钻井基础知识简介

5甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速；
6甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力，并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。
7缺点：费用高。
2、甲酸盐钻井液配方：
甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂（低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物）+超细碳酸钙（﹤10ｕｍ，作强降滤失剂）
第四节泥浆泵
泥浆泵是钻机循环系统设备之一,它象人的心脏一祥。常规钻进时,循环钻井液,清洗井底,辅助钻头更有效地破碎岩石；使用井下动力钻具时,通过泵入的钻井液,传递动力带动钻头转动；喷射钻井中,通过泵入的高压钻井液，经过喷嘴转换成水力能量,清洁井底并对岩石直接进行水力破碎,提高钻进速度。根据钻井生产技术发展的需要,对泥浆泵的要求愈来愈高,但其基本要求是：功率大、泵压高、排量大、流量稳定,耐腐蚀、耐磨损、易损件寿命长,重量轻、体积小、拆修方便、自动化程度高,
（2）具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型；
（3）钻进速度高；
（4）稳定井壁能力强，井径比较规则；
（5）对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。固相含量少，可减轻固相的侵入，因而减小了损害程度；
（6）可防止井漏的发生，由于钻井液固相含量低，在不使用加重材料的情况下，钻井液的液柱压力低，从而降低了产生漏失的压力；
第五节泥浆净化装置
泥浆中的固相含量高时,降低钻速、加剧钻头磨损、污染泥浆性能、污染油气层、影响固井质量等。钻井时要及时清除泥浆中的固相含量，泥浆中固相含量的清除常用机械清除法和化学清除法。
机械清除法是利用重力沉淀、筛滤和离心旋流等机械方法清除泥浆中的固相含量。此法在现场上普遍采用（采用震动筛、除砂器等固控设备）,以清除大于l0微米的钻屑。
3、甲酸盐钻井液使用范围：
1小井眼深井钻井；
2水平钻井和连续软管钻井、完井
3高温高压钻井、完井和修井
4水敏性页岩钻井
5钻储集层
6钻盐层和盐膏层
三、乙二醇类水基钻井液体系
1、乙二醇类水基钻井液体系简介
聚合醇大多是聚乙二醇类产品，有丙烯乙二醇，二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。
2、游车
游车和天车一样,型号较多,其基本结构大同小异。
三、大钩
大钩是起升系统的设备之一,正常钻进时悬挂水龙头、承受井下钻柱的重量,起下钻时悬挂吊环吊卡完成起下作业。对大钩有以下基本要求：有足够的承载能力,能缓冲减震、转动灵活、安全制动、操作方便,结均紧凑、简单。
四、钻井绞车
绞车是起升系统设备的起重部分,随钻机的类型不同,形式有所差异。
三、金刚石钻头
在坚硬而研磨性高的地层钻进,金刚石钻头比其它类型钻头的钻速和总进尺高,能减少起下钻次数,降低钻井成本。近年来油田中深井钻井口数在不断增加，随着钻井技术的不断改进，追求更高的钻井经济效益，金刚石钻头的使用非常普遍。
第一节钻柱
在钻井过程中,将方钻杆、钻杆、钻铤等用各种接头连接起来组成入井的管串称为钻柱。钻柱有如下基本作用：
四、稳定器
在钻铤柱的适当位置安装一定数量的稳定器，组成各种类型的下部钻具组合，可以满足钻直井时防止井斜的要求，钻定向井时可起到控制井眼轨迹的作用。此外,稳定器的使用还可以提高钻头工作的稳定性,从而延长使用寿命，这对金刚石钻头尤为重要。
第三章钻井液体系
常用泥浆体系介绍
一、聚合物钻井液体系
体系特点：
（1）固相含量低；亚微米粒子比例小，剪切稀释性好，卡森极限粘度低，悬浮携带钻屑能力强，洗井效果好，有利于提高机械钻速。
目前国内常用的石油钻井井架有塔型和A型两种。
二、天车和游车
1、天车
钻机的天车和游车用钢丝绳穿起来,共同组成了钻机的复滑轮系统(或叫游动系统)。天车是定滑轮组,固定在井架的顶部;游车是动滑轮组,在井架内部的空间上下往复运动。它们的主要作用是省力,减轻钢丝绳和钻机绞车的负载,用十多吨的力可起升上百吨的钻柱，获得极大的机械效益。
4在温度低于80℃的稀硅酸盐钻井液稳定泥页岩机理：是通过多个氢键、静电力、和范德华力度叠加与泥页岩的粘土颗粒形成的超分子化学力结合为主，缩合反应为辅；温度高于80℃，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应产生胶结性物质，把粘土矿物颗粒结合成牢固的界面，封固井壁。
（5）进行特殊作业,如挤水泥、处理井下事故等。
钻柱是联通地面和地下的枢纽,工作条件十分复杂,正确的管理、使用钻柱是非常重要的。
一、钻铤
钻挺接在钻头上面,主要是给钻头施加钻压和防止井斜，因此它壁厚而粗大，单位长度重量大。壁厚一般是38~53毫米,相当于同尺寸钻杆的4~6倍。它的直径一般与钻杆接头直径相等。这样可以增强刚度，受压时不易弯曲，因而有利于钻直井眼。
8.辅助设备
它属于钻机的辅助机组,包括供气设备、供水设备、供电设Байду номын сангаас、钻鼠洞设备、防喷设备、防火设备、辅助起重设备及保温设备等。它是为整套钻机服务的,是钻机不可分割的部分。
第二节井架与起升系统
一、井架
井架是钻机起升系统的组成部分。它的主要作用是安装天车、悬挂游车、大钩、水龙头、方钻杆、钻杆及钻链等设备,相当于起重设备的支架,并可存放钻柱。因此,钻井对井架的基本要求是：必须有一定的高度和空间;便于安装、存放钻柱等设备和有利于安全快速地进行起下钻作业;应具有足够的承载能力,以适应井下情况的需要:结构要简单、轻便,便于搬迁、拆装和维修。
四、硅酸盐钻井液体系
稳定井壁机理：
1硅酸盐在水中可以形成不同大小的颗粒，其中有离子状态的、胶体状态的和分子状态的，这些颗粒通过吸附、扩散等过程聚合到井壁上，封堵地层孔隙和裂缝。
2进入地层的硅酸根与页岩表面或地层水中的钙、镁离子发生反应形成的硅酸钙、硅酸镁覆盖岩石表面，封堵地层；
3进入地层的硅酸根遇到PH值小于9的地层水立即变成凝胶封堵地层孔喉和裂缝；
（7）钻井成本低；聚合物钻井液的处理利用量较少，钻井速度高，缩短了完井周期。
二、甲酸盐钻井液体系：
1、体系特点：
甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐，如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。
甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的，因而除了具有盐水钻井液的特点外，还具有其独特特点：
泥浆循环流程
泥浆循环系统（图1-3）主要由泥浆泵、高压管线、水龙带、水龙头、钻柱及泥浆净化设备等组成。其循环流程如下:动力机驱动泥浆泵,泥浆泵从泥浆池中吸入钻井液,通过泥浆泵增压后进入高压泥浆管线、立管、水龙带、水龙头、钻柱,经钻头水眼冲向井底,然后由钻柱与井壁的环形空间返出井口,再经泥浆净化设备流回泥浆池。
化学清除法是利用选择性的聚沉剂,保留泥浆中的粘土颗粒,对普通粘土颗粒起聚沉作用而达到清除有害固相的目的。此法可清除小于10微米以下的固相颗粒,以弥补机械清除法的不足。
第二章钻头及钻柱
第一节钻头
钻头分为：刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等。
一、刮刀钻头
刮刀钻头是旋转钻井使用最早的钻头类型。其结构简单，制造方便，成本低。在泥岩和页岩等软地层中，钻井速度比较高。国内外前后充分发挥了刮刀钻头的优势，取得了很高的指标，国内使用刮刀钻头进尺记录达3000多米。刮刀钻头按刀翼数目可分为双翼（鱼尾）、三翼、四翼刮刀钻头，常用到的是三翼刮刀钻头。
上钻头体有丝扣，与上部钻具相连，完成整个钻具结构；下钻头体上焊接水眼和刀翼；水眼提高喷射效果，具有抗冲蚀性；刀翼进行破碎岩石。
二、牙轮钻头
牙轮钻头是近代石油钻井中使用很广的一种钻头。这是由于牙轮钻头具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用，牙轮钻头与井底的接触面积小、比压高，工作扭矩小，工作刃总长度大等特点。从1909年出现的第一只牙轮钻头，经过了近一个世纪，牙轮钻头无论是钻头的材质、切削部分、钻头轴承、清洗装置等都有很大的改进。喷嘴的改进，解决了钻头的清洁问题，出现了喷射牙轮钻头；使用了硬质合金齿，提高了牙轮的抗磨性；使用密封滑动轴承使钻头的工作寿命大大提高。
1甲酸盐钻井液由于其强抑制性，可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散，也利于减少钻井液对油气层的损害；
2甲酸盐钻井液医药生物降解，不会造成对环境的损害；
3钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小，有利于延长金属材料的使用寿命；
4不需要加重材料就可配高密度钻井液，甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3，1.60g/cm3，甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3，不仅有利于提高机械速度，而且有利于保护油气层；
绞车传动机构的主要作用是传递动力，以不同的速度驱动转盘和滚筒。
绞车的刹车机构，钻进时,通过施加在刹把上的压力大小，可以均匀控制滚筒的运动速度和大钩的负荷,从而向钻头施加钻压,确保正常钻进。
第三节水龙头与转盘
一、水龙头
水龙头是旋转、起升与循环系统连接的纽带。它承受井内钻柱的全部重量,保持钻具的自由旋转与水龙带相接,将钻井液注入井底,承受循环过程中的高泵压,同时连接钻进过程中不转动有的大钩与转动的方钻杆。
1.绞车驱动（又叫链条驱动）
转盘的动力是经过绞车的链条传递到转盘上的。其主要优点是简化了传动方式,传动距离大,但要受绞车情况的影响和限制。
2.万向轴驱动
万向轴驱动的动力是经过绞车的双排活动链轮（或经传动系统）直接到变速箱,再经变速箱通过万向轴驱动转盘，它的最大特点是不受绞车位置的影响和限制,操作上方便、灵活,变速档次多。
二、转盘
转盘是钻机旋转系统设备之一。其主要作用是：在转盘钻井中,旋转钻头破碎法石;使用井下动力钻具时,承受反扭矩:起下钻作业中支撑和悬挂钻柱,承受轴向负荷,完成上卸扣的操作,处理井下复杂情况和进行井下打捞作业时旋转钻柱等。
三、转盘的传动方式
转盘的传动方式,随钻机的类型不同而有所差异。现场上常见的有两种方式：一是绞车驱动；二是万向轴驱动。