钻井工艺及设备
石油钻井工艺技术
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-B型钳
5、B型吊钳保养与维护 ①钳柄应无裂纹或焊缝；尾桩销及方头螺钉应齐全完好；钳 尾绳尺寸应符合标准，且无打结或严重断丝，两端紧固牢靠。 ②钳头上的各扣合钳开合灵活，扣合尺寸与钻具或套管尺寸 相符；轴销不能装反，固定销及背帽应齐全；钳牙及钳牙固 定销齐全，固定牢靠，钳牙磨损严重时应及时更换；扣合弹 簧应是专用部件。 ③吊钳水平度应合适。吊钳悬空时应水平，若吊钳前后不水 平，可用活动扳手调节吊杆下部的调节螺钉，顺时针转动， 吊钳钳头调高，逆时针转动，吊钳钳头降低；若吊钳左右不 水平，可用活动扳手调节吊杆上部的平衡梁使吊钳绳左右移 动。左低右高时让吊钳绳左移，反之，向右移。
（5）循环系统
固控设备
循环罐
水龙带
二、钻井装备及主要工具
（6）控制系统
司 控 房
二、钻装备及主要工具
2、主要工具-钻头
铣齿钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-钻头
PDC钻头
二、钻井装备及主要工具
三片卡瓦
多片卡瓦
安全卡瓦
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
卡瓦作用、类型、结构 3、结构
铰链销钉 卡瓦手柄
卡瓦体
卡瓦牙
二、钻井装备及主要工具
2、主要工具-井口工具-卡瓦
4、卡瓦规范
（１）型号表示法
• • / • 额定载荷； kN 卡瓦名义尺寸； mm WT 表示钻铤卡瓦 WG 表示套管卡瓦 产品名称 W 表示钻杆卡瓦 例如： WT41/2~6-360表示能卡持114.3～152.4管径，最大载荷为360KN的 钻铤卡瓦。
钻井技术简介
钻井技术简介钻井技术是石油工程中重要的环节之一，它是通过钻井设备将钻头在地下钻孔，以达到获取地下矿藏或取得地质信息的目的。
本文将对钻井技术进行简要介绍。
一、钻井工艺流程钻井工艺流程包括井选、井设计、钻井液、钻具、钻井工艺等环节。
1. 井选：根据勘探资料、地质构造、矿藏分布等因素，选择合适的井位。
2. 井设计：根据勘探目标和井位条件，设计钻井参数，确定钻井方法、井眼直径、井深等。
3. 钻井液：钻井液是一种循环流动在井孔中的重要物质，它具有冷却钻头、携带岩屑、平衡地层压力等作用。
4. 钻具：包括钻杆、钻铤、钻头等，用于将钻头运行到井底。
5. 钻井工艺：包括井下作业、钻井参数调整、固井、完井等环节，以达到钻井目标。
二、钻井方法常见的钻井方法有旋转钻井、振动钻井、冲击钻井和旋挖钻井等。
1. 旋转钻井：通过旋转钻头，使钻头切削地层，将岩屑带到井口。
2. 振动钻井：利用振动原理，使钻头在井底振动，破碎地层并带出岩屑。
3. 冲击钻井：利用冲击力将钻头推进地层，达到钻井的目的。
4. 旋挖钻井：利用旋转钻头和钻铤，通过推进钻进地层，形成井孔。
三、钻井技术1. 钻头选择：根据地层性质和井设计要求，选择合适的钻头，如钻头形状、刀具结构等。
2. 钻井液控制：钻井液的配方和控制对钻井过程至关重要，需要根据地层条件和钻井目标进行调整。
3. 钻井参数调整：包括钻速、转速、钻压、钻力等参数的调整，以保证钻井的顺利进行。
4. 钻井过程监测：通过测井、岩芯分析、地层测试等手段，获取地下地质信息，指导钻井工作。
5. 固井：在钻完井后，通过注入水泥浆或其他填充材料，将井壁固定，防止地层塌陷和井壁塌陷。
6. 完井：包括井内装置的安装和地面设备的调试，使井口能够正常产生石油或天然气。
四、钻井技术的应用钻井技术广泛应用于石油勘探、开发和生产过程中。
1. 石油勘探：通过钻井技术，获取地下地质信息，确定石油储层的分布、厚度等参数。
2. 石油开发：通过钻井技术，建立油井系统，实现石油的开采、生产和输送。
钻井工艺流程
钻井工艺流程1、井身结构较大尺寸的钻头，下入较大尺寸的套管；小尺寸的钻头，下入更小尺寸的套管，并用油井水泥封固。
2、钻井方法及钻井液旋转钻井破碎岩石清除岩屑同时进行；A.转盘钻井法：利用转盘将地面动力传递到井底钻头B.井下动力钻井法：利用井下动力钻具直接驱动钻头C.钻井液：清除钻井岩屑而循环使用的液体（作用：携带和悬浮岩屑，保持井眼清洁，防止沉沙卡钻；润滑和冷却钻头；平衡地层压力；防止井壁坍塌；传递水功率；泥浆录井）3、钻井工具及设备A.钻头：刮刀，成本低、软地层中使用效果较好；金刚石，天然，价格昂贵，多用于高研磨性地层、PDC，人造聚晶切割片；三牙轮，牙轮转动；B.钻柱：方钻杆，向钻头传递扭矩；钻杆；钻铤；钻柱：方钻杆-接头-钻杆-接头-钻铤-钻头，有时钻柱还要加上扶正器、震击器、减震器，改善钻井条件确保钻井安全（作用：连接钻头及井下工具；施加钻压；传递动力；循环钻井液）C.钻机：旋转系统，转盘、钻柱、水龙头；循环系统，泥浆泵、管汇、环形空间、振动筛；提升系统，绞车、钢丝绳、天车、游动滑车、大沟、井架；4、钻井环节钻前准备：钻机搬安（整体/拆散搬安）、井口准备：钻机安装到位后在井口旁边钻一定斜度的大鼠洞和小鼠洞，开钻时大尺寸钻头清水作为钻井液，地表地层很软容易坍塌，故采用快速钻进强行通过，迅速下入套管封隔地层，清水从井口返出后一般直接排放。
钻进：起下钻（拆卸或连接钻柱，三根组成一个立柱，暂时存放在钻杆盒内，下钻时直接从井架上拉出来节省时间）、接单根、钻进等作业组成。
钻进辅助作业：电测井、取心钻进、综合录井、中途测试；固井：在井内下入套管柱，并在套管柱内的环形空间内注入水泥；组成套管柱的基本部件有套管、引斜、单炉阀、承托环、扶正器等；顶部装上水泥头内装有胶塞；地面管汇与水泥头连接构成固井循环通路；先把水泥与水配制成均匀的水泥泥浆，再由专业水泥车泵入井内；注水泥时，水泥浆经水龙头进入套管内部下行，直到预定的水泥浆量注完，这时从水泥头上放下胶塞置于水泥浆的顶部，换用钻井液驱动胶塞下行直至水泥浆被挤出套管环形空间，当胶塞到达承托环位置被卡住不能再动，这时泵压急剧上升表明水泥浆以达预定位置，可以关井后凝；完井：射孔（最后一次固井后）、下油管（试油、酸化压裂），装采油树（悬挂采油注并密封油管与套管间的环形空间）等作业。
小井眼钻井设备及工艺技术现场管理研究
． ６ ５．
小井 眼钻 井设备及 工艺技术现场 管理研 究
白冬平
（ 长城钻探工程有限公司国际钻井公司 ， 北京 １ ０ ０１ ０ １ ）
［ 摘 要］ 本文 简要介 绍 了小井眼钻井设备及 工艺 包括 的有 关设 备：钻机 、钻 头、钻杆 、钻 井液马达 、取心装置 、打捞工
具及减 少钻 柱振动和疲 劳破 坏的工具 ，同时重点分析 了小井眼钻井设 备及 工艺现场 管理 中常见的几个 问题，提 出了对策建
议 。
［ 关键词］ 小井眼钻井设备 ；工艺技 术；现场艺技术概述
小 井 眼 钻 井 是 迄 今 为 止 世 界 各 国普 遍 采 用 的
１ ． １ 钻 机
目前 尚未 形 成 配 套 系 列 的小 井 眼 钻 井 钻 机 。
１ ． ４钻 井 液马达
目前 ， 国 内 已 经 研 制 成 功 多 种 尺 寸 的 小 井 眼 钻 井 液 马 达 ， 主 要 有 高 、 中 、 低 三 种 转 速 （ ５ ０ ０ ～１ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ）和 多种 直 径 （ ３ ８ ． １ ～ １ ７ １ ． ５
１ ． ２钻 头
在 小 井 眼钻 井 作 业 中 ，发 生 井 下 事 故 有落 鱼 要 打捞 时 ，要 使 用 打 捞 工 具 。常 用 的打 捞 工 具 有 打 捞篮 、打 捞杯 、打捞 矛 、打捞 筒之 类 。
１ ． ７减 少钻 柱振 动和疲 劳破 坏 的工具
由 于 小 井 眼 钻机 钻 具 轻 、 加 钻 压 困难 ， 同 时 定 向井 钻 井 工 艺要 求 较 高 ，从 而 影 响 到 小 井 眼钻
种 油 田开 发和 钻 井 技术 。 目前 尚未 有 一 个 统 一 的 小 井 眼 的 概念 ，不 同 的 国家 和 石 油 公 司 有 不 同 的 理 解 。人 们 普 遍 可 接 受 的定 义 为 ：９ Ｏ ％的 井 身
石油钻采设备及工艺3
§3-2
天车、游车、大钩和钢丝绳
一、天车和游车 二、大钩 三、钢丝绳 附、本节复习题
天车、 游车、钢丝绳和大钩，通常称为游动系统。 天车、游动滑车用钢丝绳联系起来组成复滑轮系统。 它可以大大降低快绳拉力，从而大为减轻钻机绞车在 钻井各个作业（起下钻、下套管、钻进、悬持钻具） 中的负荷和起升机组发动机应配备的功率。
下钻操作过程及滚筒制动力矩
1、机械刹车功用与使用要求
功用： 1）下钻、下套管时，刹慢或刹住滚筒， 控制下放速度，悬持钻具； 2）正常钻进时，控制滚筒转动，以调 节钻压，送进钻具。 使用要求：钻井过程中司钻总是手不离刹把，如果刹车机 构不够灵活省力，将加重司钻的体力劳动强度，带来操作 不便。同时刹车不可靠容易引发重大溜钻事故，造成设备 损失，井下事故，甚至危及人身安全。所以机械刹车是绞 车上最重要的部件，因此要求它安全可靠，灵活省力，寿 命长。
3. 钻井工艺要求
1）足够的承载能力：保证能起下一定深度的钻杆柱和下放 一定深度的套管柱；其中足够意即，与钻机大钩公称起重 量（最大钻杆柱重量）及大钩最大起重量相适应； 2）足够的工作高度和空间、足够的钻台面积：工作高度越 高，起下的立根长度越长，可以节省时间； 3）拆装方便、安全，移运迅速。
二、整体结构类型
按整体结构型式的主要特征，钻井井架可分为：塔型井架、 前开口井架、A型井架、桅型井架和动力井架5种基本类型。
1. 塔型井架
特征：1）井架本体是封 闭的整体结构，整体稳定性好， 承载能力大；2）整个井架是 由单个构件用螺栓连接而成的 可拆结构。 优点：井架尺寸可不受运 输条件限制，允许井架内部空 间大，起下操作方便、安全； 缺点：单件拆装工作量大， 高空作业，不安全。
三、钻井绞车技术规范
钻井工艺基本介绍
钻井作业的基本操作
• N) O) P) Q) R) S) T) U) 完井作业 裸眼完井，射孔完井，筛管完井 地层泄漏破裂试验 取芯作业 套管试压 盘管作业 套管回接作业 钢丝作业
5． 钻井作业工艺过程：
钻头尺寸 钻进深度 36" 26" 17-1/2" 12-1/4" 8-1/2" 200M左右 400M左右 下入套管尺寸 套管下入深度 30" 20" 200M左右 400M左右 1000M左右 目的层 目的层 备注 封堵淤泥层，安装海底 井口导向架 封堵淤泥层或软地层， 安装井口头 封堵易垮塌的泥页岩地 层，为后期左右做准备
C）三开钻井工艺
• 1） 钻具基本结构：12-1/4”钻头＋(马达) ＋扶正器＋无磁 钻铤＋MWD＋短接＋8” 钻铤＋扶正器＋8”钻铤＋振击器＋短接 ＋钻杆 2） 钻进井深到目的层，采用定向钻井钻 到生产层，采用高聚合物泥浆。 3） 下入套管为9-5/8”套管，套管下入深 度要根据完井方式来选择。
4． 钻井作业的基本操作
• A) 开钻 B) 起下钻：从井中起出管串或将管串下入井 中 C) 组合下部钻具：即组合钻头，马达，扶正 器，钻铤，振击器，加速器等下部钻具 D) 下套管 E) 固井 F) 防喷器（BOP）试压
钻井作业的基本操作
• G) H) I) J) K) L) M) 组装或拆卸升高管及防喷器 打捞作业 射孔作业 处理泥浆 侧钻（开窗作业） 测井作业 压井作业
海洋钻井平台（种类）
• E） 潜式钻井平台（底部沉箱加水后与 海床接触，坐在海床上，作业水深浅， 可以移动） • F） 半潜式钻井平台（可以移动，作业水 深较深，NH2号作业水深300M，NH5,6 号作业水深500M） G） 钻井船（可以移动，作业水深较深）
钻井工艺及方法
2. 井底动力钻 具旋转钻井法
(1)工艺过程
钻头 钻柱加压
吃入地层 动力钻具旋转
破碎岩石 循环洗井液
清洗井底
(2)分类 涡轮钻具 螺杆钻具 电动钻具
设计井深
转动钻头的动力由地面移到井下，直接接 在钻头之上；
(3) 特 点
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；
上的各种类型的钻机
二、钻机的组成及功能
1、起升系统 (1)组成 井架、天车、游动滑车、大绳、大钩及绞车 (2)功能
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。
2、旋转系统 (1)组成 水龙头、转盘
带动整个钻柱及钻头旋转的设备
(2)功能
保证在洗井液循环时钻柱能够旋转
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。
1.工艺过程
钻头、加压装置、动力机 连续管
下放至井底
三、连续管钻 井法(柔杆钻
井法)
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
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 3
图6－7 牙轮钻头
特点 牙齿与井底接触面积小、比压高、工作扭矩小等
分类
牙轮数目
单牙轮钻头 双牙轮钻头 三牙轮钻头 多牙轮钻头
最常用
(3)金刚石钻 头
磨铣型钻头
金刚石作切削刃的钻头
组成： 钻头体、切削齿、水眼、水槽等。
钻井工艺技术培训
04
钻井技术
直井钻井技术
直井钻井技术是钻井工程中最基础的技术之一，主要用于开 采地下石油、天然气等资源。其特点是垂直钻入地层，钻孔 轨迹保持垂直。
直井钻井技术包括钻孔设计、钻机选择、钻头和钻具的选用 、钻进参数的确定等。在钻进过程中，需要控制钻压、转速 、泥浆泵量等参数，以保证钻孔质量和安全。
斜井钻井技术
水平井钻井技术包括水平井设计、轨迹控制、钻柱设计等技术。在钻进过程中， 需要控制钻压、转速、泥浆泵量等参数，同时还需要进行随钻测量，及时调整钻 孔轨迹。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指在钻进过程中，利用各种方法使地层流体进入井筒，从而保持井筒内的压力低于 地层压力的钻井技术。
欠平衡钻井技术可以减少地层流体对钻头的冲蚀作用，提高钻速和延长钻头寿命。同时，欠平衡钻井 技术还可以减少对地层的伤害和防止地层流体污染。在欠平衡钻井过程中，需要控制好泥浆性能、返 排量等参数，以保证钻进安全和质量。
下。
根据钻探需求，钻机可分为陆地 钻机和海洋钻机。陆地钻机又分 为车载钻机、井架钻机和泥浆槽
钻机等。
钻机的性能参数包括最大钻井深 度、钻井直径、转速和加压力等 ，选择合适的钻机对于钻井效率
和安全性至关重要。
钻头
钻头是钻井工艺中的重要组成 部分，负责破碎地下岩石。
钻头有多种类型，如刮刀钻头 、牙轮钻头和金刚石钻头等， 每种类型适用于不同的地层和 钻井需求。
钻井工艺技术培训
contents
目录
• 钻井工艺简介 • 钻井设备与工具 • 钻井液技术 • 钻井技术 • 钻井工程实例分析
01
钻井工艺简介
钻井工艺的定义与重要性
钻井工艺的定义
钻井工艺是石油和天然气勘探开 发过程中的关键技术之一，它涉 及到钻孔设计、钻机选择、钻井 液配置、钻进技术等多个方面。
钻井工具及工艺流程
地球的构造
地球的内部结构：从外到里是由 地壳、地幔、地核三部分组成。地壳 的厚度一般为30~40km，石油钻井的 深度都在地壳的深度范围内。
第三章 钻井地质基础知识
地壳中的岩石分类：
按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1、岩浆岩：是高温高压下的岩浆从地层深处侵入或喷出地 表冷凝而成的岩石。主要有花岗岩和玄武岩等，特点是无层理、 块状。 2、沉积岩：是在地壳表层条件下，主要是母岩（即岩浆岩、 变质岩及早期形成的沉积岩）的风化产物，经搬运、沉积后再 经成岩作用而形成的岩石。常见的沉积岩有：泥岩及页岩、砂 岩、砾岩、石灰岩等。
第三章 钻井地质基础知识
石油
1）化学组成 石油是一种成分非常复杂的天然有机化合物的混合物，其中 主要成分是液态烃。 2）物理性质 颜色 石油的颜色是多种多样的，一般为黄褐色、棕色、淡 黄色及暗绿色，也有白色、淡红色等。颜色决定于石油的化学 成分，一般轻质油色浅，重质油色深。 比重 石油在20℃时的重量与同体积4℃的纯水重量之比称为 石油的比重，一般用γ表示。石油比重变化很大，一般在0.75 ～1.0之间，个别的大于1或小于0.75。 粘度 石油的粘度决定于石油的化学成分和温度、压力。温 度增高石油粘度降低，而压力增加则粘度增大，石油中轻质油 组分增加，粘度随着降低。石油粘度在不同油田和不同油层中 变化是很大的。
泉头组
三段
二段
一段 四段 三段 二段 一段
0~479
0~181 0~562 0~700 0~119
暗紫色、褐色泥岩夹棕灰色砂岩、粉砂岩
灰白、灰绿色砂岩与紫褐色泥岩，砂质泥岩互层 灰白、棕灰色砂岩夹灰黑色泥岩，砂质泥岩 灰黑、紫褐色泥岩，砂质泥岩夹棕灰色砂岩 灰绿，棕红，深灰色砾岩
石油开采业的工艺流程与设备选择
钻井设备功能：钻井、取芯、 测井、固井等
钻井设备类型：旋转钻井、 冲击钻井、振动钻井等
钻井设备选择因素：地质条 件、钻井深度、钻井速度等
钻井设备发展趋势：自动化、 智能化、环保化等
抽油机：用于抽取地下石油，提高采油效率 注水泵：用于向油井内注入水，提高油井压力，增加采油量 输油管道：用于输送石油，减少运输成本 储油罐：用于储存石油，保证石油供应稳定
汇报人：
完井：安装井口设备，确保石 油和天然气的稳定输出
采油：通过抽油机、电潜泵等 设备将石油和天然气从地下抽 取到地面
油气分离：将石油和天然气进 行分离，以便于后续的处理和 运输
钻井：在预定位置钻井，获取地下 油气资源
完井：安装井口设备，确保油气资 源的稳定输出
采气：通过抽油机、气举等方式将 油气资源提取到地面
汇报人：
Part One
Part Two
钻井前的准备 工作：包括地 质勘探、井位 选择、钻井设
计等
钻井过程：包 括钻头选择、 钻井速度控制、 钻井液管理等
钻井后的处理： 包括井口封堵、 井筒清洗、井
口测试等
钻井设备的选 择：根据钻井 深度、地质条 件等因素选择 合适的油和天然气的流动
油气分离：将采出的油气进行分离， 得到纯净的油气产品
输送：将分离后的油气产品通过管 道或车辆输送到目的地
采出水的来源：油井、气井、水井 等
处理后的采出水用途：回注、排放、 再利用等
添加标题
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添加标题
添加标题
采出水的处理方法：物理法、化学 法、生物法等
采出水处理设备的选择：根据处理 方法和处理量等因素选择合适的设 备
采气树的作用： 控制气流，防
止气井出砂
机械钻井工程施工方案(3篇)
第1篇本工程为某新建住宅小区的桩基础工程，采用机械钻井施工。
工程总桩数500根，桩径为Φ600mm，桩长根据地质情况不同，一般在20-30m之间。
工程地质条件复杂，地下水位较高，土层主要为粉土、砂土和粘土。
二、施工准备1.人员准备：成立钻井施工项目部，明确项目经理、技术负责人、施工员、安全员等岗位人员，并组织相关人员参加培训，提高施工人员的业务素质。
2.设备准备：根据工程需求，配备以下机械设备：钻机、泥浆泵、泥浆搅拌机、振动器、输送泵、钢筋笼制作设备、砼搅拌运输车等。
3.材料准备：准备好钢筋、水泥、砂石、外加剂、粘土等原材料，确保材料质量符合国家相关标准。
4.场地准备：施工场地平整，设置排水沟，确保施工过程中场地干燥。
三、施工方案1.钻孔施工（1）钻机就位：根据桩位布设钻机，确保钻机水平、稳定。
（2）钻孔：采用正循环钻进方式，钻孔过程中严格控制泥浆比重、粘度、含砂量等指标，确保钻孔质量。
（3）清孔：钻孔完成后，采用泥浆循环清洗孔壁，清除孔底沉渣，确保孔底沉渣厚度不超过50mm。
2.钢筋笼制作与吊装（1）钢筋笼制作：根据设计要求，制作钢筋笼，确保钢筋笼尺寸、形状符合设计要求。
（2）钢筋笼吊装：采用起重机将钢筋笼吊装至孔口，确保钢筋笼平稳放置。
3.砼浇筑（1）砼运输：采用砼搅拌运输车将砼运输至现场。
（2）砼浇筑：采用导管法进行砼浇筑，确保砼浇筑均匀、密实。
四、质量控制1.严格控制钻孔质量，确保孔径、孔深、孔位等指标符合设计要求。
2.钢筋笼制作与吊装过程中，确保钢筋笼尺寸、形状符合设计要求。
3.砼浇筑过程中，确保砼质量、浇筑速度、浇筑高度等符合设计要求。
五、安全措施1.施工人员必须佩戴安全帽、安全带等防护用品。
2.机械设备运行前，必须进行试运转，确保设备运行正常。
3.施工现场设置警示标志，确保施工安全。
4.加强施工过程中的安全巡查，及时发现并处理安全隐患。
六、施工进度安排根据工程实际情况，制定详细的施工进度计划，确保工程按期完成。
石油钻采设备及工艺2
8.辅助设备
供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、 钻鼠洞设备、辅助起重设备、保温设备
二、钻机分类
1.按钻井深度
决定钻机能力的参数——钻井深度、大钩负荷 浅井钻机：小于1500m井深； 中深井钻机：1500m－3000m井深； 深井钻机：4000－5000m井深； 超深井钻机：6000m以上井深。
石油钻机总论
§2-1 概述 §2-2 钻机基本参数与标准系列 §2-3 机械驱动钻机 §2-4 电驱动钻机
本章简要介绍钻机的结构组成、类型、 特点，驱动类型，传动方式，基本参数及我 国石油矿场正在使用的几种石油钻机，并了 解几种机械驱动和电驱动钻机的特点和技术 性能。
§2-1
概述
一、钻机的组成 二、钻机分类 三、驱动类型 四、传动方式 附、本节复习题
四、传动方式
1. 柴油机直接驱动钻机：机械传动； 2. 柴油机－液力驱动钻机：机械传动、液力传动； 3. 电驱动钻机：电传动、机械传动 4. 液压钻机：液压传动（静液传动）
五、钻机特点
1.钻机是大功率、多工作机联合工作的重型机械， 有起升、旋转、循环三大工作机组，且各机组所 需能量大小和运动特性各不相同，也不同时工作； 而驱动设备不但具有多类型（柴油机、柴油机－ 变矩器、电动机等）多台的特点，而且特性单一。
三、万向轴－锥齿轮并车传动的钻机
采用万向轴、齿轮作为主传动副，柴油机－变矩器驱动，每 台驱动机组带一个螺旋锥齿轮箱组成一个联动机组，采用大 功率万向轴并车传动，并用万向轴传动泵。 优点：齿轮传动允许线速度高，体积小，结构紧凑；万向轴 结构简单、紧凑，维护保养方便，互换性好。 不足：大功率传动螺旋伞齿轮制造比较困难，质量不易保证， 成本高，且现场不能更换、维修。 因此：这种钻机现已不再生产 。
油气钻井方法及工艺.
2、井底动力钻具旋转钻井法 该方法是将转动钻头的动力由地面移到井下,直接加
在钻头之上。钻井时，钻柱不旋转，钻柱的功能只是给钻 头施加一定的钻压，形成洗井通路和承受井下动力钻具外 壳的反扭矩。动力是由电源和地面高压泥浆泵提供的，通 过钻柱内孔传递到井下的具有一定功能和压力的冼井液流 体或交流电。
目前有三种:即涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具
使用42-89mm钻杆，井径<150mm（用于地质探井、水井）
13
2、动力设备的驱动 （1）柴油机驱动钻机,通过机械传动或液压传动。 （2）直流电驱动钻机，用柴油机或燃气轮机发电或由电 力网供电。供直流电则为有直——直驱动，供交流则为 交——直驱动，通常用于海上钻井。
3、按使用的地区不同 （1）陆地钻机 包括沙漠、沼泽地钻井 （2）海洋钻机 包括钻井平台、自升式钻井平台、半潜 式钻井平台、钻井船和钻井固定平台上的各种类型钻机。
15
16
1、天车:是复滑轮系充中的定滑轮组,固定于井架顶端的天车台上。它的 主要规格是轮数和最大载荷。
2、游动滑车：是复滑轮系统中的动滑轮组，工作时上下移动。规格同上， 有时为了节省高度，将大钩与游动滑车作成一体。
3、大绳：是复滑轮系统中的钢丝绳。钻井中常用6×19的钢丝绳。6×19 表示有6股，每股有19根钢丝。中心有一根麻心以贮润滑油。 a. 快绳：固定在滚筒上的钢丝绳端，由于缠绕时速度最快，称为快绳。 b. 死绳：固定不动的一端钢丝绳称为死绳。 用测量死绳中的拉力来确定大钩负载。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、旋转钻井法 包括地面动力转盘旋转钻井法和井底
动力钻具旋转钻井法两种: 1、转盘旋转钻井法
其设备组成和工作原理如图6-2所示。
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钻井的八大件
钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。
起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。
起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。
起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。
下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。
在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。
旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。
在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。
其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。
钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。
方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。
(完整版)钻井工程各工艺流程详细介绍
1、起升系统
(1)组成
井架、天车、游动滑车、大绳、 大钩及绞车
图1－11 大庆I－130型钻 机
(2)功能 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。
钻机的组成及功能
2、旋转系统 (1)组成 水龙头、转盘
带动整个 保证在洗井 钻柱及钻 液循环时钻 头旋转 柱能够旋转
衡量钻头破岩效率高低的主要指标
钻头寿命：
在整个使用过程中，钻头在井下的纯钻进时间(包 括划眼——在已钻出的井眼内旋转送钻、修整井壁的 过程)，单位为h；
钻头进尺：
在钻头寿命内，其钻进的井段长度，单位为m；
机械钻速：
用钻头的进尺除以纯钻进时间，即单位纯钻进时 间的钻头进尺，表示钻头破碎岩石的能力和效率，单 位为m／h。
和天然气。
类型:
固相颗粒悬浮在
水基体系、油基体系和空气一水天或然油气中体所系形成
的一种分散体系
用的最多
用的最少
钻机的组成及功能
3、循环系统
(1)清洗井底携带岩屑
(2)悬浮岩屑
洗
(3)阻止地层中油、气、水流入井内
井
(4)保护井壁，防止井壁坍塌
液 功 能
(5)冷却、润滑钻头和钻柱 (6)向井底传递水功率 (7)了解地层
钻机的分类（动力设备）
柴油机驱动钻机 以柴油机为动力，通过机 械传动或液力传动的钻机
直流电驱动钻机 工作机用直流电动机驱动。 海上钻井普遍采用
交流电驱动钻机 工作机用交流电动机驱动
钻机的组成及功能
1、起升系统 2、旋转系统 3、循环系统 4、驱动与传动系统 5、气控系统 6、井控系统
钻机的组成及功能
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西南石油大学实验报告
1、了解钻井工艺组成；
2、熟悉钻井系统各个设备形貌及功能；
3、重点学习钻井固控系统组成。
二、钻井工艺及组成及钻井设备
1、提升系统
钻井提升设备是一套大功率的起重设备。
主要由钻井绞车、游动系（钢丝绳、天车、游动滑车及大钩）、悬挂游动系统的井架及起升操作用的工具（如：吊钳、吊环、吊卡、卡瓦及上扣器等）组成。
它的主要作用是起下钻、换钻头、均匀送钻、下套管及进行井下特殊作业等。
游动滑车绞车
吊钩卡瓦
2、泥浆循环系统
泥浆循环系统设备主要由泥浆泵、地面高压循环管汇、水龙带、水龙头、钻柱、泥浆净化及调配设备等组成。
它的主要作用是清洗井底、携带岩屑、在喷射钻井及井下动力钻具钻井顶部驱动钻井中，还起到传递动力的作用。
泥浆净化系统：主要包括振动筛、除砂器、除泥器、存储槽
振动筛——泥浆第一次处理，筛除泥浆重大颗粒的岩屑。
除砂器——利用旋流器原理，出去泥浆中较大的岩屑（沙粒）。
除泥器——利用旋流器原理，旋流器直径比除泥器的旋流器直径小，流体绕流速度更高，能够除去泥浆中的较小颗粒。
储存槽——储存净化后的泥浆，供泥浆泵泥浆，为防止泥浆中固相物料沉降，在槽中设置搅拌装置。
泥浆泵除泥器
振动筛
3、地面旋转钻进设备
地面旋转钻进设备主要由转盘、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤及钻头等组成。
它的主要作用是不断地破碎岩石,加深井眼及处理井下的复杂情况等。
水龙头耐磨环
PDC钻头钻铤
三牙轮钻头转盘
4、动力驱动设备
动力驱动设备属于钻机的动力机组,是驱动起升、旋转和循环等三大工作机组的动力设备。
钻机用的动力设备主要是柴油机,其次是交流或直流电动机。
钻井电机钻井柴油机
5、传动系统设备
传动系统设备属示钻机的传动机组。
其主要作用是联结动力机与工作机组,并将动力传递到各工作机组。
传动系统设备主要由减速箱、离合器、传动皮带轮、传动链轮
及并车、倒车机构等组成。
根据能量传递的方式不同,可分为机械、液压及液力传动。
6、控制系统设备
控制系统设备属于钻机的控制机组。
控制的内容包括发动机的启动、停车、变速和并车等, 绞车、转盘、泥浆泵等工作机组的启动、停车、调速和换向等。
控制的方式
有机械、气动、液压和电力控制等,随钻机的类型不同而异。
控制系统的主要作用是远
距离操作指挥和协调各机组正常工作。
7、钻机底座
钻机底座属于钻机的辅助机组,包括井架、钻台动力机、传动系统和泥浆泵等的底座。
它主要用于安装钻机的各机组,是钻机不可缺少的组成部分。
8、辅助设备
辅助设备属于钻机的辅助机组,包括供气设备、供水设备、供电设备、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。
三、固控系统新方法
旋流器除砂除泥，泥浆从旋流器底部损失大概2~5% 经济损失较大，根据生产情况，泥浆处理量较大，采用自动卸料连续工作式的离心机。
可以考虑采用离心机械实现固液分离，可最大限度的减少泥浆的损失。
如离心卸料离心机、反跳环式离心机、振动式离心机、控制环离心机、过滤式螺旋卸料离心机、双极活塞推料离心机、上悬式自动卸料离心机、进动离心机、盘式离心机、螺旋卸料沉降式离心机等。