石油钻采机械概论(1-6)ppt课件
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三水平井技术 是石油工业油气勘探的一次技术革命．
我过也在７０年代以来，先后在吉林，大庆和新疆等地用常规钻机打了８００ 余口小井眼井．国产小井眼钻机的研制工作已提上日程，期望在２１世纪 能见到具有现代化水平的国产小静眼钻机投入使用． ３.小井眼钻井系统 典型的小井眼钻井系统有３种型式．转盘钻进，连续取心钻进和井下马达钻进 系统． 共同特点：采用小钻机，小直径钻具（钻头，钻杆柱，井下马达）和高速钻进， 比常规钻井系统可节约钻井成本４０％-７０％． （１，转盘钻井系统 才用小直径钻杆和高速度的金刚石钻头． （２，连续取心钻进系统 （３，井下动力钻具钻进系统 （４，小井眼水平钻井系统
第一节 自喷井采油
开采原油的方法有自喷井采油法和机械采油法两大类。白喷井采油法就 是利用地层本身的能量由井底向地面举升原油，称作自喷井采油。其 工艺和设备比较简单． 一、油井自喷基本原理 1．自喷的诱导 钻井作业完成以后，由于井简内充满着钻井液，液柱作用于井底的压 力一般大于油、气层压力，加上钻井和射孔过程中污染物的堵塞和阻 碍，油、气一般不能流入井筒内，更不能自动喷到地面。因此，采油 之前一般要降低井简内的液性压力，清除堵塞油层的污物，使油、气 能够畅流到地面。这种诱导作业过程称作诱喷或诱流。 方法：替喷法，抽及法，气举法，提捞法
设备包括3部分：地面部分——游梁 式、链条式或液压式抽油机；井下部 分 ——抽油泵．又称深并泵；抽油机与 抽油泵连接部分——抽油杆。习惯上 将有杆泵上述3部分称作“三抽”设备 。动力机通过减速箱、曲柄连杆机构 和游粱等，将高速旋转运动变为抽油 机驴头的低速上下往复运动；井通过 悬绳器、光杆和抽油杆带动有游动阀 的柱塞，在深井泵筒中上下往复运动， 实现抽油．
分层配产管拄由套管、油管 、封隔器、工作简配产器、 锚类及油嘴等组成，各组成 部分问通过螺纹连接。分层 配产管柱根据油井内各油层 的性质，用封隔器将各油层 分隔开，选择不同大小的油 嘴，控制生产压差，使各层 段按照其自身特占讲行生产 。
井口装置的组成 井口装置一般由套管头、油 管头和采油树等部分组成。 （１，套管头 安装在井口装置的最下方，其 作用是固定整套井口装置，连接井下各层套管 柱，使各层套管间的环形空间相互密封。目前 下人油井的套管栓多达5层，故套管头有单层 、双层及多层之分。 （２，油管头 位于套管头的上方，由油管头 四通和油管悬挂器等组成；其功能是悬挂油管 柱，密封油管与生产套管之间的环形空间，并 可进行各种工艺作业。 （３，采油树 安装在油管头的上部，作用是 引导油并喷出的油气通向地面的输油管线，控 制和调节油井的流量和井口压力，必要时可关 闭油井。
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 机械采油
随着自喷油井油层压力的逐步降低，流到井底的油气所有的剩余能量 不足以将油液喷到地面时，或者在低渗透、低压力油层，其原始能量 不能将油液自喷到地面时，通常要应用专门的抽油装置，特油井中的 油浓举升到地面，以便保持并底和油层之间油浓流动的压力差，保证 油气源源不断地流向井底。这种采油方式称作机械采油或人工举升采 油。 按照抽油装置动力传递方式的不同，机械采油要分为有杆泵采油、无 杆泵采油和气举法采油等多种类型。 一、宵扦聂采油 有杆泵采油是机械采油方法中应用最广的一种，在前苏联大约占77％ ，美国占81．5％，我国则占90％以上。
第二章采油工程基本知识
石油开发的基本目的是尽可能将储存在油、气层深处的油、气开采出来， 提高采收率(油田开发结束后，累积的采油量与实际的储油量之比， 称作采收率)，降低成本。因此，钻井完井之后，油田主要的和大量 的工作就是实施各项完善的采油工艺，集中解决如何将井下的原油提 升 到地面并向外输送，以及如何使地层中的原油流向井底两大问题。 本章将就诸如自喷井采油、机械采油、油田增产措施、第三次采油、油 水井维护与修理等技术问题作概要的介绍，使读者对采油工程工艺技 术建立起必要的总体概念，初步了解完成这些工艺所应用到的主要采 油设备，为进一步学习、研究相关的工艺和设备奠定必要的基础。
P fp P f P a
第四节钻井技术的新发展
一欠平衡钻井技术 当今新兴的钻井技术之一．保持钻井液柱静水头施加的井底压强低于井 孔的地层压强，容许地层流体进入井内，循环出井，并在地面上得到 处理和控制．
二深井，超深井钻井技术 ４５００-６０００m称为深井，６０００m以上称为超深井． 深井，超深井钻井中，机械钻速低，钻头寿命短，起下作业频繁，建井 周期长，费用很高．
抽油泵总是下放到液面以下的某一深 度，故当柱塞上行时，游动阀受油管 内液校的压力自动关闭，随着校塞的 上行，油管上部的一部分液体排出地 面；与此同时，柱塞下部泵筒空间内 压力降低，井内液体在压差作用下顶 开安装于泵筒上的固定阎阀球，进入 泵筒，抽油泵处于吸人过程，直至栓 塞到达上死点为止。当拄塞下行时， 泵筒内液体受压缩，压力升高．达到 与泵筒外环形空间液拄压力相等后， 固定阀阀球靠自重下落，使固定阀关 闭；校塞继续下行，泵内压力进一步 升高，当超过油管内液柱压力时，泵 筒内液体即顶开游动阀阀球并进入油 管，抽油泵开始排出过程．直至校塞 到达下死点，如此循环不已。
石油钻采机械概 论(1-6)
2.沉积岩种类及特点 沉积岩可分为：沙岩，泥岩，石灰岩三种 3. 地质构造 （1.背斜构造 （2. 向斜构造 （3.单歇构造 （4.断层
第二节 钻井工艺概述
本节概略介绍常规钻井（通常指钻直井）的钻井方法，钻井工艺，钻井 参数，井斜及其控制方面的基本知识和定向钻井的概念。 一 钻井方法 从地面钻一孔道直达油气层，即钻井。 钻井的实质就是要设法解决破碎岩石和取 出岩屑，保护井壁，继续加深钻进方面的问题。 两种钻井方法：顿钻钻井法，旋转钻井法
V m ( WW o )
第三节常规钻井技术
一喷井式钻井 喷射式钻井采用喷射式钻头，钻井液通过具有特殊形式和结构的小尺寸喷嘴， 形成高速射流，射向井底．主要是利用水的高压作用． 喷射式钻井工作方式取决于钻头喷嘴处射出的喷射流，主要用喷射速度，冲 击力和水功率三个参数来表征的．这三个参数是影响钻速的关键因素．也 不是这三个数越大越好，要经济合理． 必须配备大功率的高压钻井泵及高压闸门，高压管汇，水龙带，水龙头，配 备完善的固控设备． 二平衡压力钻井 平衡压力钻井是指钻井过程中保持钻井液动压力与地层空隙相等，即
我过也在７０年代以来，先后在吉林，大庆和新疆等地用常规钻机打了８００ 余口小井眼井．国产小井眼钻机的研制工作已提上日程，期望在２１世纪 能见到具有现代化水平的国产小静眼钻机投入使用． ３.小井眼钻井系统 典型的小井眼钻井系统有３种型式．转盘钻进，连续取心钻进和井下马达钻进 系统． 共同特点：采用小钻机，小直径钻具（钻头，钻杆柱，井下马达）和高速钻进， 比常规钻井系统可节约钻井成本４０％-７０％． （１，转盘钻井系统 才用小直径钻杆和高速度的金刚石钻头． （２，连续取心钻进系统 （３，井下动力钻具钻进系统 （４，小井眼水平钻井系统
第一节 自喷井采油
开采原油的方法有自喷井采油法和机械采油法两大类。白喷井采油法就 是利用地层本身的能量由井底向地面举升原油，称作自喷井采油。其 工艺和设备比较简单． 一、油井自喷基本原理 1．自喷的诱导 钻井作业完成以后，由于井简内充满着钻井液，液柱作用于井底的压 力一般大于油、气层压力，加上钻井和射孔过程中污染物的堵塞和阻 碍，油、气一般不能流入井筒内，更不能自动喷到地面。因此，采油 之前一般要降低井简内的液性压力，清除堵塞油层的污物，使油、气 能够畅流到地面。这种诱导作业过程称作诱喷或诱流。 方法：替喷法，抽及法，气举法，提捞法
设备包括3部分：地面部分——游梁 式、链条式或液压式抽油机；井下部 分 ——抽油泵．又称深并泵；抽油机与 抽油泵连接部分——抽油杆。习惯上 将有杆泵上述3部分称作“三抽”设备 。动力机通过减速箱、曲柄连杆机构 和游粱等，将高速旋转运动变为抽油 机驴头的低速上下往复运动；井通过 悬绳器、光杆和抽油杆带动有游动阀 的柱塞，在深井泵筒中上下往复运动， 实现抽油．
分层配产管拄由套管、油管 、封隔器、工作简配产器、 锚类及油嘴等组成，各组成 部分问通过螺纹连接。分层 配产管柱根据油井内各油层 的性质，用封隔器将各油层 分隔开，选择不同大小的油 嘴，控制生产压差，使各层 段按照其自身特占讲行生产 。
井口装置的组成 井口装置一般由套管头、油 管头和采油树等部分组成。 （１，套管头 安装在井口装置的最下方，其 作用是固定整套井口装置，连接井下各层套管 柱，使各层套管间的环形空间相互密封。目前 下人油井的套管栓多达5层，故套管头有单层 、双层及多层之分。 （２，油管头 位于套管头的上方，由油管头 四通和油管悬挂器等组成；其功能是悬挂油管 柱，密封油管与生产套管之间的环形空间，并 可进行各种工艺作业。 （３，采油树 安装在油管头的上部，作用是 引导油并喷出的油气通向地面的输油管线，控 制和调节油井的流量和井口压力，必要时可关 闭油井。
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 机械采油
随着自喷油井油层压力的逐步降低，流到井底的油气所有的剩余能量 不足以将油液喷到地面时，或者在低渗透、低压力油层，其原始能量 不能将油液自喷到地面时，通常要应用专门的抽油装置，特油井中的 油浓举升到地面，以便保持并底和油层之间油浓流动的压力差，保证 油气源源不断地流向井底。这种采油方式称作机械采油或人工举升采 油。 按照抽油装置动力传递方式的不同，机械采油要分为有杆泵采油、无 杆泵采油和气举法采油等多种类型。 一、宵扦聂采油 有杆泵采油是机械采油方法中应用最广的一种，在前苏联大约占77％ ，美国占81．5％，我国则占90％以上。
第二章采油工程基本知识
石油开发的基本目的是尽可能将储存在油、气层深处的油、气开采出来， 提高采收率(油田开发结束后，累积的采油量与实际的储油量之比， 称作采收率)，降低成本。因此，钻井完井之后，油田主要的和大量 的工作就是实施各项完善的采油工艺，集中解决如何将井下的原油提 升 到地面并向外输送，以及如何使地层中的原油流向井底两大问题。 本章将就诸如自喷井采油、机械采油、油田增产措施、第三次采油、油 水井维护与修理等技术问题作概要的介绍，使读者对采油工程工艺技 术建立起必要的总体概念，初步了解完成这些工艺所应用到的主要采 油设备，为进一步学习、研究相关的工艺和设备奠定必要的基础。
P fp P f P a
第四节钻井技术的新发展
一欠平衡钻井技术 当今新兴的钻井技术之一．保持钻井液柱静水头施加的井底压强低于井 孔的地层压强，容许地层流体进入井内，循环出井，并在地面上得到 处理和控制．
二深井，超深井钻井技术 ４５００-６０００m称为深井，６０００m以上称为超深井． 深井，超深井钻井中，机械钻速低，钻头寿命短，起下作业频繁，建井 周期长，费用很高．
抽油泵总是下放到液面以下的某一深 度，故当柱塞上行时，游动阀受油管 内液校的压力自动关闭，随着校塞的 上行，油管上部的一部分液体排出地 面；与此同时，柱塞下部泵筒空间内 压力降低，井内液体在压差作用下顶 开安装于泵筒上的固定阎阀球，进入 泵筒，抽油泵处于吸人过程，直至栓 塞到达上死点为止。当拄塞下行时， 泵筒内液体受压缩，压力升高．达到 与泵筒外环形空间液拄压力相等后， 固定阀阀球靠自重下落，使固定阀关 闭；校塞继续下行，泵内压力进一步 升高，当超过油管内液柱压力时，泵 筒内液体即顶开游动阀阀球并进入油 管，抽油泵开始排出过程．直至校塞 到达下死点，如此循环不已。
石油钻采机械概 论(1-6)
2.沉积岩种类及特点 沉积岩可分为：沙岩，泥岩，石灰岩三种 3. 地质构造 （1.背斜构造 （2. 向斜构造 （3.单歇构造 （4.断层
第二节 钻井工艺概述
本节概略介绍常规钻井（通常指钻直井）的钻井方法，钻井工艺，钻井 参数，井斜及其控制方面的基本知识和定向钻井的概念。 一 钻井方法 从地面钻一孔道直达油气层，即钻井。 钻井的实质就是要设法解决破碎岩石和取 出岩屑，保护井壁，继续加深钻进方面的问题。 两种钻井方法：顿钻钻井法，旋转钻井法
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第三节常规钻井技术
一喷井式钻井 喷射式钻井采用喷射式钻头，钻井液通过具有特殊形式和结构的小尺寸喷嘴， 形成高速射流，射向井底．主要是利用水的高压作用． 喷射式钻井工作方式取决于钻头喷嘴处射出的喷射流，主要用喷射速度，冲 击力和水功率三个参数来表征的．这三个参数是影响钻速的关键因素．也 不是这三个数越大越好，要经济合理． 必须配备大功率的高压钻井泵及高压闸门，高压管汇，水龙带，水龙头，配 备完善的固控设备． 二平衡压力钻井 平衡压力钻井是指钻井过程中保持钻井液动压力与地层空隙相等，即