钻井领域技术有哪些?
一、海洋钻井设备
1.石油钻机
石油钻机是一组十分复杂的大型成套设备,制造难度大、成套范围广,用于海洋钻井的石油钻机还要能够承受海水腐蚀、海浪冲刷等恶劣的自然条件。目前,美国是制造成套石油钻机最具实力的国家。
随着交流变频调速技术的迅猛发展,交流变频电驱动钻机(AC-GTO-AC石油钻机)凭借其自身的优越性,正在取代现有的可控硅直流电驱动钻机,成为海洋石油钻机发展的换代产品。交流变频电驱动钻机在工作性能方面,实现了无级变速,恒功率宽调速,简化了钻机机械结构,提高了钻机提升能力和处理事故的能力;在操作性方面,交流电动机体积小,单机容量大,容易实现钻机的自动化、智能化和对外界变化的自适应控制,易于操作管理;在安全性方面,交流变频技术本身对电动机具有安全保护功能,易于安装、拆卸,搬迁方便灵活,安全性高。目前,世界主要钻机制造商均发展了交流变频电驱动大功率石油钻机,将其配备在钻深能力为10668米(35000英尺)及以上的深水(工作水深大于2438米,即8000英尺)的半潜式钻井平台或钻井浮船上。
另外,新型液压石油钻机也在不断地推广和使用。新型液压钻机是由挪威海事液压公司于1996年开发的一种新型钻机。该钻机作为提升机械,取消了传统的绞车、井架和游车等常规设备,用升降液缸代替了绞车,同时也替代了浮式钻井的庞大的钻柱运动补偿器,从而大大降低了钻机的质量和制造成本(据报道可降低成本30%)。除此以外,该钻机还可以与计算机组合实现钻井和钻具升降操作的机械化和自动化,操作人员数量明显减少。
目前激光石油钻机还处于研发阶段。激光钻井技术具有降低成本、提高钻速、改善井控,减少钻机工作时间、钻头磨损和起下钻时间,精确控制钻眼,以及在井眼周围形成一层坚硬的玻璃化外皮,最大限度地减少或取消同心套管等其他钻机无法比拟的优点。据悉,美国芝加哥天然气研究所(GRI)与美科罗拉多矿业学院、麻省理工学院、雷克伍德公司、菲利普斯及美国空军和陆军合作,联合开展了有关激光钻机的研究,并计划在21世纪使用上激光钻井。
随着石油钻虚袜机的不断发展,作为石油钻机的关键设备的钻井绞车、转盘、顶驱和钻井泵也得到了快速的发展。
2.井绞车
为适应海洋石油钻探和开采向深水推进的需要,钻井绞车的提升能力和钻探能力也在不断提高。
3.转盘和顶驱
钻井装置旋转系统中的两个互补设备的转盘和顶驱,也在实践中逐渐完善,功能不断增强。
4.钻井泵
对于海洋钻井,特别是深海钻井来说,钻井泵是钻井液设备中的关键设备。21世纪初National-Oilwell公司成功开发出了新一代钻井泵——HEX钻井泵,它代表了未来钻井泵的发展趋势,该钻井泵配有两台交流变频驱动电动机,采用六个缸套,与传统钻井泵相比具有输出流量稳定、超高压、超高流量、尺寸小等优点。此外,高强度钢和耐磨陶瓷在钻井泵的泵体、液缸、活塞等零件上的使用,可显著降低泵的体积、质量,同时延长泵的使用寿命,成为未来钻井泵的又一发展方向。
5.PDC钻头的新技术
对于PDC钻头来说,现在需要具备的条件是能钻达更深、更硬,地下环境更异常的区域,这必然对现代钻井工艺亮备又提出了更高的要求。这些钻头包括自磨式PDC钻头,具有超强的抗磨性,能很好地延缓钻头的磨损,同时轻型的钻头可钻达更深、更硬的地层。另外还有耐高温的PDC钻头。
6.井控设备
钻井井下控制装置需要满足海洋钻井的需要,如需要可以关闭正在钻探的井却不需要取出钻杆;需要满足不断增加的工作压力,降低质量,减小尺寸;还需要适应新的欠平衡钻井的井控设备。
二、钻井技术
1.油气井力学与过程控制方面
(1)向信息化、智能化方向发展。
井下智能钻井系统的最终发展目标,是“地下钻掘机器人”。这种地下钻掘机器人不同于一般的机器人,它必须能够在地下极其复杂的地质环境及非常恶劣的工况下进行有效的工作。它必须能够精确探测前方和周围的地质环境及本敬誉毁身的状态,进而做出正确的分析和决策,并且能够自动适应所处的工作环境,沿着“预定的路线”或要求冲向“地下目标”,胜利完成人类赋予它实地探察地下资源并加以开采的神圣任务。这种地下钻掘机器人,是自动化钻井的核心,将是多种高新技术和新产品的进一步研究和开发及其微型化集成的结果,代表着未来钻井与掘进技术的发展趋势,可望在21世纪前半叶实现并达到比较理想的成熟度。
(2)向多学科紧密结合、提高勘探发现率和提高油井产量与采收率方向发展。
以近年来发展迅速、技术先进的水平井为例,水平井设计程序和框图是1992年11月由美国石油工程协会和地质家协会、地球物理家协会和测井分析家协会共同开会约定的,该设计内容是由地质、钻井、采油油藏、成本核算四部分人员共同合作完成的。应用水平井技术勘探和开发整装油气田,是20世纪90年代水平井应用发展的主要趋势之一,它不仅可显著提高油田产量,更可以有效地提高油田采收率。
(3)向有效勘探和开采特殊油气藏方向发展。
特殊油气藏包括低渗油气藏、断块油气藏、稠油油藏、高含水油气藏、薄油层等。以低渗油气藏为例:我国已探明储量中,低渗油气藏占总探明储量25%,近3~4年新增探明储量中,约60%为低渗油气藏,其低孔、低渗的两低特性使其勘探发现难度极大,而且储层伤害问题贯穿于钻井、完井和测试全过程。因此,研究发展低压低渗探井钻井过程中储层伤害机理及评价方法、钻井液化学与储层保护技术、最大限度发现和保护储层的全过程欠平衡钻井优化设计和适应性等,是有效勘探和开采特殊油气藏的钻井工程核心问题。
2.复杂油气多相流与高压水射流方面
(1)复杂油气水多相流本质认识更深入,模型研究更科学、更接近实际。
近年来国内外在多相流基础理论方面的研究内容主要涉及多相流流型、流型图、压力降、截面含气率、截面含液率、特种管件内的多相流、液汽、喷汽及数值计算等,理论研究发展迅速。为了掌握油气两相流在水平井中的流动特性,包括沿井长的压力降、持液率及流体从储油层中流出的状况,研究人员进行了一系列试验和理论研究工作,并提出了计算模型。如研究倾斜管中油水两相流不稳定性,提出了一种瞬态两流体模型来模拟管内弹状流的流动工况;通过对孔隙率波、流动湍流度、平均含气率的测量和信号分析,得到流型转化机理的特点和规律。由于多相流体在环空中的不同井段流型不一样,因而其静液压力、摩阻压降、加速压力计算非常烦锁,对这些不同流型段、不同的井段,需要用不同的计算模型。美国莫尔公司开发了一套多相流水力学软件来进行这种复杂的多相流计算,使模型研究更科学、更接近实际。
(2)复杂井筒多相流理论研究的指导作用越来越大。
复杂井筒多相流理论研究将指导水平井段设计和产能预测,能够实时地监控欠平衡钻井井下的复杂流动情况,并能够编制出智能化的软件系统,帮助钻井人员监测和控制流动参数,科学进行生产系统优化设计。相信随着科学技术的不断发展和对多相流动本质了解的不断深入,在不远的未来,必然能够利用多相流动知识促进石油工程相关理论和技术的发展。
(3)高压超高压射流破岩钻井和增产应用越来越广泛。
随着高压水射流理论、技术和设备的发展与进步,新型射流种类将不断出现,高压超高压射流紊流动力学和流动规律的研究和认识将不断深入,应用范围和领域将不断扩大。在石油工程中,高压超高压射流技术将不仅应用于辅助破岩钻井,进一步提高钻井速度,而且将应用于油气井增产改造,如水力深穿透射孔、定向喷射辅助压裂、径向水平微小井眼开采等。同时,高压水射流技术在煤炭、化工、冶金、建筑、机械、军工等十多个工业领域的水力采煤采矿、切割钻孔破碎、清洗除垢除锈等场合也有越来越广泛的应用。
钻井主要设备、工具及钻井施工队伍要求
(一)设备选择要求
设备选择主要依据设计最大钻深,工程施工不考虑摩阻和钻井液浮重时的最大负荷,并要求设备工况良好,设备防护与安全设施齐全,动力与传动系统效率高,循环与钻井液净喊毕化、维护处理系统能够满足不同井段对排量,钻井液性能维护与钻井液储备的要求。
(二)钻机与主要设备配置
钻机设备主要包括钻机、井架、提升系统、循环系统、动力系统、固控系统等几大部分,在选择装备型号时需要根据现场需求进行配备。
(三)钻井工具及打捞工具要求
按原石油天然气总公司科学钻探的配套要求配备,如表6-3所示。
表6-3 常规打捞工具配置表
(四)钻井施工队伍要求族悉
钻井施工队兆渗乎伍必须具备乙级以上资质,并承担过深井钻探施工作业。
石油钻机井架重量
石油钻机井架重量为110吨。根据查询相关资料显示,一套石油钻井设备的吨位总共1500吨,井架110吨,底座120吨,绞车45吨,转盘5吨,游车大钩水龙头个3.5吨,泥浆泵45吨,发电机房40吨,电控房42吨,生活房子8吨,固控罐9吨。石油钻头是石油钻井的重要工具,是在开采石油时历凳用于钻取石油的,其工作性能的拿岁好坏消烂睁将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。
钻机打三千米用什么钻杆!
有一篇文章你可以看看,希望对你有帮助 近年来国内外开发和研制的小井眼钻井装备及配套工具,包括小井眼钻机;小井眼井下钻具,如各种小井眼钻头、钻井液马达、小井眼用高强度特殊钻杆、减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具、射流冲击器、小井眼打捞和震击工具、小井眼钻具报警系统;小井眼连续取心装置;小井眼井控设备;小井眼固井工具等。对发展国内的小井眼钻井技术提出了建议。
20 世纪90年代以来,小井眼钻井技术作为一种经济型钻井技术取得了长足的进步。这种钻井工艺技术的发展带动了小井眼钻井装备及配套工具的技术进步,而装备及配套工具的技术进步又推动了工艺技术的进一步发展。目前小井眼钻井装备及配套工具的最新进展主要表现在以下几方面。
小井眼钻机
小井眼钻进方式有旋转钻进、井袜此下马达钻进、连续取心钻进等,与其配套的小井眼钻机类型有小型常规石油钻机、采矿式连续取心钻机、修井机、连续油管作业机和专用小井眼钻机。瑞典、美国、德国、加拿大、比利时、意大利、澳大利亚和罗马尼亚等国家均开发与应用了新型小井眼石油钻机,但总的来说,专用的小井眼钻机为数不多,改进的小井眼钻机仍占多数。
目前具有代表性的国外公司小井眼钻机主要有:低成本的美制kenting 小井眼钻机;瑞典石油勘探公司的装有小型防喷器的 小井眼液压钻机,可钻井径50.8-76.2mm,井深217-2666 的小井眼井;法国的foraslim 小井眼钻机是目前世界最先进的小井眼专用钻机,占地面积为常规井场的,既可用于钻121.66mm 和96mm 小井眼,也可用于连续取心钻井,自动化程度高,钻深达3500M,比用常规钻机节约费用25%-47%;意大利SOLIMEC公司推出的G—100、G—100HD、G—150、G—200 和G—250 型系列小井眼钻机,是目前世界上唯一的小井眼钻机系列;AMOCO 公司和NABOR 公司共同研究开发的SH11 型小井眼石油钻机,配有数控系统和专家井控系统,全液压驱动,钻井液净化系统为清洁器和离心机;欧共体规划项目研究开发的小井眼石油钻机,采用顶驱系统,SH111、 SH66高强度钻杆,同时还配备了取心装置、录井和测井装置、井涌监测仪和报警系统;英国钻井设备公司研制的小井眼钻机,采用液力驱动,钻深能力达3000M,新式钻杆排放系统和先进检测仪器,既可钻井又可取心。
小井眼井下钻具组合
1.小井眼钻头
(1)牙轮钻头目前国外采用改进的碳化钨合金镶齿(TCI)牙轮钻誉好猛头,如美国Baker 公司研制出的能适应转速为200r/m 98.4m 牙轮钻头,具有较厚的锥形外壳和直径较小的轮轴,钻头长度由常规的146mm 减小到121mm,增强了侧钻能力,寿命提高了30-40%。从目前发展情况看,单牙轮钻头将会成为一种适用于各种地层中钻小井眼的低成本高效率钻井工具,加拿大使用单牙轮钻头钻研磨性硬砂岩,一只单牙轮钻头进尺相当于2 只三牙轮钻头的总进尺。
(2)金刚石钻头以dbs 公司、克里斯坦森公司等为代表,专门研制了抗偏转的小尺寸庆桥pdc钻头、热稳定聚晶金刚石钻头(tsp)和天然金刚石钻头。这种钻头能适应高转速,可用于连续取心和钻进。新型pdc聚晶金刚石钻头tsd金刚石钻头,在深层、中硬地层钻井及扩眼效果很好,在降低扭矩、钻头冷却方面比普通的pdc 和tsd钻头效果好。穹形设计的金刚石钻头,在耐磨结构上更紧凑,更适用于钻较硬岩石。amoco 公司还开发出了避免小型聚晶金刚石过早损坏的抗涡旋转钻头,在穿透能力方面取得了突破性进展。小型聚晶金刚石钻头将成为小井眼技术的一个发展方向。
(3)混合型pdc/tsp钻头美国maurer 工程公司为美国能源部研制了一种混合型pdc/tsp 高效钻头,PDC切削齿置于齿前排上,以高速度钻软地层;而TSP切削齿置于PDC切削齿的后排,用于钻易损坏PDC 切削齿的硬夹层。该钻头在特定的大功率马达带动下能有效破岩。
(4)小井眼连续取心钻头在连续取心作业中,1000-3000M 的井,59%使用金刚石取心钻头,硬质合金钻头应用于小井眼取心还在继续研究。目前国外已研制了能提高取心质量的双体钻头,通过使用绳索打捞器改变钻头塞而改变钻头功能,使钻头进行钻进或取心。
目前国内已研制了152.4MM 牙轮钻头、PDC钻头、双心- 偏心BDC 钻头、无活动件钻头及单牙轮钻头,但牙轮钻头寿命与国外同类产品相比有差距。
2.钻井液马达
目前国外已经有高、中、低3种转速和多种直径的小井眼钻井液马达,其抗高温性能已超过200摄氏度。美国Maurer 工程公司为美国能源部研制85.73mm大功率小井眼钻井液马达,配合pdc/tsp 高效钻头,能使钻速提高2倍,降低钻井成本50-60%。
美国Anadrill 公司和英国shell 研究开发机构开发了一套仪表化的井下导向马达,以提高地质导向的效果。该马达固定和可调弯外壳系统组合可使钻具具有多种造斜功能,造斜率最大可超过15度、30.5M。国内也研制成功多种尺寸小井眼钻井液马达。
3.钻杆
为适应小井眼钻井,使整个钻井过程中钻柱尺寸最小,国外已开发出高强度特殊钻杆。标准新钻杆有:外径88.9MM,接头101.6-127MM的小井眼高扭矩钻杆和专为85.73MM英寸井眼设计的外径为65MM的钻杆。
4.减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具
为了减小钻柱振动和疲劳破坏,国内外主要采用的配套工具有:抗偏转的PDC 钻头、减小扭转振动的柔性转盘或顶驱、钻井液马达和液力加压器、耐疲劳新型钻杆接头。图1 为配套使用的井下液力加压器,该工具可增加钻头寿命,在许多地层钻进都比转盘钻进快3-5 倍,钻井成本可降低50-70%。现在已出现了串联的液力加压器,目前最多到三级,其作用原理与单级相同,只是加压器上需作用更大的钻压。
5.射流冲击器
在小井眼钻井过程中,配套使用射流冲击器,利用冲击H回转联合钻进既可以提高钻井速度,又可以防止井斜,从而达到提高钻井质量,降低钻井成本的目的。
6. 小井眼打捞和震击工具
目前国内外根据需要研制出多种适合小井眼的打捞筒和震击器,如用于打捞83.2MM 和89.6MM钻具的104MM 打捞筒、高压小井眼用各种尺寸井下循环接头- 液力倒扣接头、液压及裂缝圆盘接头以及安全接头。耐高压用的小井眼震击器有单作用和双作用两种。国内牡丹江、高峰等石油机械厂生产小井眼用打捞、震击工具,但材料还不过关。
7.小井眼钻具报警系统
国外目前已研制成功一种用于小井眼连续油管钻井的钻具报警系统,这套系统能够检测到连续油管的受损情况,避免造成严重的井下事故。该系统通过一个井筒内传感器将连续油管受损情况传输到地面控制室,从仪表控制盘上给操作者提供一种看得着、听得见的井下钻具信息。
小井眼连续取心装置
小井眼连续取心技术源于矿业连续取心技术,实质上就是绳索式取心。一般来说,小井眼连续取心装置包括取心钻机、取心钻杆、取心钻头、岩心筒和其它所需工具。现在已经能在104.8MM 或更小的井眼中取心,并采用钻柱抗振技术来提高岩心收获率。Amoco公司采用薄壁钻杆和电缆可回收岩心筒连续取心钻井系统取心。该系统采用顶部驱动旋转外平钻杆,连续取心长度可达12.19m,开发井中平均取心收获率达98.3%。图2 为Amoco 公司小井眼取心井下钻具组合。国内常规小井眼取心工具的研制主要以四川油田为主,如川6-3 等。煤炭部已完成了绳索式取心工具的研制。
小井眼井控设备
为保证小井眼钻井的安全,国外已改进和完善了小井眼井控防喷装置和除气器,研制出先进的以探测进出井钻井液流量和以声波反射原理为基础的地层溢流检测系统。国外的井控设备有:全封、半封闸板防喷器和钻柱内防喷工具、动平衡压井所需除气装置和管汇,并储备有性能良好的重钻井液。
公司开发的小井眼井控专家系统,可利用计算机进行现场连续监测:smedving 公司研制Gaskick系统;INTEQ公司研制动态模拟器及溢流检测软件;shell 公司的井涌早期检测系统能测出0.16立方米的侵入量。
胜利油田1999年试验了随钻气侵检测仪,该仪器采用便携式计算机进行数据处理与分析,以钻井泵产生的压力波作为检测仪的声源。目前,随钻气侵检测仪已在"- 口小井眼钻井中推广应用,均取得了良好效果,该仪器的研究成功对完善我国小井眼和复杂地层钻井井控技术具有重要意义。
小井眼固井工具
国外研制成功一种新设备,可与50.8MM连续油管配合用于小井眼固井作业。由J型槽和位于连续油管端部的65MM密封组成的一个特殊装置可与位于88.9MM套管柱端部的密封井眼插座自动连接或脱扣。这种工具可回收、容易调整和重复使用。在固井中发生事故时可被剪断使连续油管起出井眼。该工具提供了常规注水泥方法不能实施场合下的一种经济的注水泥方法。
发展建议
(1)在小井眼技术中,完善的设备及配套工具是技术发展的关键,目前对小井眼绳索连续取心的专用钻柱、使用油基钻井液时的井涌监测控制装置、钻杆的双肩连接等方面还应加强研究。
(2)与国外相比,国内小井眼设备及工具还不完善,限制了小井眼技术的发展,目前已开发研制的小井眼工具多应用于152.4MM井眼,规格型号单一。
(3)小井眼技术因其成本低必然成为石油工业主要技术,建议国内各油田应根据小井眼技术低成本的特点,制定装备和配套工具的发展规划,加快小井眼装备及配套工具的发展与应用。
(4)从目前国内小井眼技术应用来看,还存在着后期作业工具与小井眼钻井工具不配套的情况,建议加强小井眼钻采一体化配套工具的研制。
(5)从降低钻井作业成本、提高钻速的角度考虑,建议加快小井眼钻机的改进与研制及高转速小井眼钻头的研究。
长庆井下和钻井哪个好
都睁败挺好。
1、长庆井下是指在油田地下进行的勘探和开采工作,主要是通过钻井设备将钻头钻入地下,获取地质信息和开采油气资源。长庆井下的优点是可以直接获取地下的地质信息和油气资源。
2、钻井是指在地面上进行的勘探和开采工作,主要是通过钻探设备将钻头钻入地下,获取地质信息和开采油气资源。钻井的优点是可以在地面上进行勘探和开采,不需要进盯败行大量的钻井工悉则颤作,成本相对较低。
打井是多少钱一米,专业打井,农村打井一般打多少米
打井行业是个比较窄的领域,所以打井价格也就不是很透明,价格差异也比较大,为什么打井价格会有差异?
我们只要想到打井,就会联想到高额的打井费用,还很但心打不出水来,这些问题一直困扰着需要打井的人,因为打一个井需要几千甚至几万元,那么为什么一个井会有这么大的价格差距?
钻井机不同打井价格不同
我们首先要知道你需要什么类型的钻井机,不同的钻井设备钻井价格也就不同。
1、反循环钻机
这类钻井机只能打软地层,也就是不能打岩石层,我写过关于钻井机的文章,反循环钻井因为地层受限,所以钻井深兄滚度也受限制,还有一点钻井设备便宜,所以钻井价格比较低,不会有太大的价格差异,一般都是百元左右一米价格,除非地形复杂,或者井深度有特定要求。
打井行业里虽然钻井设备都大同小异,但是每个地区都有自己的价格行情,比如东北某地区,当地行情空压机钻井在120——150元一米之间,特殊地层除外,正常民用井就是这个价格,但是别的地区在200——300元一米之间,为什么会这么大的价格差异?
原因有几点
1、地层复杂,很多地层变化太大,钻井相对风险就高,这样钻井价格相对也就会很高。
2、同行竞争厉害,地区小,钻井设备多,羡咐余议价空间就大,这个井你不干就会有别人干,所以价格也简察就竞争的比较低,我们这仅仅一个镇里钻井设备平均每3家人就会有一套,特别多,当然钻井价格便宜了。
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