司鉆應知應會培訓教材

1、司鉆培訓材料 一、概述一、概述 鉆機鉆機是鉆井地面設備的總稱。目前是鉆井地面設備的總稱。目前常用常用的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)的鉆井方法是旋轉(zhuǎn)鉆井。它的工鉆井。它的工作原作原理是理是: :利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石利用鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石, , 形成井身形成井身; ;利利用鉆柱將鉆頭送到井底用鉆柱將鉆頭送到井底; ;利用起升設備起下鉆柱利用起升設備起下鉆柱; ;利用轉(zhuǎn)盤或井利用轉(zhuǎn)盤或井下動力鉆具帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)下動力鉆具帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn); ;利用泥漿泵循環(huán)鉆井液帶出利用泥漿泵循環(huán)鉆井液帶出井底巖屑。為此井底巖屑。為此 , , 鉆井工藝對鉆機有以下基本要求鉆井工藝對鉆機有以下基本要求: : 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)鉆頭鉆頭的能

2、力。要求鉆機能提供足夠的扭矩和轉(zhuǎn)速的能力。要求鉆機能提供足夠的扭矩和轉(zhuǎn)速, 并維持一定的鉆壓。并維持一定的鉆壓。 起起下鉆具下鉆具的能力。要求具有一定的起重量和起升速度的能力。要求具有一定的起重量和起升速度, 并有一定的超載能并有一定的超載能力力。洗井的能力。要求能提供足夠的水力能量洗井的能力。要求能提供足夠的水力能量, 以適應洗井和噴射鉆井的以適應洗井和噴射鉆井的需要。需要。為適應鉆機搬遷的特點為適應鉆機搬遷的特點, ,還還要求鉆機容易安裝、拆卸和運輸。要求鉆機容易安裝、拆卸和運輸。 第一章 鉆井設備 第一章 鉆井設備 1.提提升系統(tǒng)設備升系統(tǒng)設備，它它是一套大功率的起重設備。是一套大功率的

3、起重設備。主要由鉆井絞車、游動系（鋼絲繩、天車、游主要由鉆井絞車、游動系（鋼絲繩、天車、游動滑車及大鉤）、懸掛游動系統(tǒng)的井架及起升動滑車及大鉤）、懸掛游動系統(tǒng)的井架及起升操作用的工具操作用的工具（如（如：吊鉗、：吊鉗、 吊環(huán)、吊卡、卡吊環(huán)、吊卡、卡瓦及上扣器等瓦及上扣器等）組成。它的主要作用是起下鉆、組成。它的主要作用是起下鉆、換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進行井下特殊作換鉆頭、均勻送鉆、下套管及進行井下特殊作業(yè)等。業(yè)等。 第一章 鉆井設備 第一章 鉆井設備 第一章 鉆井設備 第一章 鉆井設備 第一章 鉆井設備 一、一、井架井架 井架是鉆機起升系統(tǒng)的組成部分。它的主要作用是安裝天井架是鉆機起升系統(tǒng)

4、的組成部分。它的主要作用是安裝天車、懸掛游車、大鉤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿及鉆鏈等設備車、懸掛游車、大鉤、水龍頭、方鉆桿、鉆桿及鉆鏈等設備, , 相當于起重設備的支架相當于起重設備的支架, ,并可存放鉆柱。因此并可存放鉆柱。因此, ,鉆井對井架的鉆井對井架的基本要求是：必須有一定的高度和空間基本要求是：必須有一定的高度和空間; ;便于安裝、存放鉆柱便于安裝、存放鉆柱等設備和有利于安全快速地進行起下鉆作業(yè)等設備和有利于安全快速地進行起下鉆作業(yè); ;應具有足夠的承應具有足夠的承載能力載能力, ,以適應井下情況的需要以適應井下情況的需要: :結(jié)結(jié)構(gòu)要簡單、輕便構(gòu)要簡單、輕便, ,便于搬遷、便于搬遷、拆

5、裝和維修。拆裝和維修。目前國內(nèi)常用的石油鉆井井架有塔型目前國內(nèi)常用的石油鉆井井架有塔型、A A型和型和K K型三型三種。種。 第一章 鉆井設備 二、二、天車和游車天車和游車 1 1、天車、天車 鉆機的天車和游車用鋼絲繩穿起來鉆機的天車和游車用鋼絲繩穿起來, ,共同組成了鉆機的共同組成了鉆機的復滑輪系統(tǒng)復滑輪系統(tǒng)( (或叫游動系統(tǒng)或叫游動系統(tǒng)) )。天車是定滑輪組天車是定滑輪組, , 固定在井固定在井架的頂部架的頂部; ;游車是動滑輪組游車是動滑輪組, ,在井架內(nèi)部的空間上下往復運在井架內(nèi)部的空間上下往復運動。它們的主要作用是省力動。它們的主要作用是省力, ,減輕鋼絲繩和鉆機絞車的負載減輕鋼絲繩

6、和鉆機絞車的負載, ,用十多噸的力可起升上百噸的鉆柱，獲得極大的機械效益。用十多噸的力可起升上百噸的鉆柱，獲得極大的機械效益。 2 2、游車游車 游車和天車一樣游車和天車一樣, , 型號較多型號較多, ,其基本結(jié)構(gòu)大同小異其基本結(jié)構(gòu)大同小異。 第一章 鉆井設備 三、大鉤 大鉤是起升系統(tǒng)的設備之一 ,正常鉆進時懸掛水龍頭、承受井下鉆柱的重量,起下鉆時懸掛吊環(huán)吊卡完成起下作業(yè)。對大鉤有以下基本要求：有足夠的承載能力,能緩沖減震、轉(zhuǎn)動靈活、安全制動、操作方便,結(jié)均緊湊、簡單。第一章 鉆井設備 四、鉆井絞車四、鉆井絞車 絞車是起升系統(tǒng)設備的起重部分絞車是起升系統(tǒng)設備的起重部分, ,隨鉆機的類型隨鉆機的

7、類型不同不同, ,形式有所差異。絞車傳動機構(gòu)的主要作用是傳形式有所差異。絞車傳動機構(gòu)的主要作用是傳遞動力，以不同的速度驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和滾筒。絞車的剎遞動力，以不同的速度驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和滾筒。絞車的剎車機構(gòu)，鉆進時車機構(gòu)，鉆進時, ,通過施加在剎把上的壓力大小，可通過施加在剎把上的壓力大小，可以均勻控制滾筒的運動速度和大鉤的負荷以均勻控制滾筒的運動速度和大鉤的負荷, ,從而向鉆從而向鉆頭施加鉆壓頭施加鉆壓, ,確保正常鉆進確保正常鉆進。 第一章 鉆井設備 一、一、水龍水龍頭頭 水龍頭是旋轉(zhuǎn)、起升與循環(huán)系統(tǒng)連接的紐帶。水龍頭是旋轉(zhuǎn)、起升與循環(huán)系統(tǒng)連接的紐帶。它承受井內(nèi)鉆柱的全部重量它承受井內(nèi)鉆柱的全部重量,

8、,保持鉆具的自由旋保持鉆具的自由旋轉(zhuǎn)與水龍帶相接轉(zhuǎn)與水龍帶相接, ,將鉆井液注入井底將鉆井液注入井底, ,承受循環(huán)過承受循環(huán)過程中的高泵壓程中的高泵壓, ,同時連接鉆進過程中不轉(zhuǎn)動有的同時連接鉆進過程中不轉(zhuǎn)動有的大鉤與轉(zhuǎn)動的方鉆桿大鉤與轉(zhuǎn)動的方鉆桿。 水龍頭與轉(zhuǎn)盤水龍頭與轉(zhuǎn)盤 第一章 鉆井設備 二、轉(zhuǎn)盤二、轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)盤是鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設備之一。其主要轉(zhuǎn)盤是鉆機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設備之一。其主要作用是：在轉(zhuǎn)盤鉆井中作用是：在轉(zhuǎn)盤鉆井中, ,旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎法石旋轉(zhuǎn)鉆頭破碎法石; ;使用井下動力鉆具時使用井下動力鉆具時, ,承受反扭矩承受反扭矩: :起下鉆作起下鉆作業(yè)中支撐和懸掛鉆柱業(yè)中支撐和懸掛鉆柱, ,承受軸向

9、負荷承受軸向負荷, ,完成上完成上卸扣的操作卸扣的操作, ,處理井下復雜情況和進行井下處理井下復雜情況和進行井下打撈作業(yè)時旋轉(zhuǎn)鉆柱等。打撈作業(yè)時旋轉(zhuǎn)鉆柱等。 第一章 鉆井設備 三、轉(zhuǎn)盤的傳動方式三、轉(zhuǎn)盤的傳動方式 轉(zhuǎn)盤的傳動方式轉(zhuǎn)盤的傳動方式, ,隨鉆機的類型不同而有所差隨鉆機的類型不同而有所差異。現(xiàn)場上常見的有兩種方式：一是絞車驅(qū)動；異?，F(xiàn)場上常見的有兩種方式：一是絞車驅(qū)動；二是萬向軸驅(qū)動。二是萬向軸驅(qū)動。 1.1.絞車驅(qū)動（又叫鏈條驅(qū)動絞車驅(qū)動（又叫鏈條驅(qū)動） 轉(zhuǎn)盤的動力是經(jīng)過絞車的鏈條傳遞到轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)盤的動力是經(jīng)過絞車的鏈條傳遞到轉(zhuǎn)盤上的。其主要優(yōu)點是簡化了傳動方的。其主要優(yōu)點是簡化了傳動

10、方式式, ,傳動距離大傳動距離大, ,但要受絞車情況的影響和限制。但要受絞車情況的影響和限制。 第一章 鉆井設備 2.2.萬向軸驅(qū)動萬向軸驅(qū)動 萬向軸驅(qū)動的動力是經(jīng)過絞車的雙排活萬向軸驅(qū)動的動力是經(jīng)過絞車的雙排活動鏈輪（或經(jīng)傳動系統(tǒng)）直接到變速箱動鏈輪（或經(jīng)傳動系統(tǒng)）直接到變速箱, ,再再經(jīng)變速箱通過萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，它的最大特經(jīng)變速箱通過萬向軸驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，它的最大特點是不受絞車位置的影響和限制點是不受絞車位置的影響和限制, ,操作上方操作上方便、靈活便、靈活, ,變速檔次多。變速檔次多。 第一章 鉆井設備 泥漿泵泥漿泵 泥漿泵是鉆機循環(huán)系統(tǒng)設備之泥漿泵是鉆機循環(huán)系統(tǒng)設備之一一, ,它象人的心臟一

11、祥。常它象人的心臟一祥。常規(guī)鉆進時規(guī)鉆進時, ,循環(huán)循環(huán)鉆井液鉆井液, ,清洗井底清洗井底, ,輔助鉆頭更有效地破碎巖石；輔助鉆頭更有效地破碎巖石；使用井下動力鉆具時使用井下動力鉆具時, , 通過泵入的鉆井液通過泵入的鉆井液, ,傳遞動力帶動鉆頭傳遞動力帶動鉆頭轉(zhuǎn)動；噴射鉆井中轉(zhuǎn)動；噴射鉆井中, ,通過泵入的高壓鉆井液，經(jīng)過噴嘴轉(zhuǎn)換成通過泵入的高壓鉆井液，經(jīng)過噴嘴轉(zhuǎn)換成水力能量水力能量, ,清潔井底并對巖石直接進行水力破碎清潔井底并對巖石直接進行水力破碎, ,提高鉆進速提高鉆進速度。根據(jù)鉆井生產(chǎn)技術發(fā)展的需要度。根據(jù)鉆井生產(chǎn)技術發(fā)展的需要, , 對泥漿泵的要求愈來愈對泥漿泵的要求愈來愈高高,

12、,但其基本要求是：功率大、泵壓高、排量大、流量穩(wěn)定但其基本要求是：功率大、泵壓高、排量大、流量穩(wěn)定, , 耐腐蝕、耐磨損、易損件壽命長耐腐蝕、耐磨損、易損件壽命長, ,重量輕、重量輕、體積體積小、拆修方便、小、拆修方便、自動化程度高自動化程度高 。第一章 鉆井設備 泥漿循環(huán)流程泥漿循環(huán)流程 泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要由泥漿泵、高壓管線、水泥漿循環(huán)系統(tǒng)主要由泥漿泵、高壓管線、水龍帶、水龍頭、鉆柱及泥漿凈化設備等組成。其龍帶、水龍頭、鉆柱及泥漿凈化設備等組成。其循環(huán)流程如下循環(huán)流程如下: :動力機驅(qū)動泥漿泵動力機驅(qū)動泥漿泵, , 泥漿泵從泥泥漿泵從泥漿池中吸入鉆井液漿池中吸入鉆井液, ,通過泥漿泵增壓后進入

13、高壓通過泥漿泵增壓后進入高壓泥漿管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆柱泥漿管線、立管、水龍帶、水龍頭、鉆柱, ,經(jīng)鉆經(jīng)鉆頭水眼沖向井底頭水眼沖向井底, ,然后由鉆柱與井壁的環(huán)形空間然后由鉆柱與井壁的環(huán)形空間返出井口返出井口, ,再經(jīng)泥漿凈化設備流回泥漿池。再經(jīng)泥漿凈化設備流回泥漿池。 第一章 鉆井設備 泥漿中的固相含量高時泥漿中的固相含量高時, ,降低鉆速、加劇鉆頭磨損、污染降低鉆速、加劇鉆頭磨損、污染泥漿性能、污染油氣層、影響固井質(zhì)量泥漿性能、污染油氣層、影響固井質(zhì)量等。等。鉆井時要及時清除鉆井時要及時清除泥漿中的固相含量，泥漿中固相含量的清除常用機械清除法和泥漿中的固相含量，泥漿中固相含量的清除

14、常用機械清除法和化學清除法?；瘜W清除法。 機械清除法是利用重力沉淀、篩濾和離心旋流等機械方法機械清除法是利用重力沉淀、篩濾和離心旋流等機械方法清除泥漿中的固相含量。此法在現(xiàn)場上普遍采用清除泥漿中的固相含量。此法在現(xiàn)場上普遍采用（采用（采用震動篩、震動篩、除砂器除砂器等固控設備）等固控設備）, ,以清除大于以清除大于l0l0微米的鉆屑。微米的鉆屑。 化學清除法是利用選擇性的聚沉劑化學清除法是利用選擇性的聚沉劑, ,保留泥漿中的粘土顆粒保留泥漿中的粘土顆粒, ,對普通粘土顆粒起聚沉作用而達到清除有害固相的目的。此法對普通粘土顆粒起聚沉作用而達到清除有害固相的目的。此法可清除小于可清除小于1010微

15、米以下的固相顆粒微米以下的固相顆粒, ,以彌補機械清除法的不足。以彌補機械清除法的不足。 第一章 鉆井設備 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆鉆 頭頭 鉆頭分為：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等鉆頭分為：刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石鉆頭等。一：牙輪鉆頭一：牙輪鉆頭 牙輪鉆頭是近代石油鉆井中使用很廣的一種鉆頭。這是由牙輪鉆頭是近代石油鉆井中使用很廣的一種鉆頭。這是由于牙輪鉆頭具有沖擊、壓碎和剪切破碎巖石的作用，牙輪鉆于牙輪鉆頭具有沖擊、壓碎和剪切破碎巖石的作用，牙輪鉆頭與井底的接觸面積小、比壓高，工作扭矩小，工作刃總長頭與井底的接觸面積小、比壓高，工作扭矩小，工作刃總長度大等特點。從度大等特點

16、。從19091909年出現(xiàn)的第一只牙輪鉆頭，經(jīng)過了近一年出現(xiàn)的第一只牙輪鉆頭，經(jīng)過了近一個世紀，牙輪鉆頭無論是鉆頭的材質(zhì)、切削部分、鉆頭軸承、個世紀，牙輪鉆頭無論是鉆頭的材質(zhì)、切削部分、鉆頭軸承、清洗裝置等都有很大的改進。噴嘴的改進，解決了鉆頭的清清洗裝置等都有很大的改進。噴嘴的改進，解決了鉆頭的清潔問題，出現(xiàn)了噴射牙輪鉆頭；使用了硬質(zhì)合金齒，提高了潔問題，出現(xiàn)了噴射牙輪鉆頭；使用了硬質(zhì)合金齒，提高了牙輪的抗磨性；使用密封滑動軸承使鉆頭的工作壽命大大提牙輪的抗磨性；使用密封滑動軸承使鉆頭的工作壽命大大提高。高。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 1 1、牙輪鉆頭的組成、牙輪鉆頭的組成三牙輪鉆

17、頭的結(jié)構(gòu)可分為五個部分，即鉆頭體、巴掌、牙三牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)可分為五個部分，即鉆頭體、巴掌、牙輪、軸承和水眼。密封噴射式鉆頭還有儲油補償系統(tǒng)。輪、軸承和水眼。密封噴射式鉆頭還有儲油補償系統(tǒng)。2 2、牙輪鉆頭的產(chǎn)品系列、牙輪鉆頭的產(chǎn)品系列1 1）牙輪鉆頭的直徑系列）牙輪鉆頭的直徑系列國產(chǎn)鉆頭的直徑系列，共有國產(chǎn)鉆頭的直徑系列，共有1515種。江漢常用的有種。江漢常用的有17 117 122、12 112 144、9 59 588、8 18 122、5 75 788。進口鉆頭尺寸進口鉆頭尺寸 進口鉆頭直徑系列非常復雜，例如美國進口鉆頭直徑系列非常復雜，例如美國休斯公司所產(chǎn)鉆頭從休斯公司所產(chǎn)鉆頭從3

18、33 344到到2626共共4646種直徑系列。種直徑系列。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 3）江鉆油用牙輪鉆頭型號表示法由四部分組成）江鉆油用牙輪鉆頭型號表示法由四部分組成鉆頭直徑代號、鉆頭系列代號、鉆頭分類號、鉆頭附加結(jié)構(gòu)鉆頭直徑代號、鉆頭系列代號、鉆頭分類號、鉆頭附加結(jié)構(gòu)特征代號特征代號鉆頭直徑代號：用數(shù)字（整數(shù)或分數(shù)）表示，其數(shù)字代表鉆頭直徑代號：用數(shù)字（整數(shù)或分數(shù)）表示，其數(shù)字代表鉆頭直徑英寸數(shù)。鉆頭直徑英寸數(shù)。鉆頭系列代號：對于三牙輪鉆頭，按其軸承及密封結(jié)構(gòu)主鉆頭系列代號：對于三牙輪鉆頭，按其軸承及密封結(jié)構(gòu)主要特征分要特征分9個個 鉆頭分類號：由三位數(shù)組成，首位數(shù)為切削結(jié)構(gòu)類別

19、及地鉆頭分類號：由三位數(shù)組成，首位數(shù)為切削結(jié)構(gòu)類別及地層系列號，第二位數(shù)為地層分級號，末位數(shù)為鉆頭結(jié)構(gòu)特征代層系列號，第二位數(shù)為地層分級號，末位數(shù)為鉆頭結(jié)構(gòu)特征代號。號。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆頭附加結(jié)構(gòu)特征代號：為滿足某些特殊需要，鉆頭附加結(jié)構(gòu)特征代號：為滿足某些特殊需要，鉆頭需改進或加強時，則在分類號后附加結(jié)構(gòu)特征，鉆頭需改進或加強時，則在分類號后附加結(jié)構(gòu)特征，用用1 1個或多個字母表示。個或多個字母表示。例如：例如：8 18 12HJT 537 G L2HJT 537 G L鉆頭表示的意義是：鉆頭表示的意義是：8 18 122：鉆頭直徑為：鉆頭直徑為8 18 122HJTH

20、JT：滑動軸承金屬密封特別保徑：滑動軸承金屬密封特別保徑537537：低抗壓強度、軟至中地層、鑲齒鉆頭：低抗壓強度、軟至中地層、鑲齒鉆頭G G：掌背強化：掌背強化L L：掌背扶正塊：掌背扶正塊第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 3 3、牙輪鉆頭的選型、牙輪鉆頭的選型主要根據(jù)鄰井相同地層已鉆過的鉆頭資料，結(jié)合主要根據(jù)鄰井相同地層已鉆過的鉆頭資料，結(jié)合地層條件及本井具體情況合理選擇鉆頭類型。地層條件及本井具體情況合理選擇鉆頭類型。1 1） 選擇鉆頭類型時應考慮的問題選擇鉆頭類型時應考慮的問題地層的軟硬程度和研磨性。地層的軟硬程度和研磨性。 鉆進井段的深淺。鉆進井段的深淺。易斜地層防斜鉆進。易斜地層

21、防斜鉆進。 軟硬交錯地層軟硬交錯地層第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 4 4、牙輪鉆頭在井下工作情況判斷、牙輪鉆頭在井下工作情況判斷正常情況正常情況當?shù)貙訋r性無變化時，正常鉆壓下，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動均勻，當?shù)貙訋r性無變化時，正常鉆壓下，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動均勻，扭矩變化不大；鉆時正常無明顯變化；指重表、泵壓扭矩變化不大；鉆時正常無明顯變化；指重表、泵壓表指示平穩(wěn)；剎把無異常感覺。表指示平穩(wěn)；剎把無異常感覺。軸承損壞軸承損壞轉(zhuǎn)盤出現(xiàn)周期性蹩跳，鉆壓小蹩跳輕，鉆壓大則蹩轉(zhuǎn)盤出現(xiàn)周期性蹩跳，鉆壓小蹩跳輕，鉆壓大則蹩跳重；鉆速下降，泵壓正常而指重表指針有擺動。跳重；鉆速下降，泵壓正常而指重表指針有擺動。第二章第二章 鉆頭

22、及鉆柱鉆頭及鉆柱 牙輪卡死牙輪卡死轉(zhuǎn)盤負荷增大，轉(zhuǎn)盤鏈條跳動，方鉆桿有蹩勁，轉(zhuǎn)盤負荷增大，轉(zhuǎn)盤鏈條跳動，方鉆桿有蹩勁，停轉(zhuǎn)盤打倒車；鉆速下降，指重表指針擺動嚴重。停轉(zhuǎn)盤打倒車；鉆速下降，指重表指針擺動嚴重。掉牙輪掉牙輪轉(zhuǎn)盤負荷增大，轉(zhuǎn)盤鏈條嚴重跳動，停轉(zhuǎn)盤打倒轉(zhuǎn)盤負荷增大，轉(zhuǎn)盤鏈條嚴重跳動，停轉(zhuǎn)盤打倒車；蹩鉆嚴重；指重表指針來回擺動；鉆速明顯下車；蹩鉆嚴重；指重表指針來回擺動；鉆速明顯下降或無進尺；上提鉆具變換方向下探方入有變化，降或無進尺；上提鉆具變換方向下探方入有變化，高差約為一牙輪高度。高差約為一牙輪高度。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 牙齒磨（脫）光牙齒磨（脫）光轉(zhuǎn)盤負荷減輕；方鉆

23、桿無蹩跳；鉆速明顯下降或轉(zhuǎn)盤負荷減輕；方鉆桿無蹩跳；鉆速明顯下降或無進尺；指重表指示平穩(wěn)無擺動；泵壓正常。無進尺；指重表指示平穩(wěn)無擺動；泵壓正常。鉆頭泥包鉆頭泥包轉(zhuǎn)盤負荷增大有蹩跳現(xiàn)象；鉆速下降；上提鉆具轉(zhuǎn)盤負荷增大有蹩跳現(xiàn)象；鉆速下降；上提鉆具有不同程度的掛卡；泵壓上升，嚴重時蹩泵。有不同程度的掛卡；泵壓上升，嚴重時蹩泵。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 二、金剛石鉆頭二、金剛石鉆頭 金剛石鉆頭按其使用地層可分為：金剛石鉆頭按其使用地層可分為：普通金剛石鉆頭、聚晶金剛石復合片鉆普通金剛石鉆頭、聚晶金剛石復合片鉆頭（簡稱頭（簡稱PDCPDC鉆頭）兩大類，其中聚晶金鉆頭）兩大類，其中聚晶金剛石

24、復合片鉆頭適用于軟至中硬地層，剛石復合片鉆頭適用于軟至中硬地層，而普通金剛石鉆頭適用于及堅硬和研磨而普通金剛石鉆頭適用于及堅硬和研磨性高的地層。性高的地層。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 1 1、金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)、金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)普通金剛石鉆頭由鉆頭體（又稱剛普通金剛石鉆頭由鉆頭體（又稱剛體）、胎體、水眼和金剛石顆粒等部分體）、胎體、水眼和金剛石顆粒等部分組成。組成。聚晶金剛石復合片鉆頭由剛體、胎體、聚晶金剛石復合片鉆頭由剛體、胎體、噴嘴、金剛石復合片等組成。噴嘴、金剛石復合片等組成。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 2 2、PDCPDC鉆頭鉆頭1 1）型號表示法）型號表示法2 2） P

25、DCPDC鉆頭的選擇鉆頭的選擇 根據(jù)鉆井方式選擇鉆頭：直井應選擇鉆速快、壽根據(jù)鉆井方式選擇鉆頭：直井應選擇鉆速快、壽命長的鉆頭；定向井選擇造斜或穩(wěn)斜性能好、適合于配命長的鉆頭；定向井選擇造斜或穩(wěn)斜性能好、適合于配井底馬達的高轉(zhuǎn)速鉆頭。井底馬達的高轉(zhuǎn)速鉆頭。 根據(jù)地層情況選擇鉆頭：包括所鉆地層的類型、根據(jù)地層情況選擇鉆頭：包括所鉆地層的類型、硬度、巖性等。硬度、巖性等。 根據(jù)鉆井條件選擇鉆頭：如設備能力根據(jù)鉆井條件選擇鉆頭：如設備能力 根據(jù)鉆井參數(shù)選擇鉆頭：根據(jù)鉆井參數(shù)選擇鉆頭：第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 PDCPDC鉆頭冠部輪廓形狀有拋物線型、圓形和錐形三鉆頭冠部輪廓形狀有拋物線型、圓

26、形和錐形三種，其中：種，其中：拋物線型：適用于各種軟地層，具有進尺多，機拋物線型：適用于各種軟地層，具有進尺多，機械鉆速高，穩(wěn)定性好的特點，適合于轉(zhuǎn)盤及井下動械鉆速高，穩(wěn)定性好的特點，適合于轉(zhuǎn)盤及井下動力鉆具。力鉆具。圓形：工作面積小，水力集中，清洗較好，有利圓形：工作面積小，水力集中，清洗較好，有利于鉆穿硬夾層，在轉(zhuǎn)盤鉆井中常用。于鉆穿硬夾層，在轉(zhuǎn)盤鉆井中常用。錐形：吃入性好，穩(wěn)定性強，適合于轉(zhuǎn)盤及高轉(zhuǎn)錐形：吃入性好，穩(wěn)定性強，適合于轉(zhuǎn)盤及高轉(zhuǎn)速下動力鉆具鉆井。速下動力鉆具鉆井。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 3 3）、）、PDCPDC鉆頭的正確使用鉆頭的正確使用由于金剛石抗沖擊性能差（

27、脆性大），因此上下鉆臺由于金剛石抗沖擊性能差（脆性大），因此上下鉆臺不能碰撞硬物，井下不得有落物，嚴禁頓鉆和溜鉆。不能碰撞硬物，井下不得有落物，嚴禁頓鉆和溜鉆。下鉆遇阻嚴禁強行下壓，應接方鉆桿開泵沖劃，但不下鉆遇阻嚴禁強行下壓，應接方鉆桿開泵沖劃，但不超過超過3030米大段劃眼。在下鉆到最后兩單根時，接方鉆桿沖米大段劃眼。在下鉆到最后兩單根時，接方鉆桿沖劃到井底并開大排量循環(huán)，將井底循環(huán)干凈。然后，用小劃到井底并開大排量循環(huán)，將井底循環(huán)干凈。然后，用小鉆壓，低轉(zhuǎn)速鉆進鉆壓，低轉(zhuǎn)速鉆進0.50.5米，進行井底造型。米，進行井底造型。正常鉆進時優(yōu)選鉆井參數(shù)，鉆壓正常鉆進時優(yōu)選鉆井參數(shù)，鉆壓3030

28、60KN60KN，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速200200100r/min100r/min。每鉆進。每鉆進250250300300米，必須進行一次中途起下鉆。米，必須進行一次中途起下鉆。 不允許在礫石層使用不允許在礫石層使用PDCPDC鉆頭，井底有落物時應起鉆。鉆頭，井底有落物時應起鉆。第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 3 3、合理起鉆時間、合理起鉆時間在巖性變化不大的均質(zhì)地層鉆井時，機械鉆速逐漸下降；在巖性變化不大的均質(zhì)地層鉆井時，機械鉆速逐漸下降；機械鉆速突然降低（可能是地層變軟泥包或變硬），采取機械鉆速突然降低（可能是地層變軟泥包或變硬），采取措施后仍無回升，應根據(jù)機械鉆速進行經(jīng)濟效益分析而決定措施后仍

29、無回升，應根據(jù)機械鉆速進行經(jīng)濟效益分析而決定是否起鉆。是否起鉆。即使在最小的鉆壓下，扭矩也突然劇增，同時機械鉆速驟即使在最小的鉆壓下，扭矩也突然劇增，同時機械鉆速驟降，很可能是鉆頭保徑面或切削齒損壞，比較一下鉆頭在井降，很可能是鉆頭保徑面或切削齒損壞，比較一下鉆頭在井底和提離井底時的扭矩來決定是否應該起鉆。底和提離井底時的扭矩來決定是否應該起鉆。泵壓突然降低，說明噴嘴可能失落或鉆具發(fā)生刺漏，將鉆泵壓突然降低，說明噴嘴可能失落或鉆具發(fā)生刺漏，將鉆頭提離井底，觀察壓力變化情況。頭提離井底，觀察壓力變化情況。壓降突增說明鉆頭可能出現(xiàn)了環(huán)磨或出心磨損。壓降突增說明鉆頭可能出現(xiàn)了環(huán)磨或出心磨損。鉆鉆 柱

30、柱 在鉆井過程中在鉆井過程中, ,將方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等用各種接頭連接起來組成入井的將方鉆桿、鉆桿、鉆鋌等用各種接頭連接起來組成入井的管串稱為鉆柱。鉆柱有如下基本作用：管串稱為鉆柱。鉆柱有如下基本作用：（1 1）通過它把鉆頭下到井底和提升到地面。鉆井過程中）通過它把鉆頭下到井底和提升到地面。鉆井過程中, ,無論鉆頭能鉆多無論鉆頭能鉆多深深, ,都必須通過鉆柱來實現(xiàn)。都必須通過鉆柱來實現(xiàn)。（2 2）鉆柱的鉆挺部分是加鉆壓用的）鉆柱的鉆挺部分是加鉆壓用的, ,使鉆頭能更有效地吃人地層（禁止用使鉆頭能更有效地吃人地層（禁止用鉆桿部分來加壓鉆桿部分來加壓, ,否則鉆桿磨損快、斷裂快），并能防斜。否則鉆

31、桿磨損快、斷裂快），并能防斜。（3 3）把旋轉(zhuǎn)運動傳給鉆頭，鉆桿可以看作是一根由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的傳動軸。）把旋轉(zhuǎn)運動傳給鉆頭，鉆桿可以看作是一根由轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的傳動軸。（4 4）鉆柱將鉆井液從地面?zhèn)魉偷姐@頭處）鉆柱將鉆井液從地面?zhèn)魉偷姐@頭處, ,因而因而, ,鉆柱也是一根豎直的導管。鉆柱也是一根豎直的導管。（5 5）進行特殊作業(yè)）進行特殊作業(yè), ,如擠水泥、處理井下事故等。鉆柱是聯(lián)通地面和地下如擠水泥、處理井下事故等。鉆柱是聯(lián)通地面和地下的樞紐的樞紐, ,工作條件十分復雜工作條件十分復雜, ,正確的管理、使用鉆柱是非常重要的。正確的管理、使用鉆柱是非常重要的。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 鉆鉆鋌

32、鉆頭鋌鉆鋌鉆桿穩(wěn)定器穩(wěn)定器一、鉆鋌一、鉆鋌鉆挺接在鉆頭上面鉆挺接在鉆頭上面, ,主要是給鉆頭施加鉆壓和防止井斜，因此它壁厚而粗大，單位主要是給鉆頭施加鉆壓和防止井斜，因此它壁厚而粗大，單位長度重量大。壁厚一般是長度重量大。壁厚一般是38533853毫米毫米, ,相當于同尺寸鉆桿的相當于同尺寸鉆桿的4646倍。它的直徑一般與倍。它的直徑一般與鉆桿接頭直徑相等。這樣可以增強剛度，受壓時不易彎曲，因而有利于鉆直井眼。鉆桿接頭直徑相等。這樣可以增強剛度，受壓時不易彎曲，因而有利于鉆直井眼。二、鉆桿二、鉆桿鉆桿是鉆柱的基本組成部分。它是用無逢鋼管制成，壁厚一般為鉆桿是鉆柱的基本組成部分。它是用無逢鋼管制

33、成，壁厚一般為911mm911mm。其主要。其主要作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液作用是傳遞扭矩和輸送鉆井液, ,并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。因此并靠鉆桿的逐漸加長使井眼不斷加深。因此, ,鉆桿鉆桿在石油鉆井中占有十分重要的地位。在石油鉆井中占有十分重要的地位。三、方鉆桿三、方鉆桿方鉆桿位于鉆柱的最上端方鉆桿位于鉆柱的最上端, ,有四方形和六方形兩種。鉆進時有四方形和六方形兩種。鉆進時, ,方鉆桿與方補心、轉(zhuǎn)方鉆桿與方補心、轉(zhuǎn)盤補心配合盤補心配合, ,將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。將地面轉(zhuǎn)盤扭矩傳遞給鉆桿，以帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。四、穩(wěn)定器四、穩(wěn)定器在鉆鋌柱的適當位置安裝一定數(shù)量的穩(wěn)定器，

34、組成各種類型的下部鉆具組合，可在鉆鋌柱的適當位置安裝一定數(shù)量的穩(wěn)定器，組成各種類型的下部鉆具組合，可以滿足鉆直井時防止井斜的要求，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。此外以滿足鉆直井時防止井斜的要求，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。此外, ,穩(wěn)定器的使用還可以提高鉆頭工作的穩(wěn)定性穩(wěn)定器的使用還可以提高鉆頭工作的穩(wěn)定性, ,從而延長使用壽命，這對金剛石鉆頭從而延長使用壽命，這對金剛石鉆頭尤為重要尤為重要。 第二章第二章 鉆頭及鉆柱鉆頭及鉆柱 第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 鉆井是一項復雜的系統(tǒng)工程，包括鉆前工程、鉆井工程和固井工程三個階段，鉆井是一項復雜的系統(tǒng)工程，包括鉆

35、前工程、鉆井工程和固井工程三個階段，其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎施工、安裝井架、搬其主要施工工序一般包括：定井位、井場及道路勘測、基礎施工、安裝井架、搬家、安裝設備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、家、安裝設備、一次開鉆、二次開鉆、鉆進、起鉆、換鉆頭、下鉆、中途測試、完井、電測、下套管、固井施工等。完井、電測、下套管、固井施工等。一、鉆前準備一、鉆前準備（1 1）編寫鉆井工程、地質(zhì)設計）編寫鉆井工程、地質(zhì)設計（2 2）井位測量（定井位）井位測量（定井位）（3 3）現(xiàn)場勘查井位）現(xiàn)場勘查井位（4 4）編制鉆井運行方案，協(xié)調(diào)鉆井隊伍及鉆井區(qū)塊關井降壓

36、方案）編制鉆井運行方案，協(xié)調(diào)鉆井隊伍及鉆井區(qū)塊關井降壓方案（5 5）征地、動遷）征地、動遷（6 6）鉆機搬遷）鉆機搬遷（7 7）鉆機安裝）鉆機安裝第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 設備的安裝質(zhì)量應達到設備的安裝質(zhì)量應達到“七字七字”標準和標準和“五不漏五不漏”要求。要求?！捌咦制咦帧睒藴适牵浩?、穩(wěn)、正、全、牢、靈、通。標準是：平、穩(wěn)、正、全、牢、靈、通。平：主要指設備安裝的水平度要符合標準，工作臺要鋪平。平：主要指設備安裝的水平度要符合標準，工作臺要鋪平。穩(wěn)：主要指設備安裝時不懸空，運轉(zhuǎn)時不振動。穩(wěn)：主要指設備安裝時不懸空，運轉(zhuǎn)時不振動。正：設備位置要對正，不偏不斜，偏差要符

37、合標準。正：設備位置要對正，不偏不斜，偏差要符合標準。全：設備零部件、護罩、固定螺絲等要齊全。全：設備零部件、護罩、固定螺絲等要齊全。牢：設備固定要牢固。牢：設備固定要牢固。靈：設備的剎車控制系統(tǒng)要靈活可靠，儀器、儀表要靈敏準確。靈：設備的剎車控制系統(tǒng)要靈活可靠，儀器、儀表要靈敏準確。通：各種管線、電路等要暢通。通：各種管線、電路等要暢通?！拔宀宦┪宀宦笔侵福翰宦┯汀⒉宦?、不漏水、不漏電、不漏鉆是指：不漏油、不漏氣、不漏水、不漏電、不漏鉆井液。井液。第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 （2)2)輔助工作輔助工作處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設備等工作。處理鉆井液，檢查保養(yǎng)設備等工作。

38、（3)3)下表層套管下表層套管鉆完表層后，按工程設計要求下表層套管。鉆完表層后，按工程設計要求下表層套管。（4 4）注水泥固井）注水泥固井表層套管下完后，進行注水泥固井作業(yè)，通過固井表層套管下完后，進行注水泥固井作業(yè)，通過固井設備，注入到套管與地層的環(huán)形空間去，把套管和設備，注入到套管與地層的環(huán)形空間去，把套管和地層固結(jié)在一起。地層固結(jié)在一起。 （5 5）候凝）候凝 第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 （2)2)井口放噴器和配套的井控系統(tǒng)應符合鉆井設計要求，壓井口放噴器和配套的井控系統(tǒng)應符合鉆井設計要求，壓力等級應和地層壓力匹

39、配，放噴器芯子尺寸必須與井內(nèi)鉆具一力等級應和地層壓力匹配，放噴器芯子尺寸必須與井內(nèi)鉆具一致。致。 （3 3）井控設備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進需要。）井控設備的安裝質(zhì)量必須滿足油氣層安全鉆進需要。 （4 4）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：）鉆具組合：鐘擺鉆具，鉆頭：PDCPDC。 （5 5）鉆進施工嚴格按照鉆進設計執(zhí)行，鉆井參數(shù)主要包括：）鉆進施工嚴格按照鉆進設計執(zhí)行，鉆井參數(shù)主要包括：鉆頭類型及參數(shù)、鉆井性能、鉆進參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進參數(shù)鉆頭類型及參數(shù)、鉆井性能、鉆進參數(shù)、水力參數(shù)；鉆進參數(shù)主要包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、立管泵壓；水力參數(shù)主要包括：主要包括：鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、立管泵壓；水力參數(shù)主要包括：上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。上返速度、噴射速度、鉆頭壓降、環(huán)空壓耗、鉆頭水功率等。 第三章第三章 鉆井工藝技術及流程鉆井工藝技術及流程 （6 6）輔助工作：定點測斜，處理鉆井液，修理設備。）輔助工作：定點測斜，處理鉆井液，修理設備。 （7 7）鉆進中應進行油氣層壓力監(jiān)測工作，遇到鉆速突然）鉆進中應進行油氣層壓力監(jiān)測工作，遇到鉆速突然加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情況，應立即停加快、防空、憋鉆、跳鉆、油氣水顯示等情