什么是井下动力钻具?动力钻具钻井的特点是什么
石油和天然气的勘探和开发中钻成井眼所采取的技术方法。主要包括井身设计、钻头和泥浆的选用、钻具组合、钻井参数配合、井斜控制、泥浆处理、取岩心以及事故预防和处理等。石油钻井工艺的特点是:井眼深、压力大、温度高、影响因素多等。以往主要靠经验钻井,50年代开始研究影响钻井速度和成本的诸因素及其相互关系。钻井新技术、新理论不断出现。井眼方向必须控制在允许范围内。根据油气勘探,开发的地质地理条件和工程需要,分直井和定向井两类,后者又可分为一般定向井、水平井、丛式搭粗井等。直井井眼沿铅直方向钻进并在规定的井斜角和方位角范围内钻达目的层位,对井眼曲率和井底相对于井口的水平位移也有一定的要求(图1)。生产井井底水平位移过大,会打乱油田开发的布井方案;探井井底水平位移过大,有可能钻不到预期的目的层。井的全角变化率过大会增加钻井和采油作业的困难,易导致井下事故。影响井斜角和方位角的因素有:地质条件,钻具组合,钻井技术措施,操作技术以及设备安装质量等。为防止井斜角和井眼曲率过大,必须选用合理的下部钻具组合。常用的有刚性满眼钻具组合(图2)和钟摆钻具组合(图3)两种。前者可采用较大的钻压钻进,有利于提高钻速,井眼曲率较小,但不能纠斜,后者需控制一定的钻压,响钻速,但可用来纠斜。定向井沿预先设计的井眼方向(井斜角和方位角)钻达目的层位的井。主要用于:①受地面地形限制,如油田埋藏在城镇、高山、湖泊或良田之下;②海上丛式钻井;③因地质构造特殊(如断层、裂缝层,或地层倾角太大等)的需要,钻定向井有利于油、气藏的勘探开发;④处理井下事故,如侧钻,为制止井喷着火而钻的救险井等。定向井的剖面设计,一般由直井段、造斜段、稳斜段和降斜段组成。造斜和扭方位井段常知磨镇用井下动力钻具(涡轮钻具或螺杆钻具)加弯接头组成的造斜钻具(图4)。当井眼斜度最后达到或接近水平时,称为水平井。定向钻进时,必须经常监测井眼的斜度和方位,随时绘出井眼轨迹图,以便及时调整。常用的测斜仪有单点、多点磁力照相测斜仪和陀螺测斜仪。近年来,还使用随钻测斜仪,不需起钻就可随时了解井眼的斜度和方位,按信号传输方式分有线及无线两种,前者用电缆传输信号,后者用泥浆脉冲、电磁、声波等。丛式井又称密集井、成组井(图5),在一个位置和限定的井场上向不同方位钻数口至数十口定向井,使每口井沿各自的设计井身轴线分别钻达目的层位,通常用于海上平台或城市、良田、沼泽等地区,可节省大量投资,占地少,并便于集中管理。喷射钻井将泥浆泵输送的高压泥浆通过钻头喷嘴形成高速冲击射流(通常在m/s以上),直接作用于井底,充分利用水力能量(一般使泵水功率的50%以上作用于井底),使岩屑及时冲离井底或直接破碎地层,可大幅度提高钻井速度。合理的工作方式是采用较高的泵压、较低的排量和较小的钻头喷嘴直径。优选参数钻井在分析已钻井资料的基础上,以电子计算机为手段,用最优化的方法,将影响钻井速度的各种可控因素(例如钻头类型、钻压、转速、泥浆性能、水力因素等),根据最游扒低成本原则建立数学模型,编成计算程序。进行优选配合,使钻井工作实现优质、快速、低成本。地层孔隙压力预测和平衡压力钻井用地震、测井和钻进时的资料(机械钻速、页岩密度、泥浆比重、温度等)进行综合分析,预测地层孔隙压力和判断可能出现的异常压力地层,及时采取措施以防止突然发生井喷、井漏和井塌等井下复杂情况。根据已知的地层孔隙压力和地层破裂压力,确定合理的泥浆比重和套管程序。在井内泥浆液柱压力和地层孔隙压力近似平衡的条件下进行钻井,称平衡压力钻井。可显著提高钻速,也有利于发现油、气藏。井控技术当钻达异常高压地层而发生泥浆气侵或井涌时,用计算方法和恰当的技术措施,调整泥浆比重和流动特性,配合使用液动高压防喷设备进行控制和排除井内溢流,以防止井喷。取岩心技术按设计要求从井下钻取所需层位的岩石样品(岩心),为勘探和开发油、气藏取得第一性资料。常用的取心工具主要由取心钻头、岩心筒、岩心抓和接头等部件组成,取心钻进时,钻头连续呈环形切削井底的岩石,使钻成的柱状岩心不断进入岩心筒。为适应特殊需要,还有密闭取心、保持压力取心和用于极疏松和破碎地层的取心工具(橡皮套取心工具)等。
钻机适用于钻井的专用设备,主要包括哪些功能?
钻机是由多种机器设备组成,具有多种功能的成套敏罩孙性联合工作机组。它主要包括旋转钻进系统、钻井液循环系统、钻具起升系统、动力机组、传桥链动和控制系统、底座和其他辅助设备等。钻井工艺对石钻机的基本要求是: 1. 起下钻具能力:为了起下钻具及处理井下事故等,钻机要有一定的起重能力和起升速度。这由钻机的起升系统承担。 2. 旋转钻进能力:为了带动钻具、钻头旋转钻进等,钻机要有一定的转矩和转速。这由钻机的旋转闷谈系统承担。 3. 循环洗井能力:为了保证正常钻进、冲洗井底及携带岩屑等,循环钻井液要有一定的压力和排量。这由钻机的循环系统承担。
钻进工具是什么?
钻进工具包括钻头、钻柱等钻进工具,是破碎岩石的主要工具。
一、钻头
钻头质量的优劣及其与岩性和其他钻井工艺是否适应,将直接影响钻井速度、钻井质量和钻井成本。
(一)钻头破碎岩石的工作原理
钻头破碎岩石的工作原理与方式告圆扰有三种:
(1)切削:利用轴向压力使破碎工具吃入岩石,钻头旋转挤压破碎岩石并进行切削,其方式类似于金属切削。
(2)冲压:利用轴向载荷使岩石在冲击和挤压作用下破碎。
(3)研磨:利用抗磨性高的材料,在一定压力和适当的转速下,对岩石进行研磨破碎。
上述三种方式中,钻头对岩石的作用形式主要是压挤和切削。实际上钻头在井内破碎岩石钻进时,这三种破岩方式兼有,只是根据岩石的强度和钻头类型以某种破碎方式为主而已。塑性岩石一般强度较小,钻头以切削破碎为主;塑脆性和脆性岩石一般强度较高,以冲击和压挤破碎为主;对强度和硬度都很大的岩石,则以研磨破碎为主。
(二)钻头的类型
目前常用的钻头按其破碎岩石的方式和作用原理分为刮刀钻头(切削型)、牙轮钻头(冲压型)及研磨型钻头(金刚石钻头)三大类,见图4-2。其中牙轮钻头使用较多,而刮刀钻头使用量最小。钻头尺寸以其钻出的井眼内径为公称尺寸,国际上已形成基本统一的系列。常见钻头尺寸为26in,20in,
图4-2 典型钻头结构图
1.刮刀钻头
刮刀钻头为切削型钻头,适用于软塑性岩层。这种钻头体上镶焊有几个刮刀片,在刮刀翼上加焊上耐磨的硬质合金材料,根据塑性岩石软硬的特点,刮刀钻头有两翼的(称鱼尾钻头)、三翼的和四翼的,最常用的为三翼刮刀钻头。
2.牙轮钻头
牙轮钻头在石油钻井中使用最多、适应性最广。它主要用于钻中硬至硬度较大的塑脆性及脆性地层。牙轮钻头是在钻头体上安装几个能随钻头公转又能绕着牙轮轴自转的牙轮。有两牙轮钻头、三牙轮钻头及四牙轮钻头,用得最多的是三牙轮钻头。根据岩石破碎规律,牙轮钻头结构设计应满足在旋转动力及钻压作用下,牙轮在公转和自转运动中,具有滚动产生冲击和挤压作用,又有滑动产生刮削的作用,有效破碎岩石。牙齿长、齿排少、刮削功能强、冲击力小的牙轮钻头用于钻硬度不大的地层;牙齿短、齿排多、冲击力大、刮削功能弱的钻头用于钻硬地层。
3.研磨型钻头
研磨型钻头用腔携于钻坚硬的地层。它选用硬度大于岩石而耐磨性强的材料(如金刚石、特种硬质合金)镶焊在钻头体上,在钻头旋转和钻压作用下研磨岩层,如同用砂轮打磨铁器一样。
(三)钻井工艺对钻头的要求
钻井工艺对钻头有两个基本要求:一是钻进速度要快,能直接缩短钻井时间;二是使用寿命要长,更换钻头次数要少,单个钻头钻进的总进尺要多。这两项分别称为钻头的机械钻速和钻头的总进尺,是钻头的两个主要技术指标。为了降低钻井成本,提高上述两项技术指标,石袜旦油科技人员一直致力于改善钻头结构,提高钻头破碎效率,延长钻头使用寿命的研究工作。20世纪70年代末开始采用高硬度、高耐磨性的聚晶金刚石钻头,将聚晶金刚石材料镶焊在牙轮上,因而成倍地提高了钻井效率。
二、钻柱
钻柱是钻头以上、水龙头以下部分钻具的总称。钻具的连接如图4-3所示。
(一)钻柱的作用
1.钻柱的主要作用
(1)为钻井液由井口流向钻头提供通道;
(2)给钻头施加适当的压力(钻压),使钻头的工作刃不断吃入岩石;
(3)把地面动力(扭矩等)传递给钻头,使钻头不断旋转破碎岩石;
(4)起下钻头;
(5)根据钻柱的长度计算井深。
2.钻柱的特殊作用
(1)通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层情况等;
(2)进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业;
(3)对地层流体及压力状况进行测试与评价,即钻杆测试,又称中途测试。
(二)钻柱的组成
钻柱由方钻杆、钻杆段和下部钻具组合三大部分组成。钻杆段包括钻杆和接头,有时也装有扩眼器。下部钻具组合主要是钻铤,也可能安装稳定器、减震器、震击器、扩眼器及其他特殊工具。钻柱的具体组成随不同的目的、要求而不同。
图4-3 钻具连接图
1.普通钻杆
钻杆是钻柱的基本组成部分,位于方钻杆和钻铤之间。它是用无缝钢管制成,壁厚一般为9~11mm。其主要作用是传递扭矩和输送钻井液,并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。
1)钻杆结构与规范
钻杆由钻杆管体与钻杆接头两部分组成,见图4-4。钻杆管体与接头的连接有两种方式:一种是用细螺纹连接,即管体两端都车有外(内)螺纹,与接头一端的内(外)螺纹相连接;另一种是管体与接头用摩擦焊对焊在一起,称这种钻杆为对焊钻杆。我国现在生产或进口的钻杆全部为对焊钻杆。
图4-4 钻杆结构示意图
为了增强管体与接头的连接强度,管体两端加厚。常用的加厚形式有内加厚、外加厚、内外加厚三种。
最常用的钻杆长度8.230~9.144m(27~30ft),钻杆尺寸(直径)有88.9mm,114.3mm,127.0mm(3.5in,4.5in,5in)三种。
2)钻杆钢级与强度
钻杆的钢级是指钻杆钢材的等级,它由钻杆钢材的最小屈服强度决定。API规定钻杆的钢级有D、E、95(X)、105(G)、135(S)级共五种,其中,X、G、S级为高强度钻杆。
3)钻杆接头及螺纹
钻杆接头是钻杆的组成部分,分内螺纹和外螺纹,连接在钻杆管体的两端。螺纹的连接必须满足三个条件,即尺寸相等,螺纹类型相同,内外螺纹相匹配。不同尺寸钻杆的接头尺寸不同。同一尺寸钻杆的丝扣类型也不尽相同,主要有内平型(IF)、贯眼型(FH)、正规型(REG)和数字型(NC)。
2.加重钻杆
加重钻杆是一种和钻杆类似的中等重量钻具,其管壁比钻杆厚、比钻铤薄。管体连接有特别加长的钻杆接头。在钻具组合中,加重钻杆一般加在钻杆与钻铤之间,防止钻柱界面的突然变化,减少钻杆的疲劳。加重钻杆的总长度一般为9.3m,也有特殊长度为2m、3m、13m的。国产的有JZ-51型和JZ-5II型两种加重钻杆。加重钻杆除两端有超长的外加厚接头外,中部还有一外加厚部分,在其两端接头和中部加厚部分都有表面耐磨带,用以保护管体使不受磨损。长度为13m的加重钻杆还有2个中间加厚部分。
3.钻铤
钻铤处在钻柱的最下部,是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大(一般为38~53mm,相当于钻杆壁厚的4~6倍),具有较大的重量和刚度,见图4-5。它在钻井过程中主要起以下几方面的作用:
(1)给钻头施加钻压;
(2)保证压缩条件下的必要强度;
(3)减轻钻头的振动、摆动和跳动等,使钻头工作平稳;
(4)控制井斜。
钻铤有许多不同的形状,如圆形、方形、三角形和螺旋形等。最常用的是圆形(平滑的)钻铤和螺旋形钻铤两种。
图4-5 钻铤结构示意图
4.方钻杆
方钻杆位于钻柱的最上端,有四方形(见图4-6)和六方形两种。在转盘钻井中,钻进时,方钻杆与方补心、转盘补心配合,将地面转盘扭矩传递给钻杆,带动钻头旋转,并承受钻柱悬重;在涡轮和螺杆钻具的钻井中,承受钻柱悬重重量和反扭矩。一般大型钻机使用四方形方钻杆,小型钻机都用六方形方钻杆。标准方钻杆全长有12.19m和16.46m两种,驱动部分长度分别为11.25m和15.54m。为了配合钻柱,方钻杆也有多种尺寸和接头类型。方钻杆的壁厚一般比钻杆大3倍左右,并用高强度合金钢制造,故具有较大的抗拉强度及抗扭强度,可以承受整个钻柱的重量和旋转钻柱及钻头所需要的扭矩。
图4-6 四方形方钻杆结构示意图
方钻杆旋转时,上端始终处于转盘面以上,下部则处在转盘面以下。方钻杆上端至水龙头连接部位的螺纹均为左旋螺纹(反扣),以防止方钻杆转动时松动。方钻杆下端至钻头的所有连接螺纹均为右旋螺纹(正扣),在方钻杆带动钻柱旋转时,螺纹越上越紧。为减轻方钻杆下部接头螺纹(经常拆卸部位)的磨损,常在该部位装一保护接头。
(三)钻具的组合
钻具的合理组合是确保优质快速钻井的重要条件。钻具尺寸的选择,首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力,还要考虑井身结构及防斜措施。通常钻具组合考虑的原则是:在可能条件下选用大尺寸方钻杆;在钻机提升能力及钻杆下入深度允许的条件下选用大尺寸的钻杆;钻铤长度根据钻压及防斜措施来选择,一般情况下钻铤总重量应大于最大钻压的20%~30%,以保证钻杆在不受压条件下正常工作。
常见的钻具组合有:正常钻进时,“钻头+钻铤+钻杆+方钻杆+水龙头”;用涡轮(螺杆)钻具钻井时,“钻头+涡轮(螺杆)钻具+钻铤+钻杆+方钻杆+水龙头”。
钻井设备是什么?
钻井设备主要指的是钻机。现代石油钻机是一套联合的工作机组,由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成,还有井架、底座等结构,以及电力、液压和空气动力等辅助设备。当前,我国乃至世界广泛使用的是旋转钻井法,其相应的钻井设备称为转盘旋转钻机,见图4-1。
一、钻机的组成
根据钻井工艺各工序的不同要求,一套钻机必须具备下列系统和设备。
(一)起升系统
起升系统主要包括主绞车、辅助绞车(或猫头)、辅助刹车(水刹车、电磁刹车等)、游动系统(包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩)以及悬挂游动系统的井架等。另外还有起下钻具操作使用的工具及设备(吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等)。绞车是该系统的核心部件。
图4-1 典型旋转钻井设备
①—转盘;②—防喷器组(二)旋转系统
钻机的旋转系统主要由转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤、配合接头、钻头等组成,转盘驱动方钻杆、钻杆、钻头破碎岩石,钻出井眼,所以转盘是该系统的核心设备。另外,丛式井或定向井还需配备井下动力钻具,这就构成了旋转钻进系统。
(三)循环系统
钻井液循环系统设备主要由钻井泵、振动筛、除砂器、除泥器、离腔枯辩心机、钻井液罐、钻井液枪、钻井液搅拌器、混合漏斗等组成,钻井泵是该系统的核心设备。
(四)动力系统
动力系统为钻机提供动伍缺力。不同的钻机配备的动力设备不一样。机械钻机主要以柴油机为动力设备,电动钻机主要以电动机为动力设备。目前国内外主要以柴油机和柴油发电机作为钻机动力源。
(五)传动系统
传动系统的主要任务是把动力设备的机械能传递和分配给绞车、钻井泵和转盘等工作机。传动系统在传递和分配动力的同时具有减速、并车、倒车等特种功能。石油钻机的传动方式有机械传动(包括万向轴、减速箱、离合器、链传动和三角带传动等)、机械—涡轮传动(液力传动)、电传动、液压传动。
(六)控制系统
为了使钻机各个系统协调工作,钻机上配有气控制、液压控制、机械控制和电控制等各种控制设备,以及集中控制台和显示仪表等。
(七)底座系统
钻机底座是钻机组成重要部分,包括钻台底座、机房底座和钻井泵底座等。车装钻机的底座就是汽车或拖拉机的底盘。钻机底座主要用来安装钻井设备,以及方便钻井设备的移运等。
(八)辅助系统
成套钻机除具有上述的主要设备外,还必须配备供气设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备、辅助发电设备及起重设备,在寒冷地区钻井时还应配备保温设备,以保证钻机能安全、可靠运行。
二、钻机类型
(一)按钻井深度划分
(1)浅井钻机:指钻井深度不大于2500m的钻机,主要有用于钻地质调查井的钻机、岩心钻机、水井钻机、地震及炮眼钻机等;
(2)中深井钻机:指钻井深度在2500~4500m之间的钻机;
(3)深井钻机:指钻井深度在4500~6000m之间的钻机;
(4)超深井钻机:指钻井深度超过6000~9000m之间的钻机;
(5)特超深井钻机:指的是钻井深度超过9000m的钻机。
上述的中深井钻机、深井钻机、超深井钻机主要用于钻生产井、注水井及勘探井等深井。
(二)按驱动设备类型划分
(1)机械驱动钻机:包括柴油机直接驱动或柴油机—液力驱动的钻机,以及采用三角胶带、链条、齿轮等主传动副进行统一、分组或单独驱动的钻机。
(2)电驱动钻机:包括交流电驱动钻机、直流电驱动钻机等。目前主要采用AC-AC交流电驱动,AC-SCR-DC可控硅整流直流电驱动及AC-DC-AC交流变频电驱动。
(3)液压钻机:通过液压动力和传动方式驱动的钻机。
三、钻机标准
石油钻机标准主要败拆包括钻机参数标准、钻机最大井深标准、钻机等级标准及钻机型号标准。
(一)钻机参数标准
(1)名义钻深范围:钻机在规定的钻井用绳下,使用规定的钻柱时钻机的经济钻井深度范围。
(2)最大钩载:钻机在规定的最多绳数下进行作业时,大钩上所允许的最大载荷。
(3)钻井绳数:用于正常钻进、起下钻柱时的游动系统(属上述起升系统)有效绳数。
(4)游动系统最多绳数:钻机配备的天车、游车轮系所能提供的最多有效绳数。
(二)钻机等级标准
我国对石油钻机等级规定了九个级别,即ZJ10/585,ZJ15/900,ZJ20/1350,ZJ40/2250,ZJ50/3150,ZJ70/4500,ZJ90/6750,ZJ120/9000。
其中“ZJ”为钻机汉语拼音字头;10、15、20、40、50、70、90、120为最大钻井深度(单位为m)的1/100;585、900、1350、2250、3150、4500、5850、6750、9000为钻机最大钩载(单位为kN)。
(三)石油钻机型号标准
下面举例说明钻机型号标准:
ZJ15/900DBZ-2,表示交流变频自走式车载钻机,最大钻深1500m,最大钩载900kN,第三代产品;
ZJ40/2250L,表示链条为主驱动原型模块式机械钻机,最大钻深4000m,最大钩载2250kN;
ZJ50/3150DB-1,表示模块式交流变频电驱动钻机,最大钻深5000m,最大钩载3150kN,第二代产品;
ZJ70/4500DZ:表示模块式DC-SCR-DC驱动的可控硅整流电驱动钻机,最大钻深7000m,最大钩载4500kN。
四、钻井绞车
钻井绞车不仅是起升系统设备,而且也是整个钻机的核心部件,是钻机三大工作机之一。
(一)钻井绞车应具备的功能
根据钻井工艺的特点,所配备的绞车应具有以下功能:
(1)具有足够大的功率。有提升最重钻柱和解卡能力,在最低转速下钢丝绳能产生足够大的拉力,保证游动系统安全可靠。
(2)各提升部件具有足够的强度和刚度。滚筒、滚筒轴、轴承以及各机构、易损件具有足够长的寿命。
(3)绞车滚筒具有足够的尺寸和容绳量,保证缠绳状态良好以延长钢丝绳寿命。
(4)能适应起重量的变化,具有足够的起升挡数,以提高功率利用率,节约起升时间。
(5)具有灵敏而可靠的刹车机构及强有力的辅助刹车,能准确调节钻压、均匀送进钻具,在下钻过程中能随意控制下放速度以及能在较省力的状态下将最重钻柱载荷刹住。
(6)具有一个或两个猫头——紧扣猫头和卸扣猫头,以满足用大钳紧扣和卸扣及其他辅助起重的需要,有时还应配有死猫头。
(7)具有稳定的支架和底座;整个绞车不应超重、超宽、超长、超高,以免给运输带来困难;传动部分应有严密的保护罩,易损件要拆卸、更换方便。
(8)采用集中控制,使控制手柄、刹把、指重表等集中在司钻控制台上,便于司钻的操作。
(二)绞车的结构类型
绞车种类繁多,有多种分类方法,如按轴数分,有单轴、双轴、三轴及多轴绞车;按滚筒数目分,有单滚筒和双滚筒绞车;按提升速度分,有二速、三速、四速、六速、八速绞车。常用的是三轴绞车。
五、钻井泵
钻井泵是钻井液循环系统中的关键设备,现场习惯称为泥浆泵,一般用于在高压下向井底输送高黏度、高密度和含砂量较高的钻井液(同时也是井底动力钻具的动力液),以便冷却钻头和携带岩屑等。
(一)钻井泵的分类
钻井泵的种类较多,石油矿场上常用的是三缸单作用卧式往复泵,这种泵活塞在液缸中往复一次吸入或排出液体。
我国用于石油和天然气钻井的国产钻井泵已逐步系列标准化,如3NB××1000,3NB××1300,3NB××1600等。其中NB表示“钻井泵”、NB前面的数字表示泵的液缸数,无数字则为双缸泵;NB的下标表示设计序号,后面的数据表示泵的额定输入功率(单位为hp)。
(二)钻井泵的基本参数
钻井泵工作能力的大小可以用其基本参数来表示,分别是流量、压头、功率、效率、冲次和泵压。
1.流量
流量是指在单位时间内泵通过排出管输出的液体量。流量通常以体积单位表示,又称为体积流量,其单位为L/s或m3/s。钻井泵中的流量又分为平均流量和瞬时流量,现场上所说的流量一般是指平均流量。石油矿场上又习惯把流量称作排量。
2.压头
压头指的是单位质量的液体经泵压所增加的能量,也称为扬程。
3.功率和效率
功率是指泵在单位时间内所做的功。一般把在单位时间内发动机传到泵轴上的能量称作输入功率或主轴功率。把在单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率。功率的单位为“kW”。泵的效率是指有效功率与输入功率之比。
4.冲次
泵的冲次是指在单位时间内活塞的往复次数,单位为“次/min”。
5.泵压
泵压是指泵排出口处的液体压力,单位为“MPa”。
钻机的分类有几种?
钻井设备通常有以下7种:
常规陆销培地钻机、沙旁缺漠钻机、 车装钻机、 连续管作业机、 斜井钻机、海上钻井平台、钻井船。
钻机,是一套复杂的机器,它由机器、机组和机构组成。钻机是在勘探或矿产资源(含固体矿、液体矿、气体矿等)开发中,带动钻具向地下钻进,获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。
现代化的钻机还必须有一套辅助设备,如供电、供气、供水、供油等设备,器材储存、防喷防火设施、钻井液的配制、储存、处理设施等及各种仪器和自动记录仪表。
扩展资料
日常保养:
1、对钻机主要结构状况、结构连接件螺栓、结构件连接销轴、各结构 件焊缝、吊篮结构及安全防护状况进行检查,特别是进场使用之前,应请有资质 的单位对其安全性能进行检测,合格后方可使用;
2、定期对各种动力头、工作运斗辩油缸、钻头钻杆状况进行检查;
3、定期对卷扬机的卷筒防钢丝绳脱落装置及两侧边缘高度、卷筒壁状况、 钢丝绳尾部在卷筒上的周数进行检查,特别是对制动口的状况应作重点项目随时 进行检查等。
参考资料来源:百度百科——钻机
钻井队八大件六块铁指的是什么?
钻井八大件与钻井八大系统
钻井的八大件:天车,大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘
1井架
井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成,主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。
2天车
天车一般是多个滑轮装在同一根芯轴或两根轴心线一致的芯轴上。现在的天车大都是滑轮通过滚柱轴承装在一根芯轴上。芯轴一般是双支承的,轴的直径较大,芯轴的一端或两端有黄油嘴,芯轴里有润滑油道。润滑脂从黄油嘴注入,以润滑轴承。
3游车
游车的形状为流线型,以防起下时挂碰二层台上的外伸物。同时,游车要保证一定的重量,以便它在空载运行时平稳而垂直地下落。现在,钻机各型游车都是一根芯轴,滑轮在轴上排成一列,其结构与天车相似。
4大钩
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大钩是提升系统的重要设备,它的功用是在正常钻进时悬挂水龙头和钻具,在起下钻时悬挂吊环起下钻具,完成起吊重物、安放设备及起放井架等辅助工作。目前使用的大钩有两大类。一类是单独的大钩,其提环挂在游车的吊环上,可与游车分开拆装,如DG—130型大钩;另一类是将游车和大钩做成一个整体结构的游车大钩,如MC—400型游车大钩。为防止水龙头提环从大钩中脱出,在钩口处装有安全锁体、滑块、拔块、弹簧座及弹簧等构成的安全锁紧装置。为悬挂吊环和提放钻具,钩身压装轴及挂吊环轴用耳环闭锁,用止动板防止两支撑轴移动。钩身与钩杆用轴销连接,钩身可绕轴销转一定角度。
5绞车
绞车是构成提升系统的主要设备,是组成一部钻机的核心部件,是钻机的主要工作机械之一。其功用是:提供几种不同的起升速度和起重量,满足起下钻具和下套管的需要;悬挂钻具,在钻进过程中送钻和控制钻压;利用绞车的猫头机构上、卸钻具螺纹;作为转盘的变速机构和中间传动机构;当采用整体起升式井架时用来起放井架;当绞车带捞砂滚筒时,还担负着提取岩心筒、试油等项工作;帮助安装钻台设备,完成其他辅助工作。 6水龙头
在一部钻机中,水龙头既是旋转系统的设备,又是循环系统的一个部件。它悬挂于大钩之下,上接有水龙带,下接方钻杆。在钻进时,悬挂并承受井内钻柱的全部重量,并将钻柱与水龙带连接起来,构成钻井液循环通道。
7转盘
转盘主要由水平轴、转台、主轴承、壳体、方瓦及方补心等组成,其主要作用是带动钻具旋转钻进和在起下钻过程中悬持钻具、卸开钻具螺纹以及在井下动力钻井时承受螺杆钻具的反向扭矩。转盘的动力经水平轴上法兰或链轮输入,通过锥齿轮转动转台,借助转台通孔中的方瓦和方补心带动方钻杆、钻柱和钻头转动;同时,方补心允许方钻杆轴向自由滑动,实现边旋转边送进。
8泥旁型浆泵
泥浆泵,是指在钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械。泥浆泵是钻探设备的重要组成部分。在常用的正循环钻探中,它是将地表冲洗介质??清水)泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下,经过高压软管)水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端,以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。
常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的,由动力机带动泵的曲轴回转,曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下,实现压送与循环冲洗液
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的目的。
钻井作业的八大系统歼唯:起升系统、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、钻机辅助设备系统
1、起升系统
起升系统是必不可少的,一般由井架、绞车、天车、游车、大钩、滚筒和钢丝绳组成。起升系统一般具有以下功能:
1)下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其他井下设备进、出井眼;
2)起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
2、旋转系统
旋转系统由转盘、水龙头、钻头、钻柱组成。其主要功能是保证在钻井液高压循环的情况下,给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力,以满足破岩钻进和井下其它要求。 3、循环系统
循环系统由泥浆泵、泥浆池(钻机的“心脏”)、立管、水龙带、分离装置组成。其主要功能有以下几点:
1)从井底清楚岩屑;
2)冷却钻头和润滑钻具。
泥浆的功能有以下几点:
1)悬浮和携带钻屑;
2)润滑和冷却钻具;
3)稳定井壁;
4)平衡地层压力;
5)传递水平功率氏启培
6)泥浆录井。
泥浆的循环流程:
泥浆泵—地面高压汇管—立管—水龙带—水龙头—钻柱—(方钻杆、钻杆、钻铤)—钻头—环形空间—地面排出管线—固控设备—泥浆池—泥浆泵。
4、驱动与传动系统
驱动与传动系统由动力机、与传动部分组成。动力机一般为柴油机或电动机,传动部分由联轴器、离合器、变速箱、皮带传动及链条传动等装置组成。
驱动与传动系统主要功能是产生动力,并把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘。
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5、气控系统
气控系统由控制机构、传输管线、阀门、执行机构(气动离合器等)以及气压及等组成。其主要功能是确保对整个钻机各个工作机构及其部件的准确、迅速控制,使整机协调一致的工作。
驱动与传动系统、气控系统组成了钻井的动力系统。
6、井控系统
井控系统由防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气控制机构组成。其主要功能是控制井内的压力,防止底层流体无控制地流入井中。
防喷器的功能:
1)密封钻具;
2)强行起下钻;
3)悬挂钻具;
4)手动、液动锁紧闸板;
5)用作分液系统;
6)可以剪断钻具。
节流管汇:由一系列特殊的、可远程控制的管线组成,用井口防喷器组关井后,司钻可以通过它释放井底压力,不至于造成井下失控。
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