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宁波打井-宁波钻井-浙江钻井-浙江打井-桐庐县打井公司之水井钻机种类及原理分析

 我之前一直在谈论水井钻机的一些知识和维护知识。让我们谈谈水井钻机平台的分类,组成什么组件以及有什么优点。
首先,第一种类型的冲击式水井钻机主要依赖于钻具的替代垂直运动,以使钻头冲击井底并破坏岩层。结构简单,没有循环井洗系统,切口和钻机无法同时拆除,效率低下。钻孔深度通常在250米以内,有时可达500-600米。主要有两种类型:
1抓住锥体。用钻头的重量冲击地层。钻头的下端是几个可以折叠的尖角鳍。当钻头因其自重向下移动时,挡板打开并切入岩石层,然后绞车将钻头提起并穿过钢丝,挡板关闭。在此过程中,钻屑被截留在锥体中,并且钻屑从坑口中排出。钻孔深度通常为40至50米,最深为100至150米。

2线冲击钻。它由桅杆和顶部安装的起重滑轮,金属电缆,冲击机构,钻头和电动机组成。在运行过程中,电机通过传动装置带动冲击机构,导通金属丝以匹配钻孔工具,当其向下移动时,钻头的重量被钻头的重量割断。钻头,电缆牵引向上移动。钻孔行程为0.5至1米,冲击频率为每分钟30至60次。抽砂从地面上清除碎屑,并在去除碎屑的同时进行钻孔。

以下是第二种类型的旋转井钻井平台,其主要基于钻井工具的旋转运动来打破孔中岩石的形成。主要有五种类型:

(1)盆锥。用其锥形钻头旋转地面层。根据钻头的大小,大锅锥和锅的小锥分别由人或能量驱动。切下的土壤会落入锅中,然后升至地面以卸去土壤。本实用新型结构简单,效率低,适用于一般土层或砂卵石土层。小盆锥的钻孔深度为80-100米,大盆锥的钻孔深度为30-40米。

(2)循环旋转式泥浆清洗平台。它由塔,绞车,转盘,钻机,泥浆泵,水龙头和电动机组成。在操作过程中,电动机械通过传动装置驱动转盘,而活动的钻杆则驱动钻头旋转并破坏岩层。正循环和负循环有两种类型。当循环钻机在运行时,底部切口是通过钻杆外的环形通道从井中取出的。当反循环钻机在工作时,沉淀池沉淀后,泥浆会从井口流到井底。携带钻屑的污泥通过钻杆通过钻杆喷嘴从井中抽出,再回到沉淀池。该设备在钻杆中具有较高的向上流动速率,具有大的卸载切屑和卵石的能力,并且钻速很高。它适用于土壤层,沙层和卵石小于钻杆内径的松散地层。钻孔深度通常在150米以内。

(3)旋转式压缩气体洗涤设备。在旋转式旋转钻机中,使用空气压缩机代替泥浆泵,并使用压缩空气代替泥浆冲洗井。通常使用anti-循环模式,也称为anti-循环气举。它适用于井深,缺水和冻土层的干旱地区。
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    钻井技术发展的**阶段是自动化钻井。所谓自动化钻井就是:钻井全部过程依靠传感器测量各种参数,并采用计算机采集,进行综合解释与处理,然后再发出指令,最后由各相关设备自动执行,使整个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过程。在钻井自动控制过程当中,井下随钻测量和井下自动控制是关键环节,同时也是关键技术,二者结合起来实际上是井眼轨迹自动控制技术—导向钻井技术。

钻井公司导向钻井技术

    导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术,代表着世界**的钻井发展方向。目前,在世界范围内水平井、大位移井,分支井等高难度的复杂井蓬勃发展,并得到大规模应用,传统的钻井技术难以适应这些高难度井的作业需要,必须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的准确无误。

钻井导向方式

    导向方式主要有两种:

1)几何导向:

    由井下随钻测量工具(MWD/LWD)测量几何参数,井斜、方位和工具面的数值传给控制系统,由控制系统及时纠正和控制井眼轨迹。

2)地质导向:

    地质导向是在拥有几何导向能力的同时又能根据随钻测井(LWD)得出的地质参数(地层岩性、地层层面、油层特点等),实时控制井眼轨迹,使钻头沿着地层的最优位置钻进。这样可在预先不掌握地层特性的情况下实现最优控制。

    地质导向可利用近钻头处实时采集的地质地层参数,超前预测和识别油气层,并根据需要调整井眼轨迹,引导钻头准确钻达油气富集区域。 地质导向的技术关键是近钻头处地层参数、井眼轨迹参数和钻头工作参数的实时测量。

   导向钻井的实现主要靠导向工具,导向工具分两大类:

1)滑动式导向工具

    滑动式导向工具的特征是导向作业时钻柱不旋转 ,钻柱随钻头向前推进,沿井壁滑动。 滑动式导向存在许多缺点:钻柱的扭矩、摩阻大;井眼清洗不彻底;械钻速慢等等,但目前仍占主导地位。

    定向钻井大多使用井下动力钻具,主要的滑动式导向工具有:弯外壳马达、可调弯接头、可变径稳定器等。滑动式导向工具组合方式:钻柱+MWD/LWD+动力钻具+钻头。

2)旋转式导向系统 (RSS)

    旋转式导向工具直接引导钻头沿期望的轨迹钻进,从而避免钻柱躺在井壁上滑动,使井眼得到很好的清洗,同时允许根据地层选择合适的钻头。这样可显著地减轻或消除滑动式导向工具的不足。

    目前旋转式导向工具主要有:VDS自动垂直直井钻井系统、SDD自动直井钻井系统、ADD自动定向钻井系统、RSD旋转导向钻井系统,RCLS旋转闭环钻井系统等。

旋转导向钻井特点

1)在钻柱旋转的情况下,具有导向能力;

2)可以与井下马达一起使用;

3)配有全系列标准的地层参数及钻井参数检测仪器;

4)配有地面&井下双向通讯系统,可根据井下传来的数据,在不起钻的情况下从地面发出指令改变井眼轨迹;

5)工具设计制造模块化、集成化;

6)可以在150℃以上的高温井中使用;

7)不需要特殊的钻井参数,就可以保证最优的钻井过程;

8)导向自动控制,以保证准确光滑的井眼轨迹。
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1)卡钻事故原因及处理

       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。

       钻井公司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。

2)井塌事故原因及处理

       井塌是钻井过程中井壁失稳垮塌的现象。发生井塌的原因包括:井内液柱压力不能平衡地层压力;地层受钻井液浸泡,发生水敏膨胀、破碎、剥离;地层本身破碎、疏松,上提钻具时造成抽汲现象使下部井筒压力下降;在起钻过程中,未及时回灌钻井液造成井内液柱压力下降;停钻时间过长,钻井液性能发生变化;在裸眼井段长时间、大排量循环等。井塌严重时会导致井眼情况复杂,引起井内事故。

钻井公司

       遇到井塌应该采取以下措施:

       (1)下钻过程,如发现井口不返钻井液,或者钻杆内反喷钻井液,这是井塌的象征,应立即停止下钻。开泵循环通井或划眼,待井下情况正常后,再恢复下钻工作。

       (2)起钻过程,如发现井口液面不降,或钻杆内反喷钻井液,这是井塌的象征,应立即停止起钻。开泵循环钻井液,•待泵压正常,井下畅通无阻,管柱内外压力平衡后,再恢复起钻工作。 

       (3)无论任何时候,如发现有井塌现象,开泵时均须用小排量顶通。然后逐渐渐增加排量,中间不可停泵。如果小排量顶不通,泵压上升,井口不返钻井液,证明地层漏失,不可继续挤入钻井液。

3)钻头事故及预防措施

       在钻进过程中所发生的钻头事故,包括牙轮钻头掉牙爪,牙轮、蹩断牙爪、牙齿、牙轮;刮刀钻头蹩断刀片、接头,PDC钻头脱落; 或人造聚晶金刚石、天然金刚石脱落等,统称钻头事故。

       预防钻头事故,应该采取以下措施:

       (1)选用质量合格的钻头,出厂使用说明书要求正确使用钻头

       (2)精心操作,均匀送钻,严防溜钻、顿钻事故发生。 

       (3)正确操作,按设计施工,根据钻具组合和地层井深按要求加压。

4)井漏事故及处理

       井漏是钻井过程中,井筒内钻井液或其他介质(固井水泥浆等)漏入地层孔隙、裂缝等空间的现象。井漏是钻井工程中常见的井内复杂情况,多数钻井过程都有不同程度的漏失。严重的井漏会导致井内压力下降,影响正常钻井、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷。

       井漏的处理措施:

       (1)对井下压力系统和地层比较复杂的井只能采取堵漏的办法进行处理;

       (2)而对于井下压力系统单一、地层结构强度较大的井则可以采用降低钻井液密度的办法处理。

       (3)可在钻井液中加入堵漏材料,如锯末,马粪,贝壳粉、粘土等。

       (4)裂缝漏失需采用稠钻井液加堵漏物的如锯屑,棉子壳等,在处理井漏上和工艺措施配合,下钻速度要慢,泵压排量要适当。