石油钻井工艺流程

第二章钻井施工工序目录第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章固井与完井第六章井口工具第七章钻头第八章下井钻具第九章钻井仪器仪表第十章井下复杂情况及事故处理第一章石油钻井概论第一章石油钻井概论钻井是利用一定的工具和技术在地层中钻出一个较大孔眼的过程。钻井方法是指为了在地面以下岩层中钻出所要求的孔眼而采用的钻孔方法。在石油钻井现场上使用的钻井方法主要有顿钻钻井法和旋转钻井法。目前普遍使用的是旋转钻井法第一章石油钻井概论旋转钻井法包括地面转盘旋转钻井法和井底动力钻具旋转钻井法。旋转钻井法的原理：第一章石油钻井概论油气井类型一、按井深划分井的类型二、按钻井目的划分井的类型1、探井：指其目的主要是通过钻井而探明地质情况，获取地下地层油气资源分布及响应性质等方面的井。他包括地质探井、地层探井、预探井、祥探井、评价井等。2、开发井：指以开发为目的，为了给已探明的地下油气提供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来所钻的井。一般包括浅生产井、生产井、注水井和检查资料井。井型浅井中深井深井超深井井深（km）<22~3.23.2~5>5目录第二章钻井施工工序第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章固井与完井第六章井口工具第七章钻头第八章下井钻具第九章钻井仪器仪表第十章井下复杂情况及事故处理第二章钻井施工工序第二章钻井施工工序

钻井是一项系统工程，是多专业、多工种利用多种设备、工具、材料进行的联合作业。同时它又是多程序紧密衔接，多环节环环相扣的连续作业。施工的全过程都具有相当的复杂性。

每一口井的完成包括钻前工程、钻进工程和完井作业三个阶段。每一项工程阶段又有一系列的施工工序。其主要工序一般包括：定井位、道路勘测、基础施工、安装井架、搬家、安装设备、一次开钻、二次开钻、钻进、起钻、换钻头、下钻、完井、电测、下套管、固井作业等第二章钻井施工工序下达井位接收钻井设计井位测量土方施工井架就位钻井施工复测井位施工准备钻机安装水电讯钻具转运钻井物资钻前验收停注放溢技术交底开钻加重中途检测完钻完钻测井划眼通井下套管施工准备固井固井检验搬迁交付校正设备应先找平、再找正七字标准：平、稳、正、全、牢、灵、通。五不漏要求：不漏油、气、水、电、钻井液。其中：钻前工程是指开钻前的准备工程。它包括以下内容：测定井位、落实水源、修筑道路、基础施工、井架安装、钻机搬迁与安装、土方工程施工、全套水、电、讯路的铺设和安装防冻保温设施以及备齐开钻钻具和用料，做好开钻井口准备（包括下导管和冲鼠洞）。工序衔接如下：第二章钻井施工工序安装防冻保温设施测定井位修筑道路、井场落实水源基础施工井架安装钻机搬迁、就位备齐钻具、用料、工具水、电、讯铺设钻机安装土方施工开钻井口准备钻进工程是是指从开钻钻到全井进进尺钻完所所进行的施施工。根据据地质与工工程设计的的不同要求求，这个时时期可分为为一次开钻钻、二次开开钻或多次次开钻。钻钻进工程的的具体内容容包括钻进进（起下钻钻）、钻井井取芯、测测井、井壁壁取芯、中中途固井等等。一般正正常工序衔衔接如下：第二章钻钻井施工工工序一次开钻下表层套管技术套管固井表层套管固井二次开钻测井、井壁取芯下技术套管三次钻进钻达目的层完井工程是是指从完钻钻井深至交交井的工程程阶段。完完井方法有有四种：裸眼完井：：是指油气气层井段不不下套管封封隔的完井井方法；射孔完井：：是指钻穿穿油气层，，将油层套套管下过油油气层底部部，固井封封隔油气层层，再用射射孔器射穿穿油气层井井段的套管管与水泥环环，以形成成油气流入入井内通道道的完井方方法。贯眼完井：：是钻穿油油气层后将将带孔眼（（或割缝））套管下至至油气层底底部，油气气层以上井井眼注水泥泥封隔的完完井方法。。衬管完井：：是钻至油油气层顶部部、下油层层套管，注注水泥封隔隔，再用小小钻头钻穿穿油气层，，下入带孔孔眼（或割割缝）的衬衬管的完井井方法第二章钻钻井施工工工序完井工程是是按施工设设计规定的的完井方法法进行施工工的过程（（本课仅介介绍一般正正常射孔完完井程序））。完井工工程阶段的的作业程序序包括：完完井电测、、井壁取芯芯、油层套套管固井、、试压、测测声幅、装装井口装置置等。一般般正常工序序衔接如下下：第二章钻钻井施工工工序完井电测井壁取芯装井口装置通井下油层套管油层固井注水泥候凝测声幅试压资料上报交井目录录第二章钻钻井施工工工序第三章钻钻井地质质基础第一章石石油钻井井概论第四章钻钻井工艺艺技术第五章固固井与完完井第六章井井口工具具第七章钻钻头第八章下下井钻具具第九章钻钻井仪器器仪表第十章井下复杂情情况及事故故处理第三章钻钻井地质质基础第三章钻钻井地质基基础知识钻井地质研研究的对象象：钻井是石油油、天然气气勘探与开开发的主要要手段。石石油与天然然气都埋藏藏在地下不不同深度的的岩石中，，因此钻井井地质所研研究的对象象就是我们们钻井所钻钻的岩石。。地球的构造造地球的内部部结构：从从外到里是是由地壳、、地幔、地地核三部分分组成。地地壳的厚度度一般为30~40km，石石油钻井的的深度都在在地壳的深深度范围内内。第三章钻钻井地质基基础知识地壳中的岩岩石分类：：按成因分为为三大类：：岩浆岩、、沉积岩和和变质岩。。1、岩浆岩岩：是高温温高压下的的岩浆从地地层深处侵侵入或喷出出地表冷凝凝而成的岩岩石。主要要有花岗岩岩和玄武岩岩等，特点点是无层理理、块状。。2、沉积岩岩：是在地地壳表层条条件下，主主要是母岩岩（即岩浆浆岩、变质质岩及早期期形成的沉沉积岩）的的风化产物物，经搬运运、沉积后后再经成岩岩作用而形形成的岩石石。常见的的沉积岩有有：泥岩及及页岩、砂砂岩、砾岩岩、石灰岩岩等。石油生成成于并绝绝大部分分储集于于沉积岩岩的孔隙隙、裂缝缝和溶洞洞中。3、变质质岩：由由于物理理化学环环境的改改变，而而使早期期形成的的岩浆岩岩、沉积积岩以固固体状态态重新发发生本质质变化而而形成成的岩石石。常见见的变质质岩有：：大理岩岩与片麻麻岩。第三章钻钻井地地质基础础知识主要沉积积岩的介介绍：1、泥岩岩及页岩岩：粘土土类沉积积物经成成岩作用用而形成成泥岩。。呈薄片片层状的的泥岩称称为页岩岩，含石石油沥青青丰富的的页岩叫叫油页岩岩。2、砂岩岩：砂粒粒（φ0.01~2mm）经经胶结物物胶结在在一起形形成砂岩岩。胶结结物一般般有：硅硅质、钙钙质、铁铁质、泥泥质等。。砂岩一一般都具具有孔隙隙，可以以储存油油、气、、水。岩石孔隙隙度：岩岩石孔隙隙体积与与岩石的的总体积积之比。。孔隙度大大且渗透透性好的的砂岩是是很好的的油气储储集层。。3、砾岩岩：砂粒粒（φφ>2mm））经胶结结物胶结结在一起起形成砾砾岩。4、石灰灰岩：主主要由碳碳酸钙沉沉积而成成的岩石石。裂缝和溶溶洞发育育的石灰灰岩也是是很好的的油气储储集层。。第三章钻钻井地地质基础础知识岩石的机机械性质质：岩石在外外力的作作用下，，由变形形到破碎碎的过程程中所表表现出来来的力学学性质就就叫岩石石的机械械性质。。与石油钻钻井有关关的岩石石机械性性质主要要有：1、岩石石的强度度：是指指岩石抵抵抗外力力破坏的的能力。。岩石石的强度度与岩石石孔隙度度及组成成岩石的的物质成成分有关关，孔隙隙度大，，强度小小；矿物物成分硬硬度较高高，岩石石的强度度越大。。2、岩石石的硬度度：是指指岩石抗抗压入的的极限强强度。岩岩石的硬硬度与孔孔隙度、、造岩矿矿物成分分及胶结结物的性性质有关关。胶结结物的强强度一般般认为：：硅质>铁质>钙质>泥质。。3、岩石石的塑性性：是指指岩石在在外力的的作用下下，破碎碎前呈现现永久变变形的性性质。塑塑性岩石石可采用用切削破破碎的方方式。4、岩石石的研磨磨性：岩岩石磨损损钻头的的能力。。石灰岩岩、泥页页岩、泥泥板岩的的研磨性性小；石石英砂岩岩、粗中中粒花岗岗岩、燧燧石的研研磨性大大。5、岩石石的可钻钻性：一一定条件件下，钻钻进岩石石的难易易程度。。与岩石石的机械械性质、、破岩方方式、钻钻井参数数、钻井井液性能能、井底底清洁程程度等因因素有关关。第三章钻钻井地地质基础础知识岩石性质质对钻井井的影响响：岩石性质质对钻井井工作的的影响可可分为两两方面：：即岩石石的机械械性质对对钻井工工作的影影响与岩岩石的化化学性质质对钻井井工作的的影响。。这两种种因素相相互或单单独影响响钻井速速度与进进尺；使使钻井过过程中发发生井漏漏、井喷喷、井塌塌、卡钻钻等复杂杂情况；；使钻井井液受到到污染等等。分别表现现在：1、粘土土岩层：：钻速快快，但易易水化膨膨胀导致致井眼缩缩小，泥泥包钻头头。2、砂岩岩层：由由于砂岩岩层有较较好的渗渗透性，，因此井井壁易形形成较厚厚的泥饼饼，引起起粘附卡卡钻。3、砾岩岩层：钻钻进中易易蹩、跳跳钻和井井壁垮塌塌，且钻钻具、钻钻头易疲疲劳损坏坏。4、地层层软硬交交错：易易发生井井斜。5、岩层层中的可可溶性盐盐：如钻钻遇石膏膏层、岩岩盐层等等，岩层层中大量量的钙离离子、碳碳酸根离离子及重重金属离离子对泥泥浆的性性能产生生破坏。。第三章钻钻井地地质基础础知识地层的沉沉积顺序序：在地球历历史发展展的每一一阶段，，地球表表面都有有一套相相应的地地层形成成。正常情况况下，后后形成的的地层总总是覆盖盖在先形形成的地地层上面面，越在在上面的的地层其其年代越越年轻。。由于我们们钻井的的目的就就是在地地层中寻寻找油气气藏及其其他矿藏藏，因此此必须对对地层沉沉积顺序序有一定定的了解解。下面就对对松辽盆盆地地层层沉积顺顺序见面面有介绍绍：地层厚度（m）岩石特性界系统组段新生界第四系0~143黄土，黄灰色粘土与灰白、黄灰色砂岩砂砾层第三系上新统泰康组0~165上部灰黄、灰绿色泥岩和泥质粉砂岩，下部灰黄色砂砾层中新统大安组0~123灰绿、灰色泥岩和页岩夹砂岩始~渐新统依安组0~256黄绿、灰绿、灰黑色泥岩，砂质泥岩，底部砂砾岩中生界白垩系上白垩统明水组二段0~38灰绿、灰色泥岩．砂质泥岩。粉砂岩，底部砂砾岩一段0~243灰绿、灰黑、灰色泥质粉砂岩．砂岩，砂砾岩组成的两个正旋回四方台组0~413棕红、灰绿色泥岩．砂质泥岩夹浅棕红色砂岩，砂砾岩下白垩统嫩江组五段0~355灰绿、棕红色泥岩夹灰绿、灰白色砂岩，粉砂岩四段0~300灰绿、灰白色砂岩．粉砂岩与灰绿色泥岩互层三段47~118灰白色砂岩，粉砂岩与灰黑色砂质泥岩组成三个反旋回二段50~252深灰、灰黑色大段泥岩和页岩一段27~222灰黑色泥岩夹粉砂岩、砂砾岩夹灰绿、棕红色泥岩姚家组二、三段0~150灰黑色泥岩夹薄层油页岩一段0~60灰白、灰绿色砂岩与灰绿、紫红色泥岩间互层青山口组二、三段53~552灰黑色泥岩类薄层粉砂岩、边缘为砂砾岩一段25~112灰黑色泥岩，灰白色砂岩，粉砂岩泉头组四段0~128紫色、灰绿色泥岩与灰白、灰绿色砂岩互层三段0~529暗紫色泥岩．砂质泥岩与灰绿色砂岩组成正旋回二段0~479暗紫色、褐色泥岩夹棕灰色砂岩、粉砂岩一段0~1181棕灰、灰白色厚层砂岩，泥砾间夹暗紫色泥岩凳娄库组四段0~181灰白、灰绿色砂岩与紫褐色泥岩，砂质泥岩互层三段0~562灰白、棕灰色砂岩夹灰黑色泥岩，砂质泥岩二段0~700灰黑、紫褐色泥岩，砂质泥岩夹棕灰色砂岩一段0~119灰绿，棕红，深灰色砾岩侏罗系>1000灰白色砂岩，粉砂岩深灰色泥岩松辽盆地地地层沉沉积顺序序表黑帝庙油油层萨尔图油油层葡萄花油油层高台子油油层扶余油层层杨大城子子油层第三章钻钻井地地质基础础知识油气藏的的基本特特性：：钻井的任任务就是是钻开岩岩层查明明和采出出地下相相对富集集的、具具有经济济价值的的石油和和天然气气——即即通常所所称之““油气藏藏”。每一个油油气藏都都是在一一定的地地质条件件下形成成的。因因此，每每一个油油气藏都都具有各各自的特特点，但但一般说说来，构构成一个个油气藏藏都必须须具备以以下三个个基本要要素。。储集层即即油油气储存存的场所所。储集层内内的流体体包包括石油油、天然然气和地地层水。。绝大多多数油气气藏中均均有水与与油气共共生，它它们之间间的关系系非常密密切。圈闭是是储集集层中能能捕获油油气的““天然容容器”，，是保持持油气不不致散失失的重要要条件。。圈闭是是形成油油气藏的的必要条条件之一一。第三章钻钻井地地质基础础知识石油1）化学学组成石油是一一种成分分非常复复杂的天天然有机机化合物物的混合合物，其其中主要要成分是是液态烃烃。2）物理理性质颜色石石油的的颜色是是多种多多样的，，一般为为黄褐色色、棕色色、淡黄黄色及暗暗绿色，，也有白白色、淡淡红色等等。颜色色决定于于石油的的化学成成分，一一般轻质质油色浅浅，重质质油色深深。比重石石油在在20℃℃时的重重量与同同体积4℃的纯纯水重量量之比称称为石油油的比重重，一般般用γ表表示。石石油比重重变化很很大，一一般在0.75～1.0之间间，个别别的大于于1或小小于0.75。。粘度石油油的粘度决定定于石油的化化学成分和温温度、压力。。温度增高石石油粘度降低低，而压力增增加则粘度增增大，石油中中轻质油组分分增加，粘度度随着降低。。石油粘度在在不同油田和和不同油层中中变化是很大大的。第三章钻井井地质基础知知识石油2）物理性质质溶解性石石油不溶于水水而溶于有机机溶剂的性质质称溶解性。。石油能溶于于氯彷、四氯氯化碳、苯、、石油醚等。。发热量石石油的发热量量大，化学成成分不同发热热量亦不同。。一般烷烃石石油比环烷烃烃、芳香烃石石油发热量均均高，与其它它燃料相比，，石油发热量量就更高。荧光性石石油在紫外线线照射下，具具有发出一种种特殊“光亮亮”的特性谓谓之荧光性。。几乎所有的的石油都具有有荧光性。仅仅轻质汽油和和石蜡例外。。旋光性石石油具有使偏偏光面发生旋旋转的特性称称旋光性。只只有有机化合合物才具有旋旋光性，故石石油的旋光性性是石油有机机成因说的有有力根据之一一。凝固点由由于温度下降降，由液态石石油开始凝固固为固态时的的温度称凝固固点。石油凝凝固点的高低低与石油中重重质组分的含含量有关，特特别与石蜡的的含量有关，，石蜡含量多多，凝固点高高，相反，石石油中轻质组组分含量高凝凝固点低。各各地石油凝固固点的变化范范围较大，从从-50℃～～30℃之间间。目录第二章钻钻井施工工序序第三章钻钻井地质基础础知识第一章石石油钻井概论论第四章钻钻井工艺技术术第五章井井控技术第六章固固井与完井第七章井井口工具第八章钻钻头与下井钻钻具第九章钻钻井仪器仪表表第十章井下复杂情况况及事故处理理第四章钻钻井工艺技术术第四章钻井井工艺技术一、直井钻井井技术：二、定向井钻钻井技术：三、水平井钻钻井技术：第四章钻井井工艺技术重点介绍防斜斜打直井技术术：石油钻井中始始终强调快速速、优质。快快速是指钻进进速度要快。。而优质，就就是主要指井井身质量的优优质。衡量井井身质量的一一个非常重要要的指标即是是井斜。井斜的基本概概念：一般情情况下井身轴轴线和铅垂线线之间都有一一定的偏离，，这种偏离就就叫井斜。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术井斜的危害：：1、对勘探工工作的影响：：井斜大了就就会造成井深深误差，使地地质资料不真真实，导致地地质工作得出出错误结论而而漏掉油气层层。如果井斜斜过大还会使使井眼偏离设设计井位，打打乱油气田的的开发布井方方案，使采收收率降低。2、对钻井工工作的影响：：如果井斜过过大，钻柱在在狗腿井段旋旋转时要产生生很大的弯曲曲交变应力，，而使钻具疲疲劳破坏；在在狗腿井段容容易拉出键槽槽导致起下钻钻困难甚至卡卡钻；同时严严重的狗腿度度还可能影响响测井、下套套管作业及固固井质量3、对采油工工艺的影响：：井斜过大就就会影响井下下的分层开采采及注水作业业，并对抽油油机井常会引引起油管和抽抽油杆的磨损损与折断。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术井斜的原因：：影响井斜的原原因有很多，，如地质条件件、钻具结构构、钻进技术术措施、操作作技术及设备备的安装质量量，上述因素素中，地质条条件和钻具结结构对井斜的的影响最大。。1、地质条件件因素一般有有：地层倾角角、层理及走走向，岩石的的层状结构、、各向异性、、岩性软硬交交错和断层等等。其中起重要作作用的是地层层倾角，其他因素对井井斜的影响都都与地层倾角角紧密相连。。表现在：倾斜的地层对对井斜的影响响岩性岩性软硬硬交错对井斜斜的影响地层的各项异异性对井斜的的影响之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术2、下部钻具具弯曲对井斜斜的影响：下部钻具在钻钻压的作用下下发生弯曲是是引起井斜的的另一个原因因，其弯曲程程度越严重，，井斜也越严严重，它对井井斜的影响表表现在两个方方面：（1）、下部部钻具弯曲使使钻头相对井井眼轴线发生生偏斜，其钻钻进方向偏离离原井眼轴线线，直接导致致井斜。（2）、下部部钻具弯曲使使钻压改变了了作用方向，，引起井斜的的横向偏斜力力。3、其他因素素对井斜的影影响：包括设备安装装质量不好、、钻井操作水水平不高及防防斜措施不当当等，也会使使井钻斜。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术防止井斜、纠纠斜的理论知知识：1、井斜的控控制方法一一口口井的井斜变变化主要取决决于增斜力与与减斜力两者者之间的平衡衡关系。总的来说，控控制井斜的方方法常采用有有力的防斜钻钻具，以减小小和抵消钻头头上的增斜力力，或增大减减斜力，使井井斜不超过一一定范围而又又同时允许加加大钻压而提提高钻速。例如：满眼钻具、钟钟摆钻具、偏偏重钻铤及塔塔式钻具等。。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术防止井斜、纠纠斜的理论知知识：满眼钻具的组组成：用扶正正器组成的满满眼钻具，至至少要载钻头头上适当位置置安装三个扶扶正器，保持持有三点接触触井壁，才能能达到限制钻钻头的横向位位移，减小井井斜变化率的的目的。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术防止井斜、纠纠斜的理论知知识：钟摆钻具控制制井斜：通过过采用钟摆钻钻具及相应的的技术措施，，用以增大钟钟摆减斜力，，平衡和克服服地层造斜力力。钟摆减斜力将将钻头推向井井眼下侧，以以达到减斜的的目的。之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术防止井斜、纠纠斜的理论知知识：之“直井钻井井技术”第四章钻井井工艺技术防止井斜、纠纠斜的理论知知识：之“直井钻井井技术”第三章井井口工工具井场常见的井井口工具有：：吊卡、吊钳钳、卡瓦、安安全卡瓦、液液压大钳及滚滚子方补芯等等吊卡：用于起下钻时时，提升和下下放钻具，并并使钻具坐于于转盘。在钻钻进中用于接接单根。吊卡主要由主主体、活页、、开口销、手手柄、活页销销、锁销手柄柄、平衡紧定定螺钉和上锁锁销等部分组组成。通常可分为侧侧开双保险式式、对开双保保险式及闭锁锁环式。目前前现场普遍采采用的是侧开开双保险式吊吊卡，其优点点是体积小、、重量轻、结结构简单，操操作和维护保保养方便、安安全。第三章井井口工工具吊钳：分为外钳、内内钳两种，工工作时相互协协作，主要用用于起下钻、、下套管及钻钻进接单根作作业时，上卸卸钻具丝扣及及紧扣。目前现场普遍遍使用的是B型吊钳钳。B型吊钳钳的结构比较较复杂，主要要由大钳销子子、钳柄、吊吊杆、吊环、、平衡螺丝、、1″扣合器器（方框）、、2″固定扣扣合器（双公公）、3″长长钳、4″短短钳（双母））、5″扣扣合器等十个个部分呢组成成。其中5″″扣合器即即为活动钳头头，更换5″″扣合器可可上卸不同的的钻具。第三章井井口工工具卡瓦：用于起下钻作作业中卡光滑滑的管体。同同时还可以将将钻具卡紧于于转盘中以传传递扭矩划眼眼之用。现场常用的是是三片式卡瓦瓦，主要有卡卡瓦体、卡瓦瓦牙、衬套、、压板、手把把螺栓、铰链链销钉、衬板板和卡瓦手柄柄组成。现场钻井作业业工作中要经经常检查卡瓦瓦牙是否固定定牢靠，严防防卡瓦牙坠入入井内。第三章井井口工工具安全卡瓦：用于起下钻铤铤、取心筒和和大直径的管管子时卡于卡卡瓦上部，防防止一旦卡瓦瓦失灵时钻具具溜入井内，，以保证以上上作业的安全全性。安全卡瓦由若若干节卡瓦牙牙通过销子连连接成一体，，其两端又通通过销孔的销销柱与丝杠联联结为一个可可调节性卡瓦瓦。规格见下表：：被卡物外径（mm）卡瓦节数被卡物外径(mm)卡瓦节数95~117.57190~21911114.3~142.98215.9~244.512139.7~1689241.3~269.913165~19410第三章井口口工具液压大钳：为井口机械化化工具，主要要由行程变速速箱、减速装装置、钳头、、气控系统和和液控系统等等部分组成。。用于：1、起下钻作作业时在扭矩矩不超过100千牛.米米范围内上卸卸钻杆接头、、螺纹。2、正常钻进进时上卸方钻钻杆、接头。。3、上卸直径径为203mm的钻梃。。4、甩钻杆作作业。5、活动钻具具，当转盘不不能转动时，，可用低档（（2.7转/分）活动钻钻具，时间在在半小时左右右。第三章井口口工具滚子方补芯：：主要由上盖、、下座、轴、、四个滚轮、、紧固螺栓和和加油杯等组组成。滚子方补芯的的维护保养方方面应注意的的是：1、每每周检检查保保养。。2、完完井后后用压压软金金属法法检查查滚轮轮与方方钻杆杆的间间隙是是否大大于3mm。3、完完井后后用撬撬杠撬撬动滚滚轮判判断轴轴和滚滚轮轴轴承的的磨损损情况况，检检查移移动量量是否否大于于0.8mm。。4、完完井后后转动动滚轮轮测量量磨损损深度度是否否大于于3.2mm。。以上三三项指指标如如超过过允许许值，，必须须检修修或更更换。。第二章章钻钻井井地质质基础础知识识目录录第三章章井井口口工具具第一章章石石油油钻井井概论论第四章章钻钻头头第五章章下下井井钻具具第六章章钻钻井井仪器器仪表表第七章章钻钻井井工艺艺技术术第八章章固固井井与完完井第九章章井下复复杂情情况及及事故故处理理第四章章钻钻头钻头是是直接接破碎碎岩石石，形形成井井眼的的工具具，它它是影影响钻钻井速速度最最直接接的因因素。。衡量钻钻头破破岩效效率高高低的的主要要指标标：1、钻钻头进进尺：：一只只钻头头在整整个使使用过过程中中，其其钻进进的井井段长长度，，单位位为米米（m））。。2、钻钻头寿寿命：：在钻钻头的的整个个使用用过程程中，，钻头头在井井下的的纯钻钻进时时间（（包括括划眼眼），，单位位为小小时（（h））。3、机械钻钻速：：用钻钻头的的进尺尺除以以纯钻钻进时时间，，即单单位纯纯钻进进时间间的钻钻头进进尺，，来表表示钻钻头破破碎岩岩石的的能力力和效效果，，单位位为米米/小小时（（m/h））。公公式为为：第四章章钻钻头例题：：某只钻钻头从从1000m钻钻至2000m起钻钻，所所用纯纯钻进进时间间为50h,求求该钻钻头的的机械械钻速速是多多少？？解：钻钻头机机械钻钻速Vm=钻头头进尺尺/钻钻头纯纯钻进进时间间=H/T=（2000-1000）÷÷50=1000÷50=20m/h答：该该只钻钻头的的机械械钻速速为20m/h.第四章章钻钻头常用钻钻头简简介：：为适应应不同同的钻钻井目目的、、钻进进地层层和钻钻井工工艺技技术的的要求求，破破岩钻钻头按按照钻钻切岩岩石面面积及及形状状的不不同，，可分分为全全面钻钻进钻钻头、、环形形钻进进的取取芯钻钻头以以及用用于钻钻水泥泥塞或或钻锥锥形眼眼的特特种钻钻头。。按照照结结构构特特点点和和破破岩岩机机理理的的不不同同又又可可分分为为刮刮刀刀钻钻头头、、牙牙轮轮钻钻头头和和金金刚刚石石及及PDC钻钻头头。。下下面面就就对对这这几几种种钻钻头头做做以以简简要要介介绍绍：：一、、刮刮刀刀钻钻头头：：刮刀刀破破岩岩机机理理：：刮刮刀刀钻钻头头是是靠靠其其刀刀翼翼在在钻钻压压的的作作用用下下吃吃入入岩岩石石，，并并在在扭扭矩矩作作用用下下剪剪切切破破岩岩的的，，是是切切削削型型钻钻头头。。其其破破岩岩机机理理见见下下图图：：钻压扭矩第四四章章钻钻头头刮刀刀钻钻头头的的分分类类：：刮刮刀刀钻钻头头按按刀刀翼翼数数分分为为两两翼翼刮刮刀刀、、三三翼翼刮刮刀刀和和四四翼翼刮刮刀刀；；另另外外按按刀刀翼翼底底刃刃的的形形状状还还可可分分为为平平底底和和阶阶梯梯式式刮刮刀刀钻钻头头。。现场场常常用用的的是是平平底底三三翼翼刮刮刀刀钻钻头头。。第四四章章钻钻头头刮刀刀钻钻头头的的使使用用特特点点：：1、、适适用用地地层层：：刮刮刀刀钻钻头头最最适适宜宜在在松松软软~软软的的泥泥岩岩、、泥泥质质砂砂岩岩、、页页岩岩等等塑塑性性和和塑塑脆脆性性地地层层钻钻进进，，其其机机械械钻钻速速较较高高。。2、、使使用用参参数数：：对对于于81/2in~93/4in直直径径的的刮刮刀刀钻钻头头，，正正常常钻钻进进时时，，一一般般采采用用120~160KN的的钻钻压压。。钻钻压压不不能能太太大大，，否否则则会会损损坏坏钻钻头头或或钻钻柱柱，，并并易易引引起起井井斜斜。。由由于于刮刮刀刀钻钻头头没没有有活活动动部部件件，，可可采采用用较较高高的的转转速速，，一一般般在在2000m以以前前的的浅浅井井段段选选用用200r/min左左右右，，2000m以以下下的的深深井井段段选选用用100~120r/min，，转转速速太太高高会会对对钻钻柱柱的的寿寿命命产产生生不不利利影影响响。。由于于刮刮刀刀钻钻头头钻钻速速快快，，单单位位时时间间内内破破碎碎的的岩岩屑屑量量大大、、块块大大，，因因此此应应选选择择较较大大的的排排量量，，以以满满足足清清岩岩和和携携岩岩的的需需要要。。注意意：：当当钻钻速速明明显显下下降降，，蹩蹩跳跳钻钻现现象象加加重重或或泵泵压压突突然然升升高高时时，，应应该该起起钻钻。第四四章章钻钻头头二、、牙牙轮轮钻钻头头：：牙轮轮钻钻头头的的分分类类及及结结构构特特点点：：牙牙轮轮钻钻头头按按牙牙轮轮数数目目的的不不同同分分为为单单牙牙轮轮钻钻头头、、双双牙牙轮轮钻钻头头、、三三牙牙轮轮钻钻头头及及多多牙牙轮轮钻钻头头。。按牙牙齿齿制制造造方方法法的的不不同同又又分分为为铣铣齿齿牙牙轮轮钻钻头头和和镶镶齿齿牙牙轮轮钻钻头头。一一般般是是由由钻钻头头体体、、水水眼眼、、巴巴掌掌、、轴轴承承和和牙牙轮轮等等部部分分组组成成。。其中中牙牙轮轮钻钻头头的的轴轴承承是是非非常常重重要要的的组组成成部部分分，，在井井下下牙牙轮轮轴轴承承要要承承受受几几吨吨到到几几十十吨吨的的钻钻压压工工作作负负荷荷很很重重，，而而且且牙牙轮轮在在井井底底的的滚滚动动会会引引起起钻钻头头的的强强烈烈振振动动，，这这就就使使牙牙轮轮轴轴承承的的磨磨损损很很快快。。它它的的磨磨损损决决定定了了钻钻头头的的寿寿命命。。第四章钻钻头二、牙轮轮钻头：：牙轮钻头头的破岩岩机理：：牙轮钻钻头是靠靠牙轮绕绕钻头轴轴线公转转和自身身转动所所产生的的冲击压压碎和滑滑动剪切切作用来来破碎岩岩石的。。牙轮钻钻头在井井底的运运动过程程中，在在钻压和和钻柱旋旋转的作作用下，，牙齿压压碎岩石石并吃入入岩石，，同时产产生一定定的滑动动而剪切切岩石。。第四章钻钻头牙轮钻头头的合理理使用：：牙轮钻头头合理的的使用时时间，可可根据上上一只钻钻头的使使用时间间及磨损损情况，，参考邻邻井资料料，考虑虑所选钻钻头的结结构特点点，初步步确定钻钻头的下下井使用用时间，，再根据据钻进过过程中对对轴承损损坏和牙牙齿磨损损情况的的判断而而确定。。1、轴承承损坏情情况的判判断：钻钻头轴承承磨损严严重或损损坏后，，牙轮在在井底的的滚动要要发生卡卡阻现象象，钻头头扭矩必必然将急急剧增大大或波动动增加，，可由转盘盘和动力力机的负负荷变化化中发现现。当然在在深井钻钻进中这这种变化化比较难难发现，，需要由由其他监监测手段段来判断断。2、牙齿齿磨损情情况的判判断：钻钻头牙齿齿随着钻钻进的进进行而不不断被磨磨损，当当所钻地地层没有有显著变变化，而机械钻钻速明显显下降，即可认认为钻头头牙齿已已经磨损损到不可可在用了了。第四章钻钻头牙轮钻头头磨损分分级：1、牙齿齿的磨损损分级。。用三个个牙轮中中磨损最最严重的的一个牙牙轮作为为评定该该钻头的的最终级级别。铣齿磨损损分级镶齿磨损损分级级别代号Y1Y2Y3Y4齿的磨去高度/新齿高度0.250.50.751级别代号Y1Y2Y3Y4牙轮上的断、掉齿数/该牙轮上的总齿数0.250.50.751第四章钻钻头牙轮钻头头磨损分分级：2、轴承承的磨损损分级。。用三个个牙轮中中晃动最最严重的的一个牙牙轮作为为评定该该钻头的的最终级级别。普通轴承承磨损分分级级别代号轴承磨损程度Z1牙轮转动灵活，轴承不晃动Z2牙轮转动灵活，轴承已晃动，径向1~2mm轴向<2mmZ3牙轮明显晃动，径向>3mm，轴向>2mmZ4滚珠、滚柱掉或破碎，牙轮卡死，轴承完全不能用第四章钻钻头牙轮钻头头磨损分分级：2、轴承承的磨损损分级。。密封轴承承磨损分分级级别代号轴承磨损程度Z1密封完好，牙轮用手不易转动Z2密封尚好，牙轮用手容易转动Z3密封失效，牙轮径向晃动2~3mm，轴向晃动2~3mmZ4轴承严重磨损，牙轮掉落或很快将掉落第四章钻钻头牙轮钻头头磨损分分级：3、钻头头直径磨磨损及其其他部位位的鉴定定。钻头头直径磨磨损用代代号“J”表示示，在它它的右下下角以数数字表示示直径磨磨损的毫毫米数。。如“J2”表示直直径磨损损小于2毫米。。钻头其他他部位损损坏，例例如储油油密封系系统、喷喷嘴、丝丝扣、焊焊缝、牙牙爪、爪爪尖等有有无异常常或损坏坏，牙轮轮有无裂裂纹、偏偏磨等现现象，用用文字简简要说明明。第四章钻钻头三、金刚刚石钻头头及PDC钻头头：金刚石钻钻头PDC钻钻头第四章钻钻头三、金刚刚石钻头头及PDC钻头头：金刚石钻钻头的结结构及破破岩机理理：金刚刚石钻头头由钻头头体、胎胎体和金金刚石切切削刃三三部分组组成。其其切削刃刃在钻压压的作用用下压缩缩并吃入入岩石，，在钻具具扭矩的的作用下下，象犁犁地一样样切削岩岩石PDC钻钻头的结结构及破破岩机理理：PDC钻钻头是聚聚晶金刚刚石复合合片钻头头的简称称，由钻头体体和切削削齿组成成。其破岩机机理为对对软地层层主要是是犁，对对硬地层层是靠剪剪切。第四章钻钻头由于PDC钻头头没有活活动零件件，且切切削破碎碎岩石的的效率比比压碾方方式破碎碎岩石的的效率高高，因此此PDC钻头具具有较高高的机械械钻速，，最适合合于井下下动力钻钻井。由于PDC钻头头的聚晶晶金刚石石复合片片坚硬易易碎，因因此抗冲冲击性能能较差。。使用时时高转速速、低钻钻压。第四章钻钻头PDC钻钻头的合合理使用用(1)钻钻头搬运运过程中中注意防防碰，使使用前检检查切削削齿是否否损坏，，水眼是是否堵塞塞。(2)下钻钻时钻头头上扣要要使用专专用卸扣扣板，并并控制下下放速度度。尽量量避免用用钻头划划眼，若若必须划划眼，应应接上方方钻杆，，用大排排量，缓缓慢转动动钻头，，且时间间不超过过2h。。(3)钻钻头下到到井底后后，提离离井底0．5m以上，，循环钻钻井液并并缓慢转转动钻具具，以确确保井底底清洁。。在钻头头接触井井底后，，应以低低转速和和低钻压压进行井井底造型型0．5～1m。(4)用最优优钻压试试求法选选定钻井井参数以以达到最最快机械械钻速，，但不得得超过厂厂家推荐荐的使用用参数。。可根据据地层变变化情况况，适当当调整参参数，以以获得最最优的机机械钻速速。第四章钻钻头PDC钻钻头的合合理使用用(5)钻钻进时坚坚持使用用钻杆滤滤清器，，以防水水眼堵塞塞。按选选定的钻钻压和转转速进行行正常钻钻进，送送钻要均均匀。钻钻遇硬夹夹层时，，可适当当降低钻钻压，待待钻穿后后，再恢恢复正常常钻压。。(6)遇遇到下列列情况之之一应考考虑起钻钻：①钻头没有有进尺。②泵压有明明显升高或或降低。③机械钻速速突然降低低，采取措措施无效。。④当低钻压压钻进时，，井底扭矩矩很大，且且机械钻速速降低。⑤通过每米米成本计算算钻头继续续使用时已已不经济第四章钻钻头取芯钻头取心钻头用用于钻取岩岩心。取心心钻头是以以环状破碎碎井底岩石石，在中心心部位形成成岩心柱。。岩心收获获率的大小小、钻进快快慢都与钻钻头质量和和选择有关关。取心钻钻头的结构构设计要有有利于提高高岩心收获获率。钻头头钻进时应应平稳以免免振动损坏坏岩心，钻钻头外缘与与中心孔应应同心，钻钻头水眼位位置应使射射流不直射射岩心处并并减少漫流流对岩心的的冲蚀。钻钻头的内腔腔应能使岩岩心爪尽量量靠近岩心心入口处，，这样可使使岩心形成成后很快经经岩心爪进进入岩心筒筒而被保护护起来，同同时可使割割心时尽量量靠近岩心心根部减少少井底残留留岩心。第四章钻钻头取芯钻头根据取心所所钻地层不不同，取心心钻头同样样分为牙轮轮、刮刀和和金刚石几几种类型：：第二章钻钻井地质质基础知识识目录录第三章井井口工具具第一章石石油钻井井概论第四章钻钻头第五章下下井钻具具第六章钻钻井仪器器仪表第七章钻钻井工艺艺技术第八章固固井与完完井第九章井下复杂情情况及事故故处理第五章下下井钻具下井钻具的的构成：主要有方钻钻杆、钻杆杆、钻铤、、钻杆接头头、扶正器器及各种配配合接头。。1、方钻钻杆位于钻钻柱的最上上端，上部部与水龙头头相连，下下部与钻杆杆相连，主主要作用是是传递扭矩矩和承受钻钻柱的重力力。为了传传递扭矩，，方钻杆断断面呈正方方形或六边边形。方方钻钻杆两端车车有丝扣，，上端为反反扣，下端端为正扣，，防止旋转转时自动卸卸扣。为为了了接单根后后方钻杆的的方部可以以进入方补补心，要求求他比单根根长2-3米，一般般长度为13-14.5米。。第五章下下井钻具下井钻具的的构成：2、钻杆是是钻柱的基基本组成部部分，是由由圆形断面面、壁厚中中空的无缝缝钢管制成成。其主要要作用为传传递扭矩、、输送钻井井液、连接接及延长钻钻柱以达到到不断加深深井眼的目目的。现场常用的的钻杆全部部为无细扣扣对焊钻杆杆，常用的的单根长9米左右。。第五章下下井钻具3、钻铤是是主要给钻钻头施加钻钻压之用及及防止井斜斜，钻铤是用高高级合金钢钢制成的，，壁厚一般般为38~53mm，相当与与钻杆的4~6倍，，质量约为为同长度钻钻杆的4~5倍，上上接钻杆下下接钻头，，用它自身身的重力给给钻头加压压。由于钻钻铤粗、刚刚性大，在在钻压作用用下不易产产生弯曲，，有利于防防止井斜和和钻具折断断。钻铤的的尺寸指的的是外径，，两端扣形形都是粗扣扣，目前采采用的钻铤铤尺寸有146.1mm、158.75mm、、177.85mm、203.20mm、228.6mm.第五章下下井钻具4、接头分分为钻杆接接头和配合合接头两类类。其中钻杆接接头是钻杆杆的组成部部分，用以以连接钻柱柱。其类型型有：内平接头：：适用于外外加厚及内内加厚的钻钻杆。优点点是钻井液液流过接头头阻力小，，但易于磨磨损，强度度较低。贯贯眼接头：：适用于内内加厚及内内外加厚的的钻杆。磨磨损接头比比内平接头头小，流动动阻力较大大。正正规接接头：适用用于内加厚厚钻杆。流流动阻力最最大，但它它外径小，，磨损小，，强度较高高。5、接头类类型的表示示法：三位数字表表示接头的的类型，第第一位数字字表示钻杆杆外径，第第二位数字字表示接头头类型，一一平二贯三三正规，第第三位表示示公母扣，，“1”表示示公扣，““0”表示示母扣。如410表表示41/2“钻杆杆内平式母母扣接头。。第五章下下井钻具下井钻具的的受力情况况：钻柱在不同同的工作状状态下受到到不同的载载荷，概括括起来有轴轴向拉力和和压力、弯弯曲力矩、、离心力、、扭矩、纵纵向振动、、扭转振动动和动载等等力的作用用。钻柱工作时时其最严重重的受力部部位是：（1）、钻钻进时：下下部钻柱同同时受到压压力、扭矩矩和弯矩的的组合交变变应力作用用。钻头遇遇阻、遇卡卡都会使钻钻柱受到的的扭矩增大大。同时由由于岩性变变化，钻头头的冲击及及纵振、送送钻不均匀匀等因素的的影响，使使“中和点点”的位置置频繁上下下移动，所所以“中和和点”附近近的钻柱受受到交变载载荷的作用用，这也是是钻具受力力最严重部部位。井口口扭矩此时时最大。（2）、起起下钻时：：井口处的的钻柱所受受拉力最大大。第五章下下井钻具钻柱的损坏坏：钻进时钻具具在泥浆中中长期受到到交变载荷荷的作用，，便会发生生破裂或折折断，决大大多数、的的钻具损坏坏有以下几几种情况：：1、多多数钻杆的的损坏发生生在钻进旋旋转中或从从井底上提提时，即使使是遇卡提提断，也是是在疲劳裂裂纹已发展展到一定程程度后才导导致破坏的的。2、、大多数钻钻杆的破坏坏发生在距距接头1.2米以内内的部位。。3、钻钻杆的破坏坏往往与钻钻杆内表面面存有严重重的腐蚀斑斑痕有关。。4、从从钻杆外表表面发生的的破坏，一一般与钻杆杆表面原有有的伤痕有有关。5、由于钻钻铤本体的的的厚度大大，因此钻钻铤的破坏坏通常发生生在丝扣联联结处。由由于钻柱在在井内长期期承受拉伸伸、压缩、、扭转和弯弯曲应力循循环因此疲疲劳破坏不不可避免。。疲劳破坏坏分为纯疲疲劳、伤痕痕疲劳和腐腐蚀疲劳破破坏三种形形式。其其中中伤痕疲劳劳破坏是由由钻柱表面面的伤痕引引起的，钻钻柱表面的的伤痕有：：卡瓦的；；大钳的咬咬痕；旋扣扣链钳的咬咬痕和擦伤伤；印摸记记号；橡胶胶保护器造造成的够槽槽；电弧的的灼伤；地地层和井下下金属碎削削造成的刻刻痕。第五章下下井钻具合理使用钻钻具：用好、管好好钻具，防防止钻具发发生事故，，对优质、、快速、安安全钻井有有着十分重重要的意义义。所以必必须十十分重视钻钻具的合理理使用。(1)如钻钻具丝扣不不清洁，水水眼不通，，丝扣损坏坏和接头磨磨薄，本体体有伤，磨磨损及弯曲曲超过使用用标准时，，一律不得得下井使用用。(2)钻具具上下钻台台必须戴好好护丝，上上扣前必须须清洗丝扣扣，检查台台阶(因为为钻具是依依靠接头台台阶端面面密封的，，所以台阶阶面必须完完好无损)，然后涂涂满清洁的的标准丝扣扣油。(3)上卸卸钻具丝扣扣时不得将将吊钳咬在在钻杆本体体上，严禁禁磨扣、跳跳扣和用转转盘绷扣。。入井钻具具必须用双双钳按规定定的上紧力力矩扭紧。。(4)新车车扣的钻铤铤、接头丝丝扣，要坚坚持磨合到到光滑无毛毛刺才能下下井(丝扣扣表面光滑滑及经磷化化处理的则则不需磨合合)。(5)入井井钻具必须须丈量好长长度、内外外径(钻铤铤、接头及及打捞工具具等要准确确测量，并并画草图，，做好详细细记录。第五章下下井钻具合理使用钻钻具：(6)严格格执行钻具具探伤、试试压规定。。(7)深深井按要求求定期倒换换钻具。倒倒换钻杆时时要成组倒倒换，目的的是改变钻钻具的受力力情况，使使每个立柱柱轮流在不不同的井深深承受大小小不同的负负荷，以延延长钻具的的使用寿命命。起钻时时钻杆应错错扣检查，，以防粘扣扣。钻铤立立柱按规定定时间将所所有的丝扣扣卸开，清清洗检查。。起钻时井井架工检查查钻具是否否弯曲；内内钳工检查查钻具母扣扣；外钳工工检查钻具具公扣；内内、外钳工工共同检查查钻具有无无损伤和刺刺漏等情况况。(8)卸卸钻杆时必必须卸成单单根。拉下下钻台的打打捞工具、、配合接头头、钻铤提提升短节和和其它工具具均应卸开开。第五章下下井钻具合理使用钻钻具：(9)井场场钻具必须须放在专用用管架台上上，两端悬悬空长度不不得超过2米，钻铤铤、方钻杆杆的悬空长长度：不得得超过1米米。井场钻钻具与其它它各种管材材必须分类类摆放，最最多不能超超过三层。。全部母接接头对齐，，接头密封封面和丝扣扣要清洗干干净并涂油油防腐。(10)钻钻具(包括括其它管材材)上面不不得堆放重重物及酸、、碱等化学学药品，并并不得在上上面进行电电、气焊工工作。(11)在转转运、回收收、装卸及及运输钻具具过程中，，不得在地地面上拖拉拉和碰撞。。在转运方方钻杆时，，短途使用用专用架；；长途运输输则必须把把方钻杆装装在套管内内，两端固固定牢靠。。第二章钻钻井地质质基础知识识目录录第三章井井口工具具第一章石石油钻井井概论第四章钻钻头第五章下下井钻具具第六章钻钻井仪器器仪表第七章钻钻井工艺艺技术第八章