《课程讲解》-6钻井方法与钻进工艺技术

1.起升系统
钻
(1)组成
机
井架、天车、游动滑车、
的
大绳、大钩及绞车
组
(2)功能
成
①下放、悬吊或起升钻
及
柱、套管柱和其它井下
功
设备进、出井眼；
能
②起下钻、接单根和钻
进时的钻压控制。
图6－4 大庆I－130型钻机
第三节 钻井设备
2.旋转系统
钻
(1)组成 转盘、水龙头
机 的
(2)功能
组
保证在洗井液高压循
了解油气层结构变化和产能为目的所钻的井
资料井 为编制油气田开发方案，或在开发过程中为某些专题
研究取得第一手资料数据而钻的井
第二节 钻井类型
开发 井
油气井 为开发油气田，用大中型钻机所钻的采 油、采气井，也叫生产井。
注入井 为合理开发油气田，提高采收率及开发 速度，用以对油气田进行注气、注水以 补充和合理利用地层能量所钻的井。
第六章
油气钻井方法 与钻进工艺技术
第一节 钻井方法
钻井
利用一定的工具和技术在地层中钻出一个 较大孔眼的过程。
钻井方法
为了在地下岩层中钻出所要求的孔眼而 采用的钻孔方法。
人工掘井
钻 井 人力冲击钻井法
方 顿钻钻井法 法
目前普遍使用
分 旋转钻井法
类 连续管钻井法
第一节 钻井方法（顿钻钻井法）
图6－1 顿钻钻井示意图
下放至井底
为动力机提供动力
循环洗井液 钻头旋转，破碎岩石
清洗井底
延伸井眼
第一节 钻井方法（旋转钻井法）
连续管钻井法(柔杆钻井法)
图6－3 连续管钻井示意图
特点：
(1)连续管钻井实现了起、下钻的连 续机械化，节省了时间和劳动量；
(2)在起下钻时仍能保持洗井液的正 常循环；
(3)由洗井液直接提供破岩钻进的能 量，大大提高了能量的有效利用率；
钢丝绳提升钻头
下放
冲击井底，击碎岩石
向井内注水
岩屑、泥土混合成泥水浆
积累到一定量
提出钻头
下捞砂筒
捞出井内的泥水浆
暴露新井底
设计井深
第一节 钻井方法（顿钻钻井法）
图6－1 顿钻钻井示意图
优点：起、下钻费时少，设备简单
缺点：
(1)破碎岩石，取出岩屑的作业 都是不连续的；
(2)钻头功率小，破岩效率低， 钻井速度慢； (3)不能进行井内压力控制；
第二节 钻井类型
探
井
地质浅井 为配合地面地质和地球物理工作，以了解区域地质构
造，地层剖面和局部构造为目的的浅井
地质探井 以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖层组合，并
为地球物理解释提供各种参数为目的而钻的井
预探井 在地震详查和地质综合研究所确定的有利构造上以发
现油气藏为目的所钻的探井
详探井 在已发现油气的构造上，以探明含油气的面积和储量，
的 动力设备 直流电驱动钻机
分
交流电驱动钻机
类 使用地区
第三节 钻井设备
钻井深度
钻
机
的 动力设备
分
类
陆地钻机
使用地区
海洋钻机
自升式钻井平台 半潜式钻井平台 钻井固定平台
钻井船
第三节 钻井设备
钻
1.起升系统
机
2.旋转系统
的 组
3.循环系统
成
4.驱动与传动系统
及
5.气控系统
功
6.井控系统
能
第三节 钻井设备
成
环的情况下给井下钻具
及
提供足够的旋转扭矩和
功
动力，以满足破岩钻进
能
和井下其它要求。
图6－4 大庆I－130型钻机
第三节 钻井设备
3.循环系统
钻
(1)百度文库成
机
泥浆泵、泥浆净化装置
的
(固相控制设备)和泥浆 槽、罐等
组
成
及
功
能
图6－4 大庆I－130型钻机
洗井循环流程
第三节 钻井设备
洗井与洗井液
钻 机
(4)为全自动化控制提供了很好的条 件；
(5) 具 有 巨 大 的 发 展 潜 力 ， 目 前 正 在 发展、完善中。
第二节 钻井类型
井的类型：由于钻井的目的、要求不同而产生的
1.探井
通过钻井而达到探明地质情况，获取地下地 层油气资源分布及相应性质等方面资料的井
2.开发井
以开发为目的，为了给已探明的地下油气提 供通道，或为了采用各种措施使油气被开采出来 所钻的井。
吃入地层 动力钻具旋转
破碎岩石 循环洗井液
清洗井底
设计井深
第一节 钻井方法（旋转钻井法） 井底动力钻具旋转钻井法
旁通阀
涡轮钻具 上轴承
分 螺杆钻具 中心轴
类
下轴承
电动钻具
转子 定子和转子 定子
方向轴 外壳 主轴
钻头
涡轮钻具
螺杆钻具
第一节 钻井方法（旋转钻井法）
井底动力钻具旋转钻井法
特点
①转动钻头的动力由地面移到井下， 直接接在钻头之上；
第三节 钻井设备
超重型钻机
大型钻机 重型钻机
钻 机
钻井深度
H>5000m，中W型>钻80机0kN，
89～140mm钻杆，井径
轻>便16钻0m机m，深井
H<3000m，W<300kN，42～
的
动力设备
89mm钻杆，井径<150mm，勘
分
探井、水井
类 使用地区
第三节 钻井设备
钻井深度
钻
机
柴油机驱动钻机
洗井: 清洗井底、运移岩屑出井的工艺过程。
的 洗井的主要任务：
组
➢保证井眼清洁;
成
➢循环过程中能够将岩屑冲离井底，从环
及
空中携带岩屑上返到地面。
功
➢循环中断时将岩屑悬浮在洗井液中不让
(4)只适用于钻直井。
第一节 钻井方法（旋转钻井法）
第一节 钻井方法（旋转钻井法）
转盘旋转钻井法
分 类 井底动力钻具旋转
钻井法
图6－2 转盘旋转钻井法
第一节 钻井方法（旋转钻井法） 转盘旋转钻井法
图6－2 转盘旋转钻井法
钻头 钻柱加压
吃入地层 转盘旋转
破碎岩石 循环洗井液
清洗井底
设计井深
第一节 钻井方法（旋转钻井法）
观察井 在已开发的油气田内，为了研究开发过 程中地下情况的变化所钻的井。
第三节 钻井设备
图6－4 大庆I－130型钻机
钻机：石油钻井的地面配
套设备，由多种机器设备 组成的一套大功率重型联 合工作机组，可以满足完 成钻进、接单根、起下钻、 循环洗井、下套管、固井、 完井及特殊作业和处理井 下事故等要求。
②钻柱的功能只是给钻头施加一定的 钻压、形成洗井液通路和承受井下动 力钻具外壳的反扭矩；
③井底动力钻具的动力是由电源或地 面泥浆泵提供的、通过钻柱内孔传递 到井下的具有一定动能和压力的洗井 液流体或交流电。
第一节 钻井方法（旋转钻井法） 连续管钻井法(柔杆钻井法)
图6－3 连续管钻井示意图
钻头、加压装置、动力机 连续管
转盘旋转钻井法
图6－2 转盘旋转钻井法
特点
①钻杆完成起下钻具、传递扭矩、 为钻头施加钻压、提供洗井液的入 井渠道等任务；
②钻头在一定的钻压作用下旋转破 岩，提高了破岩效率；
③在破岩的同时，井底岩屑被清除 出来；
④提高了钻井速度和效益。
第一节 钻井方法（旋转钻井法） 井底动力钻具旋转钻井法
钻头 钻柱加压