油层污物。诱喷方法：替喷法、抽汲法、提捞法自喷条件：原油由地层推向井筒，有剩余能量。取决于地层压力。油层：为砂岩空隙度大，原油才流出。其上为泥岩覆盖层。原油驱动力：静水压力、上覆岩压、气顶膨胀力、油层弹力、原油中溶解气机械采油法分：气举采油和抽油法。气举法：利用压缩气体的能量，举升原油。两条通道：注气和出液。进气方式：有环空、中心管进气两种方式。抽油法：正常抽油 注水驱油抽

11、油 注热蒸汽抽油 注热蒸汽采油：稠油开采注蒸汽热力采油基本方法：  蒸汽吞吐：是在本井完成注蒸汽、焖井和开井采油三个连续过程   蒸汽驱：是指按一定井网，在注汽井连续注汽，周围油井以一定产量生产。抽油机抽油泵装置，包括三部分：1. 地面部分抽油机（驱动部分）2. 井下部分抽油泵（悬挂在油管尾部）3.中间部分抽油杆 称“三抽”设备。 第八章游梁式抽油机结构：驴头将游梁前端往复圆弧运动，变为抽油杆垂直往复运动。驴头目的：对中井口 游梁 复合 曲柄 气CYJ （Y） （F） （B） （Q）抽油机 悬点载荷 冲程（m）最大扭矩 平衡方式悬点载

12、荷：P挂抽油杆处，反应下泵深度。取决于杆和液柱重量。抽油泵工作过程：上冲程：游动阀关（柱塞上的阀）；固定阀开（泵筒上的阀），地面排油。 下冲程：游动阀开；固定阀关，泵筒向柱塞上方排油。悬点静载荷大小及变化规律上冲程载荷:下冲程载荷：有效冲程：静力示功图平行四边形 杆在油中重量始终作用在悬点上。悬点动载荷大小及变化: 惯性载荷和振动载荷。链抽悬点载荷分析:最大载荷发生在上冲程静变形结束后的瞬间；最小载荷发生在下冲程静变形结束后的瞬间。杆，管静变形之和，它反应了悬点走过的无效行程，即走过 距离，地面才排油，泵筒才吸油-链条抽油机结构组成：传动部分 换向部分 平衡部分 悬吊部分 机架 主要特点：1、

13、采用轨迹链条换向机构（特殊链节、滑块 特殊链节：装有主销轴和滑块滑块：既带往返架上下运动，又可在往返架中水平运动。）2.  长冲程、惯性载荷小（匀速、加速度小）采油树作用：控制井口压力和调节流量。基本型抽油泵：管式泵、杆式泵、套管泵。4. 型号 / G L Z 抽油泵 泵径 冲程 管式 吸阀可捞 整筒泵CYB-55/3GZ：泵径55mm, 冲程3m,管式泵，整体泵筒。差动式单作用水力活塞泵上冲程：主阀位于上死点。 压力液中心油管通道a液缸下腔（因主阀位上死点，b 不通，压力液无法经d到缸上腔）。液缸上腔油d孔环空抽取原油。缸上腔低压油，缸下腔为高压油，使液动机活塞上行。 上

14、冲程时：排阀（游）关，吸阀开，泵吸油，（地面出油）。继续上行近上死点，杆下槽使主阀下腔与提取油通，主阀上为高压，下为低压，压差下主阀下行至下死点。差动式单作用水力活塞泵工作原理：上冲程、下冲程。平衡原理及计算 动力示功图 静力示功图 套管设计 拉梅公式 第一章套管是加固井壁所用的钢管。字母：含化学成份的分类代号；数字：最小屈服极限制造方法：无缝套管，焊接套管套管螺纹连接：三角、偏梯形、特殊螺纹连接下不同层次的套管固结井壁就构成了井身结构。导管、表层套管、技术套管、油层套管套管在井下的承载情况：外挤压力，内压力（井口开时，等于管内液柱或气柱压力;井口关时，等于井口压力与管内液柱或气柱压力之和。）

15、，拉力载荷（套管自重），击震载荷，热应力，腐蚀应力。三准则计算：三准则计算，抗挤安全系数，抗内压安全系数等安全系数法：管柱由数段不同强度套管组成，各段安全系数相同。套管与井壁的环空注水泥封固，称为固井。下完套管后注水泥。套管柱下部结构：引鞋（防止套管下端插入井壁。易钻材料（水泥），套管鞋，回压阀，阻流环，上胶塞（上方注泥浆），下胶塞，扶正器，泥浆刷（刮去井壁泥饼提高水泥胶结强度）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。钻井方法：机械钻进法，旋转钻井法。钻井工艺过程三件事：破碎岩石；取出岩屑、保护井壁；固井和完井，形成油流

16、通道。过程：1钻前准备 2钻进（下钻正常钻进（开泵循环泥浆：冲洗井底，携出岩屑，保护井壁，冷却钻具。）接单根起钻换钻头下钻）3固井 4完井（射孔完井法）5钻井事故的处理：井漏（加堵漏物） 井塌（加重泥浆）高速射流作用，结合机械破岩，提高钻速，即喷射式钻井。喷射钻井的主要特点：用超高压液体，高速冲击岩石，钻进快，钻头寿命长。射流成喇叭形（速度递减）。井下增压：提高喷速途径：减小喷嘴孔径、提高喷嘴入口压力有效喷距：喷嘴到井底的距离。保证在（B区）紊流混合区。最佳喷射距离，与喷嘴直径、结构有关。井下增压器串接于钻头与钻铤之间。第二章钻机是一整套钻井设备。旋转系统设备（主要组成：转盘、水龙头、钻具，顶

17、驱装置。作用：转动钻具，带动钻头破碎岩石。）水龙头的作用：承重、旋转、耐压。循环系统设备（主要有：钻井泵，钻井液净化、处理装置。作用：清洗井底，携带岩屑，保护井壁，冷却钻头，提供动力液（井下动力钻具）。）起升系统设备（主要有：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。）旋转、循环、起升是钻机的三大工作机。八大系统：旋转、循环、起升、动力、传动、控制、底座、辅助八大部件：绞车、转盘、水龙头、大钩、游车、天车、钻井泵、柴油机。钻机特点：1.大功率、传动复杂，多工作机联合工作。2.绞车、泵、转盘三大机组不同时工作。3.钻井过程不连续基本参数：1：名义井深L（推荐钻深范围，

18、上限为名义井深。）2. 最大钩载Qmax（在标准规定的最大绳数下，大钩上不允许超过的最大载荷。）3. 最大钻柱重量Qds（在标准规定的最大绳数下，大钩所允许承受的最大钻柱在空气中的重量（质量）钻机型号:举个栗子：ZJ70/4500LDB：L链条并车、DB交流变频电驱，转盘电驱，其他机驱。绞车功率取决于I档起升速度和I档起升载荷。井架高取决于立根高度。钻台高度取决于安装井口装置的高度。 第三章机械驱动钻机是指以柴油机为动力，驱动工作机。大庆130钻机总特点：打3200m井;塔架；统一驱动；皮带并车；三轴开式绞车，链轮后台倒车。ZJ45钻机总特点：打4500m井;A架；统一驱动；链条并车；四轴闭式

19、绞车，绞车内齿轮倒车，加液力变矩器。机械特性（电机转速n与电磁转矩M之间变化关系。）特性硬度（特硬、硬、软特性）同步电动机（工作原理：定子绕组通交流电产生旋转磁场，转子绕组通直流电形成直流励磁磁场，两磁场相互作用，使转子被旋转磁场拖（吸）着以同步旋转，即 n=n0 。）同步电机：异步启动异步电动机（转子转速小于磁场旋转速度，称异步电机。）工作原理：定子通交流电形成旋转磁场，转子产生感应电流，转子电流同旋转磁场作用产生磁力矩。 第四章什么是顶部驱动钻井装置：顶驱：从井架空间上部直接旋转钻柱，沿井架内导轨向下送进，完成钻进，循环钻井液，接立根，上卸扣等多种钻井操作。顶驱钻井特点：（1） 立根（28

20、m）钻进，节省2/3接单根时间。（2） 可随时压井（任意高度需循环井液，水龙头可立即接上），减少卡钻事故。（3） 实现：倒划眼起钻（钻头取不出时，边转边提）;实现：划眼下钻 （钻头下不去时，边转边放）。（4）以立根钻水平井、斜井时，容易控制造斜方位。（5）钻杆上卸扣操作机械化。（6）立根钻进，提高取岩心质量。顶驱系统组成:水龙头-钻井马达总成、导轨导向滑车总成、上卸扣装置。第五章起升系统钻机的核心：绞车、游动系统、井架。起钻：换钻头，取钻柱。下钻：钻柱入井。钻机三大机组：绞车、转盘、钻井泵绞车的作用：1.起下钻，下套管 2. 控制钻压（扶刹把，加钻压）3. 上卸扣（拉猫头，上卸扣）4

21、.   起升井架，吊重物5.  作为转盘的传动中间装置绞车的使用要求：1要能传递足够大的功率2.滚筒要有足够大缠绳容量3. 要有适当的档数5. 刹车机构灵敏可靠5. 猫头要有足够的拉力绞车的结构类型：按轴：单，双，三轴及多轴 按筒：有单滚筒和多滚筒绞车。绞车有主、辅刹车。功用：刹慢或刹住滚筒，控制放速，悬持钻具；调节钻压，送进钻具。刹车钳工作方式：常开式：液压加压刹车；常闭式：用弹簧加压刹车，用液压松刹。辅助刹车：与滚筒轴相联，下钻时起作用。水刹车作用：下钻时刹慢滚筒，保持钻具均速下放。电磁涡流刹车原理：定子通直流，产生固定磁场。当滚筒带动转子

22、转动时，转子产生涡电流。涡流形成旋转磁场，与固定磁场作用产生制动力矩。井架作用：1） 安放天车，悬挂游车、大钩及工具。（2） 起下钻、下套管。（3）存放立根。欧拉公式：塔架主要特征：（1）封闭结构，整体稳定好，承载能力大。（2）单构件连接。（3）井架内空间大。（4）单件拆装工作量大，高空作业，不安全。前开口井架：（1）地面组装，整体起放，分段运输（45段）。（2）前扇敞开、截面为形。（4） 结构不封闭，两侧结构相同。A形井架：（1） 两大腿通过天车台、二层台连成“A”字形。（2） 地面组装，整体起放，分段运输45段。（3）整体稳定性不理想。桅形井架：（1）有整体式和伸缩式两种。桅架是

23、用液缸或绞车整体起放。（2）桅架向井口方向倾斜，靠绷绳稳定。（3）桅架简单、轻便、但承载能力小，用于车装轻便钻机和修井机。 第六章厚壁筒概念：（外径/内径） K 1.2 称厚壁筒。厚壁筒破坏形式为：强度破坏。破坏原因是：筒内应力达到或超过材料允许的屈服极限。设计计算思路：计算求筒内最大应力，利用第三（最大剪应力理论）、第四（最大畸变能理论）强度理论校核，确定安全尺寸。拉梅公式： 第七章采油方法：自喷采油法和机械采油法诱喷：自喷采油首先要进行诱喷。即降低井筒内液柱压力，清除油层污物。诱喷方法：替喷法、抽汲法、提捞法自喷条件：原油由地层推向井筒，有剩余能量。取决于地层压力。油层：为砂岩空隙度大，原

24、油才流出。其上为泥岩覆盖层。原油驱动力：静水压力、上覆岩压、气顶膨胀力、油层弹力、原油中溶解气机械采油法分：气举采油和抽油法。气举法：利用压缩气体的能量，举升原油。两条通道：注气和出液。进气方式：有环空、中心管进气两种方式。抽油法：正常抽油 注水驱油抽油 注热蒸汽抽油 注热蒸汽采油：稠油开采注蒸汽热力采油基本方法：  蒸汽吞吐：是在本井完成注蒸汽、焖井和开井采油三个连续过程   蒸汽驱：是指按一定井网，在注汽井连续注汽，周围油井以一定产量生产。抽油机抽油泵装置，包括三部分：1. 地面部分抽油机（驱动部分）2. 井下部分抽油泵（悬挂在油管尾部）3.中间部分抽油杆 称“三抽”设备。 第八章游梁式抽油机结构：驴头将游梁前端往复圆弧运