石油钻井设备与工具其它类型钻头.pptx
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石油钻井设备与工具王镇全第六节其它类型钻头.pptx
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
Deep Water Drill-In Casing
Open / Close Function Test
Closed (Low Pressure)
Open (Full Pump Pressure)
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
Deep Water Drill-In Casing
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
超高压喷射钻头
超高压喷射钻头
PDC钻头基本结构
常规固定喷嘴
超 高 压 喷 嘴
常规可换喷嘴
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。21.3.821.3.8Monday, March 08, 2021
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
2000ft Formation
Deep Water Drill-In Casing
Sea Level
8000ft Water
钻井设备与工具课件
转盘
3.1 钻机
(四)水龙头
作用： 1）悬持旋转的钻柱，承受大部或全部钻柱重量。 2）通过水龙头向钻柱（转动）内引输高压泥浆。 结构：固定部分（外壳和提环、鹅颈管、冲管），旋转
部分（中心管、负荷主轴承、防跳轴承、扶正轴承等），密
封盘根（冲管与中心管之间：冲管盘根，机油盘根(中心管与 外壳）。 转动：转盘→方钻杆→保护接头→中心管(轴承) 泥浆注入：水龙带－鹅颈管－冲管－中心管－保护接头－ 方钻杆
5) 气控系统（空压机、控制机构、执行机构);
6) 井控系统（防喷器组、四通、节流管汇、压井管线等) 现场习惯称十大件：井架、天车、游车、大钩、水龙头、转盘、绞车、泥浆 泵、柴油机、传动装置。
3.1 钻机
(二)分类
1、按钻深分类（起重能力，所用钻杆直径） 1）大型钻机（800kN以上，使用钻杆89－140mm） ①超重型钻机：Hmax>5000m >2500kN
3.1 钻机
二、旋转系统
(一)功用: 循环钻钻井液的
同时使钻柱旋转，及活动
钻具。 (二)组成: 转盘和水龙头两 大部件。
旋转系统
3.1 钻机
(三) 转盘: 作用: 钻进时，送进钻具同时带动钻柱旋转， 传递扭矩到钻头，
下套管或起下钻时：承托井内全部管柱重量。
井下动力钻井时：制动钻杆，承受反扭矩。 结构：两个锥形齿轮：绞车→链条→转盘轴（水 平）→小锥 齿轮/大锥齿轮→转台→大方瓦和方补心→方钻 杆。
第3章
钻井设备与工具
3.1 钻机 3.2 钻具
3.3 井口工具
3.1 钻机
一、钻机的组成与分类
钻机: 油气钻井地面配套设备总称，为一套重型联合工作 机组，由工艺要求决定。 功用: ①驱动旋转（钻进）;②吊升（起下钻）;③循环洗 井;④动力及传动。⑤控制与监测。
石油钻井设备与工具钻头选型
活性。
03 钻头选型原则
钻头类型及特点
牙轮钻头：适用于不同地层，具有较高的破碎率和钻速 刮刀钻头：适用于软到中硬地层，具有较高的进尺和较低的钻压 PDC钻头：适用于中硬到硬地层，具有较高的钻速和较低的钻压 复合片钻头：适用于硬到坚硬地层，具有较高的破碎率和较低的钻压
钻头选型依据
钻井目的：明确钻井的目的和需求，选择合适的钻头类型。
优缺点：刮刀钻头具有结构简单、 工作可靠、成本低等优点，但钻速 较低
三牙轮钻头
结构特点：由 三个牙轮、轴 承、喷嘴、牙 掌、牙轮罩等
组成
工作原理：三 个牙轮围绕中 心轴旋转，通 过滚动摩擦力
破碎岩石
应用范围：适 用于软到中硬 地层的钻井作
业
优点：钻速高、 进尺多、钻头 寿命长、轴承 使用寿命长、
可靠性高
钻头维护与保养
定期检查钻头磨损情况 及时更换磨损严重的钻头 对钻头进行清洗和润滑 存放时避免阳光直射和潮湿环境
06
案例分析：不同地层条 件下的钻头选型
砂岩地层条件下的钻头选型
砂岩地层的特性： 砂岩地层主要由 砂粒组成，具有 较高的硬度和脆 性。
钻头选型要点： 针对砂岩地层的 特性，选择具有 较高硬度和抗冲 击能力的钻头， 以适应砂岩地层 的硬度变化。
钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于输 送钻井液和岩屑
钻头：用于破碎岩石，形成井眼
钻井液：用于冷却钻头、携带岩屑、保 护井壁等
固井设备：用于将水泥浆注入井筒，固 结井壁，防止油气水倒流
井口装置：用于控制井口压力、温度等 参数，保证钻井安全
石油钻井设备发展趋势
自动化和智能化： 随着技术的不断 发展，石油钻井 设备正朝着自动 化和智能化的方 向发展，提高钻 井效率和安全性。
03 钻头选型原则
钻头类型及特点
牙轮钻头：适用于不同地层，具有较高的破碎率和钻速 刮刀钻头：适用于软到中硬地层，具有较高的进尺和较低的钻压 PDC钻头：适用于中硬到硬地层，具有较高的钻速和较低的钻压 复合片钻头：适用于硬到坚硬地层，具有较高的破碎率和较低的钻压
钻头选型依据
钻井目的：明确钻井的目的和需求，选择合适的钻头类型。
优缺点：刮刀钻头具有结构简单、 工作可靠、成本低等优点，但钻速 较低
三牙轮钻头
结构特点：由 三个牙轮、轴 承、喷嘴、牙 掌、牙轮罩等
组成
工作原理：三 个牙轮围绕中 心轴旋转，通 过滚动摩擦力
破碎岩石
应用范围：适 用于软到中硬 地层的钻井作
业
优点：钻速高、 进尺多、钻头 寿命长、轴承 使用寿命长、
可靠性高
钻头维护与保养
定期检查钻头磨损情况 及时更换磨损严重的钻头 对钻头进行清洗和润滑 存放时避免阳光直射和潮湿环境
06
案例分析：不同地层条 件下的钻头选型
砂岩地层条件下的钻头选型
砂岩地层的特性： 砂岩地层主要由 砂粒组成，具有 较高的硬度和脆 性。
钻头选型要点： 针对砂岩地层的 特性，选择具有 较高硬度和抗冲 击能力的钻头， 以适应砂岩地层 的硬度变化。
钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于输 送钻井液和岩屑
钻头：用于破碎岩石，形成井眼
钻井液：用于冷却钻头、携带岩屑、保 护井壁等
固井设备：用于将水泥浆注入井筒，固 结井壁，防止油气水倒流
井口装置：用于控制井口压力、温度等 参数，保证钻井安全
石油钻井设备发展趋势
自动化和智能化： 随着技术的不断 发展，石油钻井 设备正朝着自动 化和智能化的方 向发展，提高钻 井效率和安全性。
钻井设备和工具PPT课件
36
分类
两翼(鱼尾式)刮刀钻头
刀翼数 三翼刮刀钻头
最常用
四翼刮刀钻头
平底式刮刀钻头 刀冀底刃的形状 阶梯式刮刀钻头
优点： 机械钻速较高 缺点： 扭矩较大，控制不当易造成井斜
刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命
37
刮刀钻头的应用
• 刮刀钻头制造工艺简单，成本低； • 刮刀钻头适用于松软－软地层，钻速快 • 刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜； • 刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备； • 刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
9
起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
10
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能：
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。
泥浆池
泥浆循环流程
泥浆泵
振动筛、除气器、除砂 器、除泥器、离心机
水龙带 水龙头
高压管汇 立管 固控设备
加重装置
泥浆泵
立管
地面高压管汇 方钻杆
水龙带 地面排出 管线
水龙头
钻柱 环形空间
钻头
废水池
泥浆池
振动筛
岩屑下滑
钻杆
环空 钻铤 井眼 钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
38
牙轮钻头
牙轮钻头的结构
牙轮钻头由钻头体、牙爪（巴掌）牙 轮及牙齿、轴承、储油润滑密封系统、 喷嘴等部分组成。
分类
两翼(鱼尾式)刮刀钻头
刀翼数 三翼刮刀钻头
最常用
四翼刮刀钻头
平底式刮刀钻头 刀冀底刃的形状 阶梯式刮刀钻头
优点： 机械钻速较高 缺点： 扭矩较大，控制不当易造成井斜
刮刀钻头的寿命取决于刀翼的寿命
37
刮刀钻头的应用
• 刮刀钻头制造工艺简单，成本低； • 刮刀钻头适用于松软－软地层，钻速快 • 刮刀钻头容易磨损成锥形，造成缩径和井斜； • 刮刀钻头产生剧烈的扭转振动，破坏钻具和设备； • 刮刀钻头目前逐渐被PDC钻头取代。
钻绳 游车
大钩
绞车
死绳锚
存储滚筒
①下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；
②起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
9
起 升 系 统 ↓ 天 车| 游 车| 钢 丝 绳
10
2、旋转系统
转盘 水龙头 钻头 钻柱
功能：
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。
泥浆池
泥浆循环流程
泥浆泵
振动筛、除气器、除砂 器、除泥器、离心机
水龙带 水龙头
高压管汇 立管 固控设备
加重装置
泥浆泵
立管
地面高压管汇 方钻杆
水龙带 地面排出 管线
水龙头
钻柱 环形空间
钻头
废水池
泥浆池
振动筛
岩屑下滑
钻杆
环空 钻铤 井眼 钻头
环形空间的概念
1 井眼 2 钻铤外壁 3 钻铤内壁 4 钻井液 5 环形空间 6 钻头
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牙轮钻头
牙轮钻头的结构
牙轮钻头由钻头体、牙爪（巴掌）牙 轮及牙齿、轴承、储油润滑密封系统、 喷嘴等部分组成。
《钻井装备知识培训》课件
主要钻井装备
钻机
钻机是进行钻井过程中的主 要设备，提供动力和控制系 统以进行旋转和钻进操作。
钻头
钻头是用于钻进地层并将岩 石碎屑带到井口的工具。不 同类型的钻头适用于不同的 地质条件。
钻杆
钻杆是连接钻机和钻头的长 杆，负责传递旋转动力和提 供强度和刚度以抵抗地层反 力。
钻柱
钻柱是由多根钻杆组成的长管，用于承受钻井时 的重量和反力，保持井眼的稳定性。
自动化钻井系统
引入自动化技术，提高钻井过程 的自动化程度，减少人工操作。
环保钻井
致力于开发更环保的钻井装备和 技术，减少对环境的影响。
知识总结和重点
装备构造和功能
理解钻井装备的基本构造和 功能，以正确进行钻井操作。
安全操作和维护
遵守安全操作规程，定期检 查和维护钻井装备，确保操 作的安全和效果。
了解最新发展
1 定期检查和维护
2 安全操作规程
定期对钻机和相关装备进 行维护，确保其运行良好。
遵守安全操作规程，包括 正确使用个人防护装备、 避免环境污染，并及时报 告异常。
3 应急处置
掌握装备故障和事故的应 急处置方法，以保障人员 的安全和装备的保护。
装备的最新发展
新型钻井技术
钻井装备领域不断推陈出新，利 用新技术和材料提高钻井效率和 安全性。
钻井液循环系统
钻井液循环系统用于冷却和润滑钻头、控制井底 压力、移除岩屑以及维持井眼稳定。
钻井装备的工作原理
1
准备阶段
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
检查和准备钻井装备，包括安装钻头和连接钻杆。
2
钻进阶段
钻机旋转钻杆，使钻头进入地层并继续向下钻进。
3
取芯和测试
石油钻井基础知识 PPT
绞车、转盘常的组成部分有：钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用
接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压； (3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理 井下事故等。
四、钻井液的性能及作用 钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、 润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液 柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下钻具传 递动力。
十、喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速
射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。
十一、影响机械钻速的因素 (1) 钻压、转速和钻井液排量； (2) 钻井液性质； (3) 钻头水力功率的大小； (4) 岩石可钻性与钻头类型。
十二、钻井取心工具组成 (1)取心钻头：用于钻取岩心；(2)外岩心筒：承受钻压、传递
八、预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、
dc指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测 井，试油测试等方法。
九、钻井液静液压力在钻井中的变化 静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩
屑的进入会增加液柱压力，油、气水浸会降低静液压力，井内钻井 液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有： 有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。
二十二、卡钻及造成原因 卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术
措施不当等原因，使钻具在井内长时间不能自由活动，这种现象 叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩 径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
二十三、处理卡钻事故的方法 (1) 泡油解卡； (2) 使用震击器震击解卡； (3) 倒扣套铣； (4) 爆炸松扣； (5) 爆炸钻具侧钻新眼等。
接头及方钻杆。钻柱的基本作用是：(1)起下钻头；(2)施加钻压； (3)传递动力；(4)输送钻井液；(5)进行特殊作业：挤水泥、处理 井下事故等。
四、钻井液的性能及作用 钻井液是钻井的血液，其主作用是：1)携带、悬浮岩屑；2)冷却、 润滑钻头和钻具；3)清洗、冲刷井底，利于钻井；4)利用钻井液液 柱压力，防止井喷；5)保护井壁，防止井壁垮塌；6)为井下钻具传 递动力。
十、喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速
射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。
十一、影响机械钻速的因素 (1) 钻压、转速和钻井液排量； (2) 钻井液性质； (3) 钻头水力功率的大小； (4) 岩石可钻性与钻头类型。
十二、钻井取心工具组成 (1)取心钻头：用于钻取岩心；(2)外岩心筒：承受钻压、传递
八、预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前，采用地震法；(2)钻井中，采用机械钻速法，d、
dc指数法，页岩密度法；(3)完井后，采用密度测井，声波时差测 井，试油测试等方法。
九、钻井液静液压力在钻井中的变化 静液压力，是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化，岩
屑的进入会增加液柱压力，油、气水浸会降低静液压力，井内钻井 液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有： 有效地净化钻井液；起钻及时灌满钻井液。
二十二、卡钻及造成原因 卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术
措施不当等原因，使钻具在井内长时间不能自由活动，这种现象 叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩 径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
二十三、处理卡钻事故的方法 (1) 泡油解卡； (2) 使用震击器震击解卡； (3) 倒扣套铣； (4) 爆炸松扣； (5) 爆炸钻具侧钻新眼等。
钻井设备和工具PPT课件
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6、井控系统
(1)组成： 防喷器组、节流管汇、压井管线以及液、气压控制 机构组成。
(2)功能： 控制井内的压力，防止地层流体无控制地流入井中。
25
6、井控系统
国内防喷器产品
闸板防喷器 环形防喷器
分流器
旋转防喷器
电缆防喷器 带压作业装置
防喷器可实现的功能：
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) 用作分流系统 6) 可以剪断钻具
2
第一节 钻机
陆上钻机
海洋钻井平台
3
4
一、钻机的分类
1.钻井深度
(钻机的起 重能力)
大型钻机
W>800kN， 89 ～ 140mm钻杆， 井径> 160mm
超重型钻机 H>5000m，
W>2500kN
重型钻机 H＝3000～5000m
W＝2000～2500kN
轻便钻机
中型钻机
H＝1000～ 2500m
驱动与传动系统 动
力
气控系统
系
统
井控系统
起升系统 旋转系统 循环系统
天车 游车 大钩 水龙头 转盘 绞车 泥浆泵 井架
五大系统→三大系统→八大件 29
转盘不旋转 不需要方钻杆
30
31
第二节 钻井工具
井下工具 井口工具
一、井下工具
水龙头以下至钻头的管柱和工具的总称。 主要包括钻头和钻柱。
1、钻头
11
游车下部的大钩正 在锁住水龙头提环
钻工正安放卡瓦
2、旋转系统
12
2、旋转系统
钻杆与钻铤
转动的转盘与方钻杆 (顺时针转)
钻井井下作业工具大全展示ppt课件
03
常见钻井井下作业工具介绍
牙轮钻头
01
02
03
结构组成
由钻头体、牙轮、轴承及 喷嘴等部件组成。
工作原理
通过牙轮在井底滚动破碎 岩石，同时利用喷嘴喷射 钻井液清洗井底并冷却钻 头。
适用范围
适用于软到中硬地层的钻 井作业。
金刚石钻头
02
01
03
结构组成
由钻头体、金刚石复合片、喷嘴等部件组成。
工作原理
尺寸检查
核对工具尺寸是否符合设计要求，特别是关键部位的尺寸。
使用前检查与准备工作
• 性能测试：对工具进行必要的性能测试，如密封性、耐压性等。
使用前检查与准备工作
清洁工具
清除工具表面的油污、泥土等杂质。
润滑保养
对需要润滑的部位进行润滑保养，确保工具在井下作业过程中运 转顺畅。
安装调试
按照操作规程对工具进行安装和调试，确保工具处于正常工作状 态。
• 经济性：在满足安全和适应性的前提下，选择性价比高的工具。
选型原则和方法
01
选型方法
02
03
04
了解井身结构和井眼轨迹，确 定所需工具的基本类型和规格
。
分析地层特性，选择适合地层 特性的工具材料和结构。
参考类似井的作业经验，选择 经过验证的可靠工具。
使用前检查与准备工作
外观检查
检查工具表面是否有裂纹、变形、严重磨损等缺陷。
02
钻井井下作业工具核心技术
钻头设计与制造技术
钻头类型与结构
包括刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头等，介绍各 种钻头的结构特点、适用地层及工作原理。
钻头材料
阐述钻头制造中常用的高性能合金钢、硬质合金、 金刚石等材料的性能特点与选用原则。
石油钻采机械概论(1-6)课件PPT课件
泥浆净化系统
处理循环泥浆，去 除岩屑和杂质。
钻井设备选型原则与方法
地质条件适应性
根据地层岩性、井深、 井斜等选择合适的钻机
和钻具。
经济性
在满足钻井要求的前提 下，尽量降低设备投资
和运行成本。
可靠性
选用技术成熟、性能稳 定的设备，确保钻井作
业顺利进行。
安全性
考虑设备的安全防护措 施和应急处理能力，保
根据故障诊断结果采取相应的维修措 施，如更换损坏的元件、清洗堵塞的 管路、调整压力或流量等参数，使系 统恢复正常运行。同时，加强日常维 护和保养工作，定期检查并更换液压 油或润滑油，保持系统清洁和干燥， 以延长使用寿命和减少故障发生。
06 石油钻采机械自动化与智 能化技术
自动化与智能化技术应用概述
行。
03 采油设备
采油设备分类及特点
抽油机
通过抽油杆带动深井泵，将原油从地下抽到地面，适用于不同粘度和 产量的油井。
电潜泵
将电动机和多级离心泵一起下入油井液面以下进行抽油的举升设备， 适用于高产液、高含水油井。
螺杆泵
通过螺杆在泵壳内旋转产生的吸力和压力来抽取原油，适用于高粘度、 高含砂、高含气油井。
分类
石油钻采机械种类繁多，按照功能和用途可分为钻井设备、采油设备、修井设 备等；按照驱动方式可分为电动、液动、气动等；按照结构形式可分为立式、 卧式、移动式等。
石油钻采机械发展历程
初期阶段
早期的石油钻采主要依靠人力和简单 的机械设备，效率低下，安全风险高。
未来趋势
未来石油钻采机械将继续向高效、节 能、环保、智能化方向发展，同时注 重提高设备的可靠性和维护性。
THANKS FOR WATCHING
石油钻采机械PPT课件
浆
释 水
固 定
筛 筒
润
外转
滑
壳子
器
轻 泥 浆
驱 动 轴
第41页/共69页
重晶石回收
➢沉 淀 （ 倾 析 ） 式 离 心 分 离 机
• 核心部件是由锥形滚筒、输送器和变速器所组成的旋转总成。 • 输送器通过变速器与锥形滚筒相连，二者转速不同。
滚 筒 溢 流 孔 泥 浆 进 口溢 流 孔
螺旋输送器
叶
片
第9页/共69页
➢ 完备的泥浆净化系统包括更多的设备，一般由泥浆振动筛、旋流除砂器、旋流除 泥器、离心分离机和除气器等组成。
➢ 完备的泥浆净化系统分为： • 完整的处理非加重泥浆净化系统； • 完整的加重泥浆净化系统。
第10页/共69页
完整的处理非加重泥浆净化系统：
• 离心机对水力旋流 器的底流进行二次 处理，以便将其中 的液体回收到液罐 中，而清除的只是 固相的泥土和砂粒
• 工作时，由主轴、轴承和偏心块等构成的激振器旋转时 产生周期性的惯性力，迫使筛箱、筛网和弹簧等部件在 底座上作简谐振动；
第18页/共69页
• 促使由泥浆盒均匀流至筛网表面的泥浆中的液固相分离 • 即液体和较小颗粒通过筛网孔流向除砂器，而较大颗粒
顺筛网表面移向砂槽。
第19页/共69页
筛网
➢ 泥浆振动筛中最易损坏的零件是筛网。 ➢ 一般有钢丝筛网、塑料筛网、带孔筛板等，常用的是不锈钢丝编织的筛网。 ➢ 筛网通常以“目”表示其规格，表示以任何一根钢丝的中心为起点，沿直线方向
➢激 振 器 安 装 在 筛 架 重 心 的 上 方 位 置
• 筛架两端呈椭圆振动，而激振器的正下方呈圆周振动。 • 固相颗粒运移速率受椭圆轴、筛架的倾角和激振器转动的方向所控制。 • 这类振动筛通常有两个分开的筛架，每个筛架安装倾角不同，以便排除钻屑。
钻头讲义PPT课件
6
刮刀钻头的破岩原理
7
8
刮刀钻头的破岩机理
塑性岩石 塑脆性岩石生日礼物送什么最好
刀翼向前推井碰撞刃前岩石 刀翼在扭力Ｔ作用下压碎前方的岩石，使其 产生小剪切破碎施转力增大。 当扭力增大到极限值时，岩石沿剪切面产生 大剪切破碎，然后扭力突然减小。
9
刮刀钻头
刮刀钻头适用的地层 泥岩及页岩等软地层 参数配合 增加转速，适当减小钻压，提高排量
35
一般原则
长而稀疏的钢齿用来钻进软地层，稀疏 布齿有利于钻头的清洗。 密而短的镶齿适合于钻硬地层。
36
37
38
39
牙轮钻头的牙齿
对于牙齿的基本要求是破岩效率高、寿命 长。为满足这一要求，一是牙齿的几何形 状要合理；二是齿的材料要耐磨并有足够 的强度。 目前牙轮钻头的牙齿有铣齿（也称钢齿） 和硬质合金齿（简称镶齿）两大类。
40
牙轮钻头的牙齿（铣齿）
铣齿牙轮钻头的牙齿与牙轮壳体成一体， 它是由牙轮毛坯经过铣削加工形成，为了 提高牙齿的耐磨性，在齿面上敷焊硬质合 金粉。 铣齿的齿型主要是楔形齿。外排保径齿可 作成型、T型、L形。
41
牙轮钻头的牙齿（镶齿）
楔形齿
适用于破碎具有高塑性的软地层以及中硬地 层，齿尖角同65－90不等，齿尖角小的适 合软地层，齿尖角大的适合较硬的地层。
软地层角较大，硬地层角较小
29
牙轮移轴方式
30
31
牙轮的形状及布置
牙轮的几何形状及尺寸
主锥角、副锥角、牙轮总高 牙轮最大外径、背锥角
牙轮的布置
非自洗式 自洗不移轴 自洗移轴
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牙轮布置方式
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牙轮上牙井底 牙轮在重复滚动时应使牙齿不致落入别 的齿已破碎的旧坑内。 各牙轮齿圈上的牙齿数应使每齿均匀地 承担破碎井底岩石的任务。所以外圈齿 数应多些，内圈齿应少些。
刮刀钻头的破岩原理
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刮刀钻头的破岩机理
塑性岩石 塑脆性岩石生日礼物送什么最好
刀翼向前推井碰撞刃前岩石 刀翼在扭力Ｔ作用下压碎前方的岩石，使其 产生小剪切破碎施转力增大。 当扭力增大到极限值时，岩石沿剪切面产生 大剪切破碎，然后扭力突然减小。
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刮刀钻头
刮刀钻头适用的地层 泥岩及页岩等软地层 参数配合 增加转速，适当减小钻压，提高排量
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一般原则
长而稀疏的钢齿用来钻进软地层，稀疏 布齿有利于钻头的清洗。 密而短的镶齿适合于钻硬地层。
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牙轮钻头的牙齿
对于牙齿的基本要求是破岩效率高、寿命 长。为满足这一要求，一是牙齿的几何形 状要合理；二是齿的材料要耐磨并有足够 的强度。 目前牙轮钻头的牙齿有铣齿（也称钢齿） 和硬质合金齿（简称镶齿）两大类。
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牙轮钻头的牙齿（铣齿）
铣齿牙轮钻头的牙齿与牙轮壳体成一体， 它是由牙轮毛坯经过铣削加工形成，为了 提高牙齿的耐磨性，在齿面上敷焊硬质合 金粉。 铣齿的齿型主要是楔形齿。外排保径齿可 作成型、T型、L形。
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牙轮钻头的牙齿（镶齿）
楔形齿
适用于破碎具有高塑性的软地层以及中硬地 层，齿尖角同65－90不等，齿尖角小的适 合软地层，齿尖角大的适合较硬的地层。
软地层角较大，硬地层角较小
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牙轮移轴方式
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牙轮的形状及布置
牙轮的几何形状及尺寸
主锥角、副锥角、牙轮总高 牙轮最大外径、背锥角
牙轮的布置
非自洗式 自洗不移轴 自洗移轴
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牙轮布置方式
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牙轮上牙井底 牙轮在重复滚动时应使牙齿不致落入别 的齿已破碎的旧坑内。 各牙轮齿圈上的牙齿数应使每齿均匀地 承担破碎井底岩石的任务。所以外圈齿 数应多些，内圈齿应少些。
《石油钻井设备》课件
石油钻井设备的分类和组成
钻井设备：包括 钻头、钻杆、钻
铤等
井下工具：包括 钻头、钻铤、钻
杆等
地面设备：包括 钻机、泥浆泵、
发电机等
辅助设备：包括 钻井液、泥浆泵、
发电机等
控制系统：包括 钻井液、泥浆泵、
发电机等
安全设备：包括 钻井液、泥浆泵、
发电机等
03 钻机设备
钻机的种类和特点
旋转钻机：通过旋转钻头进行钻孔，适用于软土层和硬土层 冲击钻机：通过冲击钻头进行钻孔，适用于硬土层和岩石层 复合钻机：结合旋转钻机和冲击钻机的特点，适用于多种地质条件 特点：高效、节能、环保、安全、智能化、自动化、模块化、可移动化
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国外发展现状：国外石油钻井设备 和技术已经相当成熟，部分国家已 经实现了智能化、自动化钻井，技 术水平领先于我国。
挑战与机遇：我国石油钻井设备和 技术面临着巨大的挑战和机遇，需 要加强自主创新，提高技术水平， 抢占市场份额。
新型石油钻井设备和技术的研究进展和应用前景
钻具的组成和特点
钻杆：连接钻头和钻机，传 递扭矩和压力
钻铤：连接钻杆和钻头，传 递扭矩和压力
钻具：包括钻头、钻杆、钻 铤等，用于钻井作业
钻头：用于破碎岩石，分为 牙轮钻头、金刚石钻头等
特点：耐磨、耐高温、耐腐 蚀、抗冲击、抗疲劳等
钻头和钻具的维护和使用注意事项
操作过程中，注意控制钻头 和钻具的转速和压力，避免 过载
定期检查：对设备进行定期检查，确保设 备运行正常
安全操作：严格按照操作规程进行操作， 确保设备安全运行
润滑保养：定期对设备进行润滑保养，防 止设备磨损
检修要求：定期对设备进行检修，确保设 备运行正常
钻井井下作业工具大全展示ppt课件
小修作业现场
ppt课件
19
一、油水井井下作业的种类
小修作业现场
ppt课件
20
一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
ppt课件
21
一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
ppt课件
22
一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
ppt课件
23
井下常用作业工具
什么叫井下工具？
凡是井下施工作业所需用的下井工具统成为井下工 具。井下工具大体分为井下作业施工工具、井下生产工 具、作业大修工具三大类。
ppt课件
8
修井水龙头
ppt课件
9
4、水龙带 水龙带可与水龙头配套使用，在钻进中循环泥浆、冲砂
等情况下传输动力液。使用水龙带时不能超过其最高的工作 压力。 使用注意事项 解堵、压井等项施工时一定要考虑水龙带的额定承压，严禁 超压施工； 酸化施工、气举时不能使用水龙带； 酸化、压裂施工后返排严禁作用水龙带； 冬季使用后要排空水龙带内的残液以防冻住造成堵塞。
（维护油水（气）井的正常生产，处理井下故障，改变 生产层位或采油方式，提高油层的生产能力，延长生产 井的免修周期。）
修井的任务：（维护、修理、油层改造三大任务）
ppt课件
4
一、油水井井下作业的种类
修井作业十项基本内容
A、完井； B、分采分注；（机堵、水井分层注水） C、检、下泵； D、油层改造；（压裂、酸化、调剖、解堵、化堵等）
小修等施工项目均属于维护性
作业施工。
ppt课件
16
一、油水井井下作业的种类
二、措施性作业施工
如：抽油机井换大泵施 工、新井下泵、措施后下泵、 油水井压裂、报废、酸化、 解堵、机堵、化堵、补孔、 抽改电、电改抽、抽改螺、 电改螺；水井的试配、调整、 调剖、试验等施工项目均属 于措施性作业施工。
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一、油水井井下作业的种类
小修作业现场
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一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
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一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
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一、油水井井下作业的种类
大修作业现场
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井下常用作业工具
什么叫井下工具？
凡是井下施工作业所需用的下井工具统成为井下工 具。井下工具大体分为井下作业施工工具、井下生产工 具、作业大修工具三大类。
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修井水龙头
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9
4、水龙带 水龙带可与水龙头配套使用，在钻进中循环泥浆、冲砂
等情况下传输动力液。使用水龙带时不能超过其最高的工作 压力。 使用注意事项 解堵、压井等项施工时一定要考虑水龙带的额定承压，严禁 超压施工； 酸化施工、气举时不能使用水龙带； 酸化、压裂施工后返排严禁作用水龙带； 冬季使用后要排空水龙带内的残液以防冻住造成堵塞。
（维护油水（气）井的正常生产，处理井下故障，改变 生产层位或采油方式，提高油层的生产能力，延长生产 井的免修周期。）
修井的任务：（维护、修理、油层改造三大任务）
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4
一、油水井井下作业的种类
修井作业十项基本内容
A、完井； B、分采分注；（机堵、水井分层注水） C、检、下泵； D、油层改造；（压裂、酸化、调剖、解堵、化堵等）
小修等施工项目均属于维护性
作业施工。
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16
一、油水井井下作业的种类
二、措施性作业施工
如：抽油机井换大泵施 工、新井下泵、措施后下泵、 油水井压裂、报废、酸化、 解堵、机堵、化堵、补孔、 抽改电、电改抽、抽改螺、 电改螺；水井的试配、调整、 调剖、试验等施工项目均属 于措施性作业施工。
石油钻井设备与工具钻头选型.pptx
英文字母表示钻头体的材料
3、厂家PDC钻头型号的表示方法
钻头型号由钻头直径代号、厂家命名型 号和IADC制定的钻头分类号三部分组成。 各钻头厂家可以根据需要编制各自产品的 厂家命名型号，同时应制定厂家命名型号 与IADC钻头分类号的对照表。
示例：钻头型号8 1/2″ R426/S231 其中，钻头直径代号为8 1/2，表示全面钻进
第二节 钻头选型
前言
1、目的意义 钻头种类较多，各有特点; 同一种钻头，结构参数不同，适应性不同; 同一种型号，厂家不同，钻头性能不同。 选择哪一种类型的钻头，同种钻头选择哪一种型号的
钻头，同一种型号选择哪一个厂家的钻头，直接关系到钻 井成本。因此钻头优选对于提高钻井速度降低钻井成本具 有重要意义。
热稳定性聚晶金刚 石，耐磨，抗 冲击性能较差 ，热稳定性较 高，形状多样 但尺寸较小。
犁切
较高
较长
较硬至硬均质地层
单晶金刚石，耐磨 ，颗粒小，热 稳定性较差。
微 钻井方式适应性
定向性能
大钻压，低转速 转盘，动力钻具
较好
小钻压，中转速
转盘，动力钻具及 复合钻井
最好
第四位字码为钻头附加结构特征代号，用以表示前面位数字无法表达的恃征，用英 文字母表示，目前，IADC已定义了11个特征，用下列字母表示:
A—空气冷却; C—中心喷嘴; D—定间钻井; E—加长喷嘴; G—附加保径/钻头体保径; J—喷嘴偏射; R—加强焊缝： S—标准铣齿; X—楔形镶齿; R—圆锥形镶齿； Z—其他形状镶齿。
各种钻头特点比较
钻头
牙轮钻头
PDC钻头
TSP钻头
单晶金刚石钻头
特性
切削齿材料及性能 硬质合金齿，强度高 、抗冲击，耐磨 性较差。
3、厂家PDC钻头型号的表示方法
钻头型号由钻头直径代号、厂家命名型 号和IADC制定的钻头分类号三部分组成。 各钻头厂家可以根据需要编制各自产品的 厂家命名型号，同时应制定厂家命名型号 与IADC钻头分类号的对照表。
示例：钻头型号8 1/2″ R426/S231 其中，钻头直径代号为8 1/2，表示全面钻进
第二节 钻头选型
前言
1、目的意义 钻头种类较多，各有特点; 同一种钻头，结构参数不同，适应性不同; 同一种型号，厂家不同，钻头性能不同。 选择哪一种类型的钻头，同种钻头选择哪一种型号的
钻头，同一种型号选择哪一个厂家的钻头，直接关系到钻 井成本。因此钻头优选对于提高钻井速度降低钻井成本具 有重要意义。
热稳定性聚晶金刚 石，耐磨，抗 冲击性能较差 ，热稳定性较 高，形状多样 但尺寸较小。
犁切
较高
较长
较硬至硬均质地层
单晶金刚石，耐磨 ，颗粒小，热 稳定性较差。
微 钻井方式适应性
定向性能
大钻压，低转速 转盘，动力钻具
较好
小钻压，中转速
转盘，动力钻具及 复合钻井
最好
第四位字码为钻头附加结构特征代号，用以表示前面位数字无法表达的恃征，用英 文字母表示，目前，IADC已定义了11个特征，用下列字母表示:
A—空气冷却; C—中心喷嘴; D—定间钻井; E—加长喷嘴; G—附加保径/钻头体保径; J—喷嘴偏射; R—加强焊缝： S—标准铣齿; X—楔形镶齿; R—圆锥形镶齿； Z—其他形状镶齿。
各种钻头特点比较
钻头
牙轮钻头
PDC钻头
TSP钻头
单晶金刚石钻头
特性
切削齿材料及性能 硬质合金齿，强度高 、抗冲击，耐磨 性较差。
2024版《钻井设备和工具》PPT课件
检查刹车油位、刹车片磨损情况，调整刹车系统，确保刹车性能良 好。
转向系统故障
检查转向油位、转向器磨损情况，调整转向系统，确保转向灵活、 稳定。
空调系统故障
检查制冷剂、压缩机、冷凝器等，清洗或更换空调滤清器，确保空调 系统正常工作。
PART 06
未来发展趋势及新技术应 用前景
REPORTING
智能化技术在钻井设备中的应用
记录管理
建立完善的设备和工具使用记录档案，为后 续的维修、保养和选型提供依据。
PART 05
常见故障诊断与处理措施
REPORTING
动力系统故障诊断与处理
发动机启动困难或无法启动
检查电池电量、点火系统、燃油系统等，确保发动机正常运转。
发动机功率不足
清洗或更换空气滤清器、燃油滤清器，检查点火系统、气门间隙等， 提高发动机功率。
钻头
牙轮钻头
01
利用牙轮滚动破碎岩石，适用于软到中硬地层。
金刚石钻头
02
采用人造金刚石聚晶复合片作为切削齿，适用于硬地层和研磨
性地层。
PDC钻头
03
采用聚晶金刚石复合片作为切削齿，适用于软到中硬地层，具
有高效、长寿命的特点。
钻杆与钻铤
钻杆
连接钻头与地面设备，传递扭矩和轴向力，分为方钻杆、钻杆和 加重钻杆等。
REPORTING
选择原则及注意事项
适应性原则
根据钻井工程需求，选择适应地 层特性、井身结构、钻井工艺等
要求的设备和工具。
先进性原则
优先选择技术先进、性能稳定、 效率高的设备和工具，提高钻井 速度和成功率。
经济性原则
在满足钻井需求的前提下，综合 考虑设备购置、使用、维护等成 本，选择性价比高的产品。
转向系统故障
检查转向油位、转向器磨损情况，调整转向系统，确保转向灵活、 稳定。
空调系统故障
检查制冷剂、压缩机、冷凝器等，清洗或更换空调滤清器，确保空调 系统正常工作。
PART 06
未来发展趋势及新技术应 用前景
REPORTING
智能化技术在钻井设备中的应用
记录管理
建立完善的设备和工具使用记录档案，为后 续的维修、保养和选型提供依据。
PART 05
常见故障诊断与处理措施
REPORTING
动力系统故障诊断与处理
发动机启动困难或无法启动
检查电池电量、点火系统、燃油系统等，确保发动机正常运转。
发动机功率不足
清洗或更换空气滤清器、燃油滤清器，检查点火系统、气门间隙等， 提高发动机功率。
钻头
牙轮钻头
01
利用牙轮滚动破碎岩石，适用于软到中硬地层。
金刚石钻头
02
采用人造金刚石聚晶复合片作为切削齿，适用于硬地层和研磨
性地层。
PDC钻头
03
采用聚晶金刚石复合片作为切削齿，适用于软到中硬地层，具
有高效、长寿命的特点。
钻杆与钻铤
钻杆
连接钻头与地面设备，传递扭矩和轴向力，分为方钻杆、钻杆和 加重钻杆等。
REPORTING
选择原则及注意事项
适应性原则
根据钻井工程需求，选择适应地 层特性、井身结构、钻井工艺等
要求的设备和工具。
先进性原则
优先选择技术先进、性能稳定、 效率高的设备和工具，提高钻井 速度和成功率。
经济性原则
在满足钻井需求的前提下，综合 考虑设备购置、使用、维护等成 本，选择性价比高的产品。
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚晶金刚石钻头
布齿间距定义为刮刀上相邻两切削齿之间的间隙宽度（图）。
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
为使切削齿准确定位，切削齿之间不能接触，因 此需要一定的布齿间距。布齿间距由冠部圆弧半径、 切削齿长度、切削齿直径、齿前角、切削齿后部距 离决定（如图）。
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
由于最前端的切削齿（鼻部齿）在半无限体状态下破碎 岩石，所受的单位面积的切削力最大，而后序切削齿由于自 由面形成，所受的单位面积的切削力逐次降低。因此钻头冠 部形状对切削齿的受力有较大的影响。
同时内锥影响钻头的稳定性，外锥影响钻头的布齿数量 和布齿密度；内外锥结构对流道形状也有较大的影响。
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
聚晶金刚石复合片钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
表镶金刚石钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
孕镶金刚石钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
一、金刚石类材料简介
1、切削齿对材料性能的要求
1）良好的机械力学性能。破岩需要良好的硬度、强度、韧 性。
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
石油钻井设备与工具王镇全第四节聚 晶金刚石钻头
3、种类
常用的PDC直径为13.4mm、 16mm 、19mm和 8mm。目前PDC正朝着大直径方向发展，最大的直 径可达50.8 mm，而且金刚石层也有加厚的趋势， 已有厚度达2.5mm的PDC齿。
石油钻井设备与工具王 镇全第四节聚晶金刚石
钻头
2020/11/29
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• 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午12时16分42秒下午12时16分12:16:4220.8.18
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。2020年8月18日星期二下午12时16分42秒12:16:4220.8.18
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T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年8月下午12时16分20.8.1812:16August 18, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年8月18日星期二12时16分42秒12:16:4218 August 2020
第四节 其它类型钻头
一、刮刀钻头
2、取芯钻头
三、扩眼钻头
1、常规扩眼
2、局部扩眼
种类及特点： 双心钻头（PDC钻头、牙轮钻头）
特点：边钻边扩，转弯半径小。但井眼轨迹及扩眼直径较难控制， 适合在没有先导眼的情况下或侧钻井中使用。 领眼钻头+双心扩眼接头扩眼器 特点：可较好的保证扩眼直径和控制井眼轨迹。但转弯半径较大， 在定向井中受到一定限制
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1）双心扩眼钻头
待扩井眼
扩眼直径
领眼钻头直径
双心钻头工作原理
2）水力胀开式扩眼器
种类及特点： 领眼钻头+水力控制扩眼接头 特点：扩眼直径大，但由于水力控制，井眼直径较难
控制。 可膨胀钻头 特点：新型扩眼钻头，克服了以上扩眼钻头的缺点，
但加工制造有难度
水力胀开式扩眼器
可变径扩眼钻头( Expandable Bit)
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• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。12:16:4212:16:4212:168/18/2020 12:16:42 PM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.8.1812:16:4212:16Aug-2018-Aug-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。12:16:4212:16:4212:16Tuesday, August 18, 2020
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超高压喷射钻头
超高压喷射钻头
PDC钻头基本结构
常规固定喷嘴
超 高 压 喷 嘴
常规可换喷嘴
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 8.1820.8.18Tuesday, August 18, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.8.1820.8.1812:16:4212:16:42August 18, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
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