今天养殖艺技术网的小编给各位分享钻杆钻机标准是什么的养殖知识,其中也会对钻机的基本技术参数及性能(钻机的基本技术参数及性能特点)进行专业解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在我们开始吧!
钻机的基本技术参数及性能
1)成孔直径:Φ130~Φ150mm;
2)成孔深度:物探孔50m,反循环300m;
3)最大输出扭矩:8000~10000N·m;
4)输出转速:0~400r/min(无级调速);
5)有效行程:5400mm(4500m钻杆);
6)提升力:200kN;
7)卷扬机:10kN(具有自由落体功能,容绳量150m);
8)液压系统:系统压力30MPa,流量200L/min;
9)空压机动力140kW,额定压力1.4MPa,风量17m3/m;
10)钻机工作动力:194kW;
11)车载底盘采用2250型6×6越野底盘,主要技术参数如表2.1所示。
表2.1 车载底盘主要技术参数
钻机采用电液控制,通过主控制台和辅控制箱来控制钻机的各个动作,钻机液压系统和动力机的参数采用表盘显示和数字显示。为了方便控制,钻机的主控制台可以从钻机上移动到方便观察孔口的位置或其他位置,主控制台可以操控钻机的钻进回转、动力头上下移动、加减压、钻机桅杆升降、滑移、钻机支腿动作及动力机的工作等。辅控制箱可以轻便地挎在操作人员的身上,随时移动和控制钻机的绞车、钻杆吊架旋转、液压夹持器、拧管机和双通道气水龙头心管上下移动等。钻机桅杆可以倾斜进行斜孔钻进,桅杆同时具有上下滑移功能,滑移行程2000mm,便于斜孔钻进时桅杆底座支撑地面。
为了方便钻杆加接和提下钻,钻机桅杆背后设置有绳索绞车,同时配备钻杆吊装架,吊装架可以通过油缸推动齿轮齿条机构旋转110°,配合地面钻杆加接支架和动力头铰支结构,利用绞车、钻杆吊装架、地面钻杆支架及动力头铰接机构,实现钻杆加接和提下钻杆功能。
为了降低提钻时拧卸钻杆的劳动强度,钻机桅杆底座设置液压夹持器和拧管机,拧管机的最大扭矩为钻机的最大扭矩的两倍,拧管机具有推开第一扣、快速旋转卸扣和拧紧功能。
为了满足不同地层钻进成果需要,钻机具有可满足正、反循环水力及空气钻进工艺、螺旋钻进工艺、潜孔锤跟管钻进工艺、各种取心钻进工艺要求的功能。
钻机的基本参数
钻机的技术参数表明了钻机的规格和主要技术性能,因此需要在总体设计中确定。这些技术参数,用于设计,是确定钻机总体结构、选用液压件和部件结构的前提;用于生产,则是比较、评价和选用钻机主要依据之一。
钻机的技术特性参数很多,有钻进深度,钻杆直径、钻孔直径与钻孔倾角;回转器转速、转矩、通孔直径与让开孔口距离、液压卡盘夹紧力;给进系统的最大提升力、最大给进力,给进速度和最大提升速度,给进行程;卷扬机最大起重量、提升速度、钢绳直径与容绳量;液压系统中主泵、副泵、辅助泵的工作压力、流量;动力机类型、功率与转速;钻机质量与外形尺寸等。这些参数按主次可分为三类,即基本参数、主要参数和一般参数。
1.钻进深度
钻机的基本参数是反映钻机钻进能力的参数,岩心钻机以钻进深度为基本参数。因为其他参数与钻机结构,都受孔深的直接或间接影响。尤其是钻机的质量与外形尺寸受孔深影响更为明显。它们几乎是孔深的函数。但仅以孔深为基本参数,尚不能全面反映钻机的钻进能力和所需功率大小。同一钻机,用不同直径的钻杆,所能达到的钻进深度是不同的。因此要全面地反映钻机的钻进能力,应以孔深与钻杆直径一起表示作为基本参数。常说的1000m钻机,表示用 NQ钻杆钻进深度为1000m;如用 HQ钻杆钻进深度约为720m。
2.钻孔直径
钻孔直径包括开孔直径和终孔直径。它反映了钻机可能完成的孔身结构之直径阶梯和与之相适应的钻进方法。
开孔直径根据终孔直径由孔身结构导出。孔身结构主要取决于钻进深度、地层性质和钻进工艺水平,并增加一级储备孔径以备处理事故。在较稳定的地层,一般均采用两径成孔。
终孔直径主要取决于用不同的钻进方法所能获得的最低限度的岩样直径要求。由于钻孔直径直接影响钻进效率、钻头磨料消耗、功率消耗、钻机尺寸和钻机质量等技术经济指标,因此只要能满足地质取样要求,应尽可能地选择较小的终孔直径。不同的钻进方法要求不同的终孔直径。
3.钻杆直径
钻杆直径直接影响动力头与卷扬机的能力和尺寸,以及回转钻进和提升钻具所需功率。钻杆直径的选择主要与孔深、孔径和转速有关。钻孔越深,孔径越大,所配钻杆直径也大。当钻孔直径大,钻杆直径小时,钻杆在孔内弯曲程度增加工作条件恶化,不仅影响钻进速度和质量,也容易引起孔内事故。金刚石钻头适合较高的转速钻进,但是在弯曲状况下的钻杆以高转速旋转时,将会产生剧烈的轴向和横向振动,既影响钻头、钻杆与钻机寿命,也会降低钻进效率。因此,金刚石钻进不仅要求钻孔直径尽可能缩小,而且要求更小的钻孔直径与钻杆直径的比值。表1-1列出了金刚石绳索取心钻杆规格,摘自GB/T16951-1997。
表1-1 金刚石绳索取心钻杆规格
4.钻孔倾角
钻孔倾角是指钻机能完成的钻孔角度范围。
固体矿床矿体常常呈倾斜状态。勘探时,为了得知倾斜矿体的真实厚度,要求钻孔垂直或接近垂直于矿体的倾斜面,因此要钻斜孔。
钻斜孔时,钻杆的自然弯曲随钻深而增加,因此钻进深度越大,动力头变角范围要求越小。2000m 以上钻机只能钻垂直孔。动力头钻机转角变化一般45°~90°。
上述几项参数是构成钻孔结构的基本要素,表明在额定功率条件下,钻机可能完成那一种孔身结构的钻孔。基本参数也是决定其他参数和设计钻机结构的依据。
根据钻井工艺中钻进、洗井、起下钻具各工序的需要,一套钻机必须具备哪些系统和设备?
1 起升系统为了起下钻具、下套管以及控制钻头送进等,钻机装有一套起升机构,它主要由主绞车、辅助绞车(或猫头)、工作刹车、辅助刹车、游动系统[包括钢丝绳、天车、游动滑车(简称游车)和大钩]以及悬挂游动系统的井架组成。另外,还有起、下钻操作使用的工具及设备,如吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等。
井架是钻采机械的重要组成部分之一,如图3-36所示,它在钻井和采油生产过程中,用于安放和悬挂天车(图3-37)、游车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具,以及起下、存放钻杆、油管或抽油杆。
图3-35 钻井系统1—水龙头;2—方钻杆;3—绞车;4—转盘;5—天车;6—井架;7—游动滑车;8—大钩;9—水龙带;10—立管;11—动力机;12—泥浆泵;13—泥浆池;14—泥浆槽;15—水泥环;16—套管;17—钻杆;18—井眼;19—泥浆流;20—钻铤;21—钻头
图3-36 钻井地面设备1—天车;2—悬臂吊绳缆;3—钻井大绳;4—二层台;5—游车;6—顶驱;7—井架;8—方钻杆;9—司钻偏房;10—防喷器;11—水箱;12—电缆托盘;13—发电机组;14—储油罐;15—电气控制房;16—泥浆泵;17—泥浆桶箱;18—泥浆罐;19—泥浆池;20—离心器;21—振动筛;22—节流管汇;23—管子坡道;24—钻杆架;25—蓄电池绞车是钻机的核心部件,如图3-38所示。绞车不仅用于起下钻具和下套管,还用于在钻进过程中控制钻压,以及井架的整体起立。带捞沙滚筒的绞车还负担着提取岩心筒、试油等工作,绞车往往还充当转盘的变速机构或中间传动机构。
钻机的绞车、转盘和钻井泵交替工作,各工作机器经常启动和停车,因此这些传动系统中的离合器操作频繁,尤其是在深井进行起下钻操作时。目前主要采用的刹车是液压盘刹,如图3-39所示,直流电动钻机和链传动钻机还要使用辅助刹车,一般的牙嵌离合器、手控摩擦离合器都不能满足如此繁重的操作要求,通常采用调速传动的电磁离合器。
图3-37 天车
图3-38 绞车
图3-39 液压盘刹1—刹车盘;2—安全钳;3—工作钳;4—绞车滚筒图3-40是老式刹车机构图。刹车时,操作刹把4转动传动杠杆3,通过曲拐拉拽刹带1活动端使其抱住刹车鼓2。扭动刹把手柄可控制司钻阀5启动气刹车。气刹车起省力作用。平衡梁6用来均衡左、右刹带松紧程度,以保证受力均匀。当刹块磨损使刹带与刹鼓间隙增大导致刹把的刹止角过低时,可通过调整螺钉7调整到初始间隙。刹带1是由弹簧板制成,用带弹簧的螺钉挂在绞车外壳上,不工作时可均匀脱离刹车鼓;耐热耐磨的刹车块则铆在钢带上。美国绞车广泛采用双杠杆机构,力比大,操作非常省力。
下钻过程中会产生大量的动能,单靠绞车的刹带不能完全胜任这些能量的转化工作,在深井钻机中,水刹车或电磁刹车等辅助刹车起着很重要的作用。
为了起、下钻具和旋卸钻具,需要使用吊钳、吊卡和卡瓦等手动井口工具。吊钳由几个镶有牙板的钳头和钳柄组成,它们之间用铰链互相连接。吊钳用来旋卸钻杆、钻铤等组成钻柱的各类下井工具的连接螺纹,如图3-41所示。吊钳都是内外两把(一正一反)成对使用,用猫头绳来旋扣。吊卡用来悬持、提升和下放钻柱。吊卡的内径比钻杆外径略大,但比钻杆接头的外径小。工作时卡住钻柱接头,以便进行起、下钻。当旋接或卸开钻柱时,位于井内的那段钻柱必须暂时悬挂在转盘上。装入转盘补心中的卡瓦是用来卡住钻杆并悬持钻柱的。
图3-40 刹车机构示意图1—刹带;2—刹车鼓;3—杠杆;4—刹把;5—司钻阀;6—平衡梁;7—行程限制螺杆;8—气丝;9—弹簧
图3-41 液压套管钳随着深井、硬地层及海洋钻井数量的迅速增加,起、下钻操作的工作量显著增加。用上述手动井口工具旋卸螺纹体力消耗大、工效低,又不安全,迫切需要改进。目前,已有多种形式的动力大钳和动力卡瓦广泛用于钻井生产中。加快了起、下钻速度,减轻了工人的劳动强度,为进一步实现钻井工作的全盘机械化、自动化打下了基础。
2 旋转系统为了转动钻具以不断破碎**,钻机还配备有顶驱(老式钻机采用转盘,如图3-42所示)和水龙头,井下配有钻杆柱和钻头等,有时也使用井底动力钻具。
图3-42 石油钻机转盘
图3-43 挪威DDM-650顶驱钻井系统1—水龙头;2—电动机;3—齿轮减速箱;4—机械齿轮箱;5—钻杆操纵接头;6—钻杆操纵旋转环;7—吊卡位置电动机;8—液压缸;9—悬挂器;10—吊卡游动动作器;11—伸缩接头;12—伸缩接头支承组;13—遥控内防喷阀;14—扭矩扳手;15—钻杆吊卡多年来,石油钻井一直是依靠钻机的转盘带动方钻杆和钻具、钻头旋转进行钻井作业的。近年来,随着钻井装备技术的不断发展,为了更好地满足钻特殊工艺井的需要,20世纪80年代,国外研制出一种将水龙头与马达相结合,在井架空间的上部带动钻具、钻头旋转,并可沿井架内安放的导轨向下送进的钻井装置,同时配备了钻杆的上卸螺纹装置,可完成井下钻柱旋转、循环钻井液、钻杆上卸、起下钻、边起下边转动等操作。将该装置悬持在游动系统下面直接旋转钻具并沿井架内专用导轨向下送进,从而取代转盘和方钻杆,完成旋转钻进、循环钻井液、接钻杆和上卸钻柱等各种钻井操作。因此,顶驱钻井系统主要由水龙头钻井马达总成、导向滑车总成和钻杆上卸扣装置三部分组成,如图3-43所示。
因该装置在钻机的游车之下,驱动的位置比原转盘位置要高,所以称为顶部驱动钻井装置。顶部驱动钻井装置可接立柱(三根钻杆组成一根立柱)钻进,省去了转盘钻井时接、卸方钻杆的常规操作,如图3-44所示,节约钻井时间20%~25%,同时,减轻了工人劳动强度,降低了操作者发生人身事故的风险。使用顶部驱动装置钻井时,在起下钻具的同时可循环钻井液、转动钻具,有利于钻井中井下复杂情况和事故的处理,对深井、特殊工艺井的钻井施工非常有利。顶部驱动装置钻井使钻机的钻台面貌为之一新,为今后实现自动化钻井创造了条件。
3 循环系统为了随时用洗井液清除井底已破碎的**以保证连续钻进,钻机配备有如图3-45所示的循环系统。它包括钻井泵、地面管汇、泥浆池和泥浆槽、泥浆净化设备、调配泥浆设备等,在喷射钻井和涡轮钻井中,循环系统还担负着传递动力的任务。钻井泵用于钻井时循环泥浆,目前采用的基本形式为往复泵。因此,钻井泵可作为往复泵的一种典型。
图3-44 利用顶驱接单杆钻杆下部的连接部分为钻头,是破碎**的主要工具,图3-46为三牙轮钻头,主要由牙爪(也称巴掌)、牙轮、轴承组成。此外,还有用油润滑轴承的储油补偿系统、密封件以及用于喷射钻井的喷嘴。牙轮钻头的牙轮上分布有牙齿,如果牙齿是用铣刀在钻头体上铣制而成的,称为铣齿或钢齿钻头;如果是用硬质合金(钨钴合金)镶在牙轮上的,称镶齿钻头。三牙轮钻头的3个牙轮外形不同,一号牙轮外形完整,二号牙轮锥顶截掉一些,三号牙轮截顶较大。牙轮钻头所用轴承有滚动和滑动两类,滑动轴承径向尺寸小。轴承需采用密封,防止泥浆和砂屑进入轴承腔内。现在普遍应用的一种新型钻头是具有镶硬质合金、轴承密封、滑动轴承和喷射孔眼的“四合一”钻头。牙轮钻头在井底工作时,牙轮既绕钻头轴线公转,又绕自身轴线自转,而且在井底还有滑动。因此,牙轮钻头破碎**的方式是冲击、压挤、剪切等的联合作用。牙轮钻头既能钻软地层又能钻硬地层。可根据地层特征、岩性硬度级别选择不同的牙轮钻头。
图3-45 循环系统
图3-46 三牙轮钻头结构l—钻头体;2—牙爪;3—牙轮;4—水眼板;5—塞销;6—滚柱;7—滚珠;8—定位销钻井泵工作原理是发动机通过皮带、齿轮等传动部件带动泵的主轴旋转,与主轴连接的连杆带动活塞在活塞缸内往复移动,缸内形成负压,吸水池中的液体在液面大气压力作用下,挤开吸入阀,进入缸内,直到活塞移到最右边位置为止(图3-47)。这一工作过程,称为泵的吸入过程。当活塞移到最右边位置(即曲柄转过180°)后,活塞开始向左移动,液缸内液体受挤压,压力升高,因而吸入阀关闭,排出阀被挤开,液体被活塞推出,经由排出阀和排出管进入排水池。这个工作过程称为泵的排出过程。
图3-47 三缸钻井泵往复泵在石油工业中的应用很广泛,石油矿场上常需要在高压下输送高粘度、**重和高含砂量的液体,而流量相对不大,从各种泵的工作特点对比中可以看出,往复泵比较适用于这种情况。往复泵在钻井时用于循环泥浆和注入固井水泥。在采油时,用于原油输送、洗井、注水及地层压裂。抽油设备中的深井泵也是一种特殊结构的往复泵。所以,往复泵是石油矿场通用且关键的设备之一。
钻井过程中,井底产生的钻屑由钻井液带到地面,并要求将钻屑从钻井液中及时清除出去。振动筛是钻井必备的几种清除钻屑的设备之一,其工作原理是激振电动机旋转带动偏心轴运动,引起筛子振动实现分离钻屑的作用,如图3-48所示。
4 其他辅助设备(1)动力设备。
动力设备是驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机的动力设备,有的是柴油机,有的是交流或直流电动机。
图3-48 自同步直线筛1—激振器;2—筛箱;3—筛面;4—支撑弹簧;5—激振电动机(2)传动系统。
传动系统的主要任务是把发动机的能量传递和分配给各工作机。由于发动机的特性与工作机要求的特性有一定差距,因此要求传动系统必须包括减速、并车、倒转、变速等机构。有时在机械传动的基础上,同时还要有液力传动,液压传动或电传动装置(电磁离合器)等。
(3)控制系统。
为了指挥各系统协调地进行工作,在整套钻机中还装有各种控制设备,如机械、液动或电控制装置,以及集中控制台和观测记录仪表等。
(4)底座。
底座包括钻台底座、机房底座和钻井泵底座等,车装钻机的底座就是汽车或拖车底盘。
(5)辅助设备。
辅助设备一般包括空气压缩设备、钻鼠洞设备、井口防喷装置、辅助发电设备(供机械化装置、压风机及照明用电时用)与辅助起重设备、活动房屋(材料库、修理间、值班房等),在寒冷地区钻井时还需配备保温设备。
防喷器是石油钻探过程中打开高压油气层,确保安全生产的重要设备。防喷器根据职能的不同可分为双闸板(两用)防喷器、旋转防喷器和万能防喷器。钻井过程中如果突然遇到高压油气层,可以用双闸板或万能防喷器进行封井,防止发生井喷事故,当钻具全部取出井后,可以用万能或者全封闸板防喷器进行封井,将万能与双闸板防喷配合使用,可以实现边喷边钻作业。钻开高压油气层时有可能发生井喷,引起严重事故。为了在井喷发生时能控制井内钻井液和油、气、水的喷出,通常在钻台下面安装防喷器。目前国内外生产的钻机上都配备整套较完善的防喷器系统。一般每台钻机配备3~4套防喷器,如闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等。闸板防喷器有单闸板、双闸板和三闸板三种。按闸板的结构不同又有孔闸板、盲闸板和剪刀闸板三种。孔闸板的芯子中心有孔,钻井过程中发生井喷时,可将钻柱与套管之间的环形空间封闭,防止井内的钻井液、油、气、水喷出,也称为钻杆防喷器。盲闸板防喷器也称为全封闭防喷器,其芯子可直接把井口封闭,用在井口无钻杆的情况下。剪刀闸板可以在紧急情况下剪断井中的管子,以保证井口安全。
如图3-49所示的闸板结构示意图,(a)为全封闸板,(b)为半封闸板,故又称两用防喷器(全封、半封);当井内有钻具时,可封闭套管(或井壁)与钻具间的环形空间,称为半封;当井内无钻具时可封闭井口,特殊情况下配以剪刀闸板可切断钻具封井,称为全封。在关井的情况下,可通过旁侧出口连接管汇进行钻井液循环、节流放喷、压井等作业。闸板由橡胶芯子、闸板体、盖板和螺钉组成。闸板体由合金钢制成,能承受高压力;橡胶芯子有较高的强度和韧性,保证高压下密封性能良好。
图3-49 闸板结构示意图旋转防喷器的结构特点是:橡胶芯子可以在抱紧钻杆的情况下随钻杆一起旋转,从而能够在封闭钻杆与套管环形空间的同时,满足边喷边钻的工艺要求。万能防喷器的胶皮芯子能在几秒钟内对任何钻具进行封闭,争取宝贵的抢险时间。当钻机上配备有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器三类防喷器时,它们既可以单独使用,也可以重叠使用,可以实现边喷边钻、不压井起、下钻和反循环钻井等钻井新工艺。大多数防喷器都配有手动和液动两套控制装置,以便在紧急情况下远距离控制。
石油钻杆长度一般是多少?
石油钻杆国际标准API(5DP)分为3种:
R1:6.10~7.01米
R2:8.84~9.75米
R3:12.19~13.72米
各位大侠,石油钻杆的质量有没有标准,标准是什么
国金金属 就是做 石油钻杆,石油管的标准一般都是执行的,美国石油协会标准
石油钻杆标准 API 5DP 钢级 S135 G105 X95 E75
钻机的分类有几种?
钻井设备通常有以下7种:
常规陆地钻机、沙漠钻机、 车装钻机、 连续管作业机、 斜井钻机、海上钻井平台、钻井船。
钻机,是一套复杂的机器,它由机器、机组和机构组成。钻机是在勘探或矿产资源(含固体矿、液体矿、气体矿等)开发中,带动钻具向**钻进,获取实物地质资料的机械设备。又称钻探机。
现代化的钻机还必须有一套辅助设备,如供电、供气、供水、供油等设备,器材储存、防喷防火设施、钻井液的配制、储存、处理设施等及各种仪器和自动记录仪表。
扩展资料日常保养:
1、对钻机主要结构状况、结构连接件螺栓、结构件连接销轴、各结构 件焊缝、吊篮结构及安全防护状况进行检查,特别是进场使用之前,应请有资质 的单位对其安全性能进行检测,合格后方可使用;
2、定期对各种动力头、工作油缸、钻头钻杆状况进行检查;
3、定期对卷扬机的卷筒防钢丝绳脱落装置及两侧边缘高度、卷筒壁状况、 钢丝绳尾部在卷筒上的周数进行检查,特别是对制动口的状况应作重点项目随时 进行检查等。
参考资料来源:百度百科——钻机
钻机打三千米用什么钻杆!
有一篇文章你可以看看,希望对你有帮助 近年来国内外开发和研制的小井眼钻井装备及配套工具,包括小井眼钻机;小井眼井下钻具,如各种小井眼钻头、钻井液马达、小井眼用高强度特殊钻杆、减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具、射流冲击器、小井眼打捞和震击工具、小井眼钻具报警系统;小井眼连续取心装置;小井眼井控设备;小井眼固井工具等。对发展国内的小井眼钻井技术提出了建议。
20 世纪90年代以来,小井眼钻井技术作为一种经济型钻井技术取得了长足的进步。这种钻井工艺技术的发展带动了小井眼钻井装备及配套工具的技术进步,而装备及配套工具的技术进步又推动了工艺技术的进一步发展。目前小井眼钻井装备及配套工具的最新进展主要表现在以下几方面。
小井眼钻机
小井眼钻进方式有旋转钻进、井下马达钻进、连续取心钻进等,与其配套的小井眼钻机类型有小型常规石油钻机、采矿式连续取心钻机、修井机、连续油管作业机和专用小井眼钻机。瑞典、美国、德国、加拿大、比利时、意大利、澳大利亚和罗马尼亚等国家均开发与应用了新型小井眼石油钻机,但总的来说,专用的小井眼钻机为数不多,改进的小井眼钻机仍占多数。
目前具有代表性的国外公司小井眼钻机主要有:低成本的美制kenting 小井眼钻机;瑞典石油勘探公司的装有小型防喷器的 小井眼液压钻机,可钻井径50.8-76.2mm,井深217-2666 的小井眼井;法国的foraslim 小井眼钻机是目前世界最先进的小井眼专用钻机,占地面积为常规井场的,既可用于钻121.66mm 和96mm 小井眼,也可用于连续取心钻井,自动化程度高,钻深达3500M,比用常规钻机节约费用25%-47%;意大利SOLIMEC公司推出的G—100、G—100HD、G—150、G—200 和G—250 型系列小井眼钻机,是目前世界上唯一的小井眼钻机系列;AMOCO 公司和NABOR 公司共同研究开发的SH11 型小井眼石油钻机,配有数控系统和专家井控系统,全液压驱动,钻井液净化系统为清洁器和离心机;欧共体规划项目研究开发的小井眼石油钻机,采用顶驱系统,SH111、 SH66高强度钻杆,同时还配备了取心装置、录井和测井装置、井涌监测仪和报警系统;英国钻井设备公司研制的小井眼钻机,采用液力驱动,钻深能力达3000M,新式钻杆排放系统和先进检测仪器,既可钻井又可取心。
小井眼井下钻具组合
1.小井眼钻头
(1)牙轮钻头目前国外采用改进的碳化钨合金镶齿(TCI)牙轮钻头,如美国Baker 公司研制出的能适应转速为200r/m 98.4m 牙轮钻头,具有较厚的锥形外壳和直径较小的轮轴,钻头长度由常规的146mm 减小到121mm,增强了侧钻能力,寿命提高了30-40%。从目前发展情况看,单牙轮钻头将会成为一种适用于各种地层中钻小井眼的低成本高效率钻井工具,加拿大使用单牙轮钻头钻研磨性硬砂岩,一只单牙轮钻头进尺相当于2 只三牙轮钻头的总进尺。
(2)金刚石钻头以dbs 公司、克里斯坦森公司等为代表,专门研制了抗偏转的小尺寸pdc钻头、热稳定聚晶金刚石钻头(tsp)和天然金刚石钻头。这种钻头能适应高转速,可用于连续取心和钻进。新型pdc聚晶金刚石钻头tsd金刚石钻头,在深层、中硬地层钻井及扩眼效果很好,在降低扭矩、钻头**方面比普通的pdc 和tsd钻头效果好。穹形设计的金刚石钻头,在耐磨结构上更紧凑,更适用于钻较硬**。amoco 公司还开发出了避免小型聚晶金刚石过早损坏的抗涡旋转钻头,在穿透能力方面取得了突破性进展。小型聚晶金刚石钻头将成为小井眼技术的一个发展方向。
(3)混合型pdc/tsp钻头美国maurer 工程公司为美国能源部研制了一种混合型pdc/tsp 高效钻头,PDC切削齿置于齿前排上,以高速度钻软地层;而TSP切削齿置于PDC切削齿的后排,用于钻易损坏PDC 切削齿的硬夹层。该钻头在特定的大功率马达带动下能有效破岩。
(4)小井眼连续取心钻头在连续取心作业中,1000-3000M 的井,59%使用金刚石取心钻头,硬质合金钻头应用于小井眼取心还在继续研究。目前国外已研制了能提高取心质量的双体钻头,通过使用绳索打捞器改变钻头塞而改变钻头功能,使钻头进行钻进或取心。
目前国内已研制了152.4MM 牙轮钻头、PDC钻头、双心- 偏心BDC 钻头、无活动件钻头及单牙轮钻头,但牙轮钻头寿命与国外同类产品相比有差距。
2.钻井液马达
目前国外已经有高、中、低3种转速和多种直径的小井眼钻井液马达,其抗高温性能已超过200摄氏度。美国Maurer 工程公司为美国能源部研制85.73mm大功率小井眼钻井液马达,配合pdc/tsp 高效钻头,能使钻速提高2倍,降低钻井成本50-60%。
美国Anadrill 公司和英国shell 研究开发机构开发了一套仪表化的井下导向马达,以提高地质导向的效果。该马达固定和可调弯外壳系统组合可使钻具具有多种造斜功能,造斜率最大可超过15度、30.5M。国内也研制成功多种尺寸小井眼钻井液马达。
3.钻杆
为适应小井眼钻井,使整个钻井过程中钻柱尺寸最小,国外已开发出高强度特殊钻杆。标准新钻杆有:外径88.9MM,接头101.6-127MM的小井眼高扭矩钻杆和专为85.73MM英寸井眼设计的外径为65MM的钻杆。
4.减小钻柱振动和疲劳破坏的井下工具
为了减小钻柱振动和疲劳破坏,国内外主要采用的配套工具有:抗偏转的PDC 钻头、减小扭转振动的柔性转盘或顶驱、钻井液马达和液力加压器、耐疲劳新型钻杆接头。图1 为配套使用的井下液力加压器,该工具可增加钻头寿命,在许多地层钻进都比转盘钻进快3-5 倍,钻井成本可降低50-70%。现在已出现了串联的液力加压器,目前最多到**,其作用原理与单级相同,只是加压器上需作用更大的钻压。
5.射流冲击器
在小井眼钻井过程中,配套使用射流冲击器,利用冲击H回转联合钻进既可以提高钻井速度,又可以防止井斜,从而达到提高钻井质量,降低钻井成本的目的。
6. 小井眼打捞和震击工具
目前国内外根据需要研制出多种适合小井眼的打捞筒和震击器,如用于打捞83.2MM 和89.6MM钻具的104MM 打捞筒、高压小井眼用各种尺寸井下循环接头- 液力倒扣接头、液压及裂缝圆盘接头以及安全接头。耐高压用的小井眼震击器有单作用和双作用两种。国内牡丹江、高峰等石油机械厂生产小井眼用打捞、震击工具,但材料还不过关。
7.小井眼钻具报警系统
国外目前已研制成功一种用于小井眼连续油管钻井的钻具报警系统,这套系统能够检测到连续油管的受损情况,避免造成严重的井下事故。该系统通过一个井筒内传感器将连续油管受损情况传输到地面控制室,从仪表控制盘上给操作者提供一种看得着、听得见的井下钻具信息。
小井眼连续取心装置
小井眼连续取心技术源于矿业连续取心技术,实质上就是绳索式取心。一般来说,小井眼连续取心装置包括取心钻机、取心钻杆、取心钻头、岩心筒和其它所需工具。现在已经能在104.8MM 或更小的井眼中取心,并采用钻柱抗振技术来提高岩心收获率。Amoco公司采用薄壁钻杆和电缆可回收岩心筒连续取心钻井系统取心。该系统采用顶部驱动旋转外平钻杆,连续取心长度可达12.19m,开发井中平均取心收获率达98.3%。图2 为Amoco 公司小井眼取心井下钻具组合。国内常规小井眼取心工具的研制主要以四川油田为主,如川6-3 等。煤炭部已完成了绳索式取心工具的研制。
小井眼井控设备
为保证小井眼钻井的安全,国外已改进和完善了小井眼井控防喷装置和除气器,研制出先进的以探测进出井钻井液流量和以声波反射原理为基础的地层溢流检测系统。国外的井控设备有:全封、半封闸板防喷器和钻柱内防喷工具、动平衡压井所需除气装置和管汇,并储备有性能良好的重钻井液。
公司开发的小井眼井控专家系统,可利用计算机进行现场连续监测:smedving 公司研制Gaskick系统;INTEQ公司研制动态模拟器及溢流检测软件;shell 公司的井涌早期检测系统能测出0.16立方米的侵入量。
胜利油田1999年试验了随钻气侵检测仪,该仪器采用便携式计算机进行数据处理与分析,以钻井泵产生的压力波作为检测仪的声源。目前,随钻气侵检测仪已在"- 口小井眼钻井中推广应用,均取得了良好效果,该仪器的研究成功对完善我国小井眼和复杂地层钻井井控技术具有重要意义。
小井眼固井工具
国外研制成功一种新设备,可与50.8MM连续油管配合用于小井眼固井作业。由J型槽和位于连续油管端部的65MM密封组成的一个特殊装置可与位于88.9MM套管柱端部的密封井眼插座自动连接或脱扣。这种工具可回收、容易调整和重复使用。在固井中发生事故时可被剪断使连续油管起出井眼。该工具提供了常规注水泥方法不能实施场合下的一种经济的注水泥方法。
发展建议
(1)在小井眼技术中,完善的设备及配套工具是技术发展的关键,目前对小井眼绳索连续取心的专用钻柱、使用油基钻井液时的井涌监测控制装置、钻杆的双肩连接等方面还应加强研究。
(2)与国外相比,国内小井眼设备及工具还不完善,限制了小井眼技术的发展,目前已开发研制的小井眼工具多应用于152.4MM井眼,规格型号单一。
(3)小井眼技术因其成本低必然成为石油工业主要技术,建议国内各油田应根据小井眼技术低成本的特点,制定装备和配套工具的发展规划,加快小井眼装备及配套工具的发展与应用。
(4)从目前国内小井眼技术应用来看,还存在着后期作业工具与小井眼钻井工具不配套的情况,建议加强小井眼钻采一体化配套工具的研制。
(5)从降低钻井作业成本、提高钻速的角度考虑,建议加快小井眼钻机的改进与研制及高转速小井眼钻头的研究。
矿用三棱圆弧钻杆和高效螺旋钻杆的执行标准分别是什么
可以用企业标准作为执行标准的。