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三厘米鑽石值多少錢 2024-04-26 23:25:09

石油鑽機怎麼拉力最快

發布時間: 2022-10-05 03:26:09

① 石油鑽機的工作原理

吊環與吊環座之間用銷軸連接,吊環座與鉤桿焊接成一體,筒體與鉤身用左旋螺紋連接,並用止動塊防止螺紋松動。鉤身和筒體可沿鉤桿上、下運動。內、外負荷彈簧的作用是起鑽時能使立根松扣後向上彈起。
通體內裝有機油。止推軸承的座圈將油腔分為兩部分,座圈上開有油孔。由於油流到通過的阻尼作用,吸收了其下鑽作業時鉤身的沖擊震動,可以防止鑽桿街頭螺紋損壞。
通體上端由6個小彈簧和定位盤組成定位裝置,藉助定位與吊環座環形接觸面之間的摩擦力,可以防止提升空吊卡時轉動使調換轉位,方便井架工操作。

② 石油鑽機上 什麼事最大快繩拉力

摘要 有快繩就有慢繩撒 在游車(動滑輪)省力的一端就是快繩 快繩最大拉力就指的是滾筒一端的最大拉力。

③ 請問石油鑽機中 轉盤有幾個檔,不同的轉速各用在什麼場合 謝謝各位啦!!

兩個,高速低速,在鑽檯面上(司鑽房前面),一般打快鑽時用高速,後期由低速~~

④ 有沒有介紹石化工業的

一、我國石油和石油化工裝備製造業已具有堅實基礎 石油、石油化工工業是我國的支柱產業之一,在國民經濟中佔有重要地位,2001年,全國生產原油1.65億噸;原油加工量2.10億噸;生產乙烯480.67萬噸;生產化肥3396.52萬噸;生產合成材料1203.84萬噸,主要經濟指標居全國工業各行業之首。石油、石油化工工業的發展帶動了為其提供裝備的石油、石油化工設備製造業的發展。建國五十多年以來,特別是改革開放20多年來,通過研製、開發、合作生產、引進技術,使我國石油、石油化工設備製造業,從無到有、從小到大,建立起一個比較完整的製造體系。據統計,2001年行業中的石油和石油化工專用設備405家規模以上企業,工業總產值(現價)達134億元,利潤總額2.9億元,從業人員12.8萬人。 (1)石油鑽采設備製造體系已經形成 石油鑽采設備製造業是為陸地、沙漠、淺灘和海上石油、天然氣的勘探、開發提供裝備。建國初期,石油基本依賴進口,而石油和石油化工設備製造業更談不上,全國只有幾家小廠生產一些石油設備零配件。經過五十年來的努力,已建成幾個比較集中的製造基地:以寶雞、蘭州、南陽等為主的鑽井設備基地;以上海、江蘇為主的石油工具基地;以江漢、四川為主的石油鑽頭基地;以西安為主的地球物理勘探設備基地;以濟南為主的石油鑽機專用柴油機製造基地。採油設備的製造分散在全國各地,東北地區較為集中。 全世界具有生產成套石油鑽機能力的國家不多,只有英國、俄羅斯、羅馬尼亞、英國、挪威等國家。我國是發展中國家唯一能生產成套石油鑽機的國家,且已具備年生產1000-9000米系列成套鑽機120套左右能力。目前,生產成套石油鑽機企業已發展到八家。其中,國企四家:寶雞石油機械廠、南陽石油機械廠、江漢第四石油機械廠、勝利油田動力機廠;中外合資企業二家:蘭石國民油井石油工程有限公司、上海三高石油設備有限公司;民營企業二家:成都瑜宏石化工程有限責任公司、川油廣漢機械有限公司。2001年共生產銷售石油鑽機106台,無論在數量和質量上均是歷來最好水平。 採油采氣井口裝置已是我國的成熟產品,單油管採油井口裝置最高壓力可達105mpa,雙油管採油井口裝置最高壓力可達70mpa;機械採油設備已達到國際水平;生產適用於井筒直徑51/2〃-7〃,溫度為50℃-150℃,壓力為10mpa及以上各種規格成套電動潛油泵;鉤載60-120噸、修井深度為3600-7200米修井機;江漢石油鑽頭股份有限公司是亞洲最大的石油鑽頭生產企業,其能力為年產108個品種、23萬只鑽頭。 國內製造的油氣集輸設備規格齊全、質量過硬,如流量為750-3000米3/時、揚程90-550米的ks型離心輸油泵,pcl長輸管線壓縮機,800-1100mm口徑、4-10mpa球閥,直徑325-1420mm、壁厚6-16mm油氣集輸鋼管生產能力達上百萬噸,以及生產製造海洋油氣集輸單點系泊系統、浮式生產貯油船、穿梭油輪海底管道輸送系統和加壓設備等。 (2)石油化工設備製造業有了歷史性突破 五十年來,我國石油煉制工業一直走自主發展的道路,因而,帶動了煉油技術裝備的發展。目前,已可以製造500萬噸/年以上煉油廠成套設備、800萬噸/年常減壓蒸餾裝置、200萬噸/年以上重油催化裂化裝置、150萬噸/年加氫裂化裝置、200萬噸/年渣油加氫脫硫裝置、100萬噸/年延遲焦化裝置等。一些高難度設備,如加氫裂化和加氫精製裝置用的加氫反應器、高壓換熱器、高壓空冷器;加氫和重整裝置用的離心式循環氫壓縮機、50及80噸活塞力的往復式新氫壓縮機;催化裂化和延遲焦化裝置用的主風機、富氧壓縮機、高效旋風分離器、外取熱器、煙機以及重要的流程泵等都能製造。 曾幾何時,我國製造的小型化肥、中型化肥設備遍布全國各地,解決了當時對化肥的急需。這些化肥設備,由於其技術經濟指標已落後,逐漸被大型化肥設備淘汰。以30萬噸/年合成氨、52萬噸/年尿素為代表的大型化肥裝置的設備,包括關鍵設備:直徑2.8米的快活素合成塔、co2汽提塔、原料氣壓縮機、氨壓縮機、合成氣壓縮機、co2壓縮機等都已研製成功。 因此,我國的石油和石油化工裝備行業從滿足國內市場為主,到走出國門、融入國際市場,進入發展新階段的條件已經成熟,一定會大有可為。

⑤ 石油鑽機上 什麼事最大快繩拉力

有快繩就有慢繩撒
在游車(動滑輪)省力的一端就是快繩
快繩最大拉力就指的是滾筒一端的最大拉力。

⑥ 用什麼動力帶動鑽頭旋轉

鑽井是通過鑽頭旋轉破碎地下岩石形成井筒的過程。鑽頭的旋轉需要動力,常規石油鑽機的動力依靠柴油機(B2—300柴油機)或大馬力柴油機(12V—190柴油機),柴油機發出的動力,通過地面的傳動裝置,將柴油機的動能傳給鑽機的部件,帶動鑽井泵和鑽機的絞車,絞車帶動轉盤、方鑽桿、鑽桿、鑽頭,旋轉的鑽頭在壓力和水力的聯合作用下,破碎岩石形成井筒。20世紀70年代,國外電驅動(直流或交流)鑽機出現後,鑽機的動力變為由大馬力柴油機組帶動發電機,通過中心電站後,再由電動機帶動鑽井泵和鑽機絞車運轉。電驅動鑽機的出現節省了復雜的傳動裝置,使鑽機的佔地面積大大減少,鑽機的搬遷移動也更加方便,適合陸地叢式井組的鑽井,同時鑽機的操作更加靈活,並實現了無級變速。80年代後,為滿足鑽定向井、水平井、大位移井等特殊工藝井的需要,人們將旋轉鑽頭的動力移到井下,出現了井下動力鑽具(即螺桿鑽具、渦輪鑽具和電動鑽具)鑽井。近年來,又出現了旋轉動力放在游動滑車以下水龍頭的位置,不通過轉盤傳遞動力的頂部驅動裝置鑽井,這種鑽井方式可在鑽具轉動、起下鑽具的工況下循環鑽井液,可直接接鑽桿立柱鑽進,減少鑽井接單根的時間。其特有的工作方式有利於鑽井復雜情況和鑽井事故的處理,顯示了鑽井過程中獨特的優越性。

鑽井柴油動力機組

⑦ 石油鑽機液壓轉盤速度和扭矩怎麼檢測

(一)鑽機(1)鑽探機械主要包括哪些?如何選用?鑽探機械主要包括鑽機、泥漿泵、動力機(柴油機或電動機)和鑽塔等。選擇鑽探機械,應根據鑽探目的、孔深、鑽孔結構以及地形運輸等條件。首先確定鑽機類型,其它設備隨鑽機類型配備。(2)國產鑽機產品型號如何表示?國產鑽機產品型號由類別標志、結構特點及主要參數或系列序號構成。類別標志、結構特點以漢語拼音字母表示。主要參數或系列序號以數字表示,其間以「-」相連。產品改型後,其原型後加短橫並分別注1、2、3……表示。型號漢語拼音字母不超過三個字母,排列第一位是類別標志,第二位是第一特徵代號,第三位是第二特徵代號,後面的數字表示定型產品的序號,例如岩心鑽機:100米標1,300米標2、600米標3,1000米標4,1500米標5,2500米標6,未形成系列的以主參數表示。常用國產鑽機的類別標志和特徵代號如下:X代表岩心鑽機(岩心)Sz代表砂礦鑽機(砂鑽)S代表水文鑽機(水文)G代表工程鑽機(工程)K代表坑道鑽機(坑道)Q代表淺孔鑽機(淺鑽)R代表地熱鑽機(地熱)第一特徵代號表示傳動機構:B表示手把手輪操縱、機械傳動Y表示液壓操縱、機械傳動JD表示機械動力頭D表示全液壓動力頭P表示轉盤第二特徵代號表示裝載及其它C表示車裝例如:SPC-300-主參數(300M)∣∣∣———第二特徵代號(車裝)∣——第一特徵代號(轉盤)————類別標志(水文)(3)岩心鑽探用鑽機有哪些要求?a、要滿足各種鑽進工藝要求,轉速級檔要多,能適應最優鑽進規程;b、盡可能輕便化,要求結構緊湊,體積小,重量輕,可拆性好,特別是可拆部件重量要輕,便於安裝、拆卸和運輸。c、配套儀表齊全:各種儀表靈敏、耐用,指示准確;d、結構要簡單、布局合理,操作方便、安全可靠;便於維修和保養。(4)鑽機的基本組成部分有哪些?起什麼作用?a、回轉機構:回轉鑽具帶動鑽頭在孔底工作;b、給進機構:調整鑽頭在孔底工作所需要的鑽壓和控制給進速度;c、升降機構:用以完成鑽具、套管和附屬工作的升降。有的鑽機還利用升降機構控制給進速度和給進壓力。d、機架:根據鑽機整體布局的特點,將上述各部件組裝成一至兩個整體,達到結構緊湊、便於安裝、拆卸的要求。(5)、鑽機按給進機構不同,可分哪幾類?a、油壓給進鑽機b、鋼繩給進鑽機c、手把式給進鑽機d、螺旋差動給進鑽機e、全液壓動力頭鑽機目前鑽探生產中油壓給進鑽機應用最為廣泛,全液壓動力頭鑽機是發展方向。(6)XY-4型鑽機有什麼特點?a、鑽機具有較高的轉速和較合理的轉速范圍,轉速級數較多(正轉八級),除適應金剛石鑽進外,還能滿足硬質合金、鋼粒鑽進和各種工程鑽孔的要求;b、鑽機重量較輕,可拆性較好,鑽機可分解成九個整體部件,最大部件重量為218㎏,便於搬遷,適於山區工作;c、鑽機具有兩級反轉速度,便於處理孔內事故,可以減輕勞動強度,而且比較安全;d、鑽機結構簡單、布局緊湊、便於維修、保養和修理;e鑽機操作靈活可靠,並配有各種儀表利於掌握孔內情況;f、鑽機重心低,穩定性好,移車平穩,牢固可靠。(7)XY-4型鑽機主要技術性能有哪些?a、鑽進深度:用Φ42鑽桿,可鑽進孔深1000米,用Φ50鑽桿,可鑽進孔深700米。b、立軸轉速:當輸入軸轉速1500轉/分時,正轉低速有四級:101、187、267、388轉/分;反轉低速83轉/分;反轉高速251轉/分。c、立軸最大上頂能力8000公斤;最大下壓能力6000公斤;d、提升能力及速度:單繩提升能力:3493、1900、1326、912公斤;提升速度:(第三層)為0.82、1.51、2.16、3.14米/秒。(8)XY-4型鑽機機械傳動系統結構特點有哪些?a、該鑽機由離合器、變速箱、分動箱、回轉器、升降機、機架及液壓系統等主要部件組成,各部件之間採用花鏈、方向軸和止口壓板連接,便於拆卸和安裝;b、動力機通過彈性聯軸節和離合器將動力傳遞至變速箱,經齒輪變速和傳遞,變速箱輸出軸可獲得四個正轉速度和一個反轉速度;c、變速箱和分動箱之間用兩個萬向軸相連,回轉器可獲得高速檔和低速檔正轉八級和兩個反轉速度。d、具有自動定心式油壓卡盤、較強起拔能力的行星式卷揚機和操作方便、使用可靠的離合器。e、鑽機工藝適應性較強,使用范圍較廣。(9)SPJ-300鑽機由哪幾部分組成?主要技術規格有哪些?SPJ-300鑽機由動力機、泥漿泵、絞車、轉盤和鑽塔所組成。該鑽機主要技術規格如下:鑽進深度300米開孔直徑500毫米轉盤轉速正、反各40、70、128轉/分主卷揚提升能力(單繩)3噸副卷揚提升能力(單繩)2噸鑽塔高度13米動力機65馬力柴油機或40千瓦電動機泥漿泵BW250型2台或BW600/30型1台(10)SPJ-300鑽機動力如何傳遞?該鑽機動力經動力機輸出經傳動軸分成兩路,一路由兩組5根B型三角帶傳至二台沉漿泵,另一路由5根C型三角帶傳至變速箱離合器。經變速後再由兩路傳出;一路經萬向軸傳給轉盤,一路由齒輪傳給主卷揚和副卷揚。(11)SJP-300鑽機有哪些特點?SJP-300鑽機是我國水文水井鑽機中鑽進效率較高的一種,應用較廣。可拆性強;適於交通不便地區;鑽塔可整體豎起,有較牢固的台板。但整個設備笨重,實現的鑽進方法單一。(12)鑽機在使用前應檢查哪些部位?a、檢查橫、立軸齒輪、齒筒、卡盤、頂絲、卡瓦、滑軌、導向桿是否清潔良好;b、檢查變速箱、回轉器、油路系統連接處是否漏油及油箱的油量是否合適;c、檢查制動裝置、摩擦離合器、鎖緊機構及分動機構是否可靠,必要時進行調整;d、用人力轉動機器,檢查各機件的作用是否靈活可靠,如阻力過大或有雜音等異常現象時,必須予以消除。(13)鑽機在運轉中應注意哪些事項?a、接合離合器或使工作輪轉動時,必須輕、勻、平穩;b、變換轉速、接合橫、立軸箱和變換各分動手柄時,必須將離合器置於分離位置或使工作輪停止轉動後進行;c、使用升降機時,禁止左、右手把同時下壓;d、齒輪油泵開動後,應注意油壓表和孔底壓力指示器的反應。鑽進過程中,孔底需要增、減壓力時,應逐步調節,不得突然增降;利用油壓系統快速提動立軸(快速倒桿)時,只准在原負荷的情況下進行,以防機件損壞;e、XY型鑽機移動前,應先松開鎖緊機構,並將導軌擦凈,塗上潤滑油;移動後必須鎖緊;f、隨時注意機器各部有無沖擊聲;變速箱、軸承、軸套和橫、立軸齒輪箱等,有無超過燙手溫度(60℃),如超過應予以排除;g、各油壓操縱手柄不得同時使用;XY-4鑽機轉速表不能反轉,如回轉器反轉應將其軟軸卸下,以防損壞轉速表;h、鑽機維護保養應嚴格按要求進行,確保鑽機運轉正常。

⑧ 石油鑽機上 什麼事最大快繩拉力

快繩是指從絞車滾筒到天車的一段鋼絲繩,最大快繩拉力是指這段鋼絲繩在鑽機最大額定載荷時所承受的最大拉力。

⑨ 石油鑽井技術

《中國國土資源報》2007年1月29日3版刊登了「新型地質導向鑽井系統研製成功」的消息。這套系統由3個子系統組成:新型正脈沖無線隨鑽測斜系統、測傳馬達及無線接收系統、地面信息處理與決策系統。它具有測量、傳輸和導向三大功能。在研製過程中連續進行了4次地質導向鑽井實驗和鑽水平井的工業化應用,取得成功。這一成果的取得標志著我國在定向鑽井技術上取得重大突破。

2.3.1.1 地質導向鑽井技術

地質導向鑽井技術是20世紀90年代發展起來的前沿鑽井技術,其核心是用隨鑽定向測量數據和隨鑽地層評價測井數據以人機對話方式來控制井眼軌跡。與普通的定向鑽井技術不同之處是,它以井下實際地質特徵來確定和控制井眼軌跡,而不是按預先設計的井眼軌跡進行鑽井。地質導向鑽井技術能使井眼軌跡避開地層界面和地層流體界面始終位於產層內,從而可以精確地控制井下鑽具命中最佳地質目標。實現地質導向鑽井的幾項關鍵技術是隨鑽測量、隨鑽測井技術,旋轉導向閉環控制系統等。

隨鑽測量(MWD)的兩項基本任務是測量井斜和鑽井方位,其井下部分主要由探管、脈沖器、動力短節(或電池筒)和井底鑽壓短節組成,探管內包含各種感測器,如井斜、方位、溫度、震動感測器等。探管內的微處理器對各種感測器傳來的信號進行放大並處理,將其轉換成十進制,再轉換成二進制數碼,並按事先設定好的編碼順序把所有數據排列好。脈沖器用來傳輸脈沖信號,並接受地面指令。它是實現地面與井下雙向通訊並將井下資料實時傳輸到地面的唯一通道。井下動力部分有鋰電池或渦輪發電機兩種,其作用是為井下各種感測器和電子元件供電。井底鑽壓短節用於測定井底鑽壓和井底扭矩。

隨鑽測井系統(LWD)是當代石油鑽井最新技術之一。Schlumberger公司生產的雙補償電阻率儀CDR和雙補償中子密度儀CDN兩種測井系統代表了當今隨鑽測井系統的最高水平。CDR和CDN可以單獨使用也可以兩項一起與MWD聯合使用。LWD的CDR系統用電磁波傳送信息,整套系統安裝在一特製的無磁鑽鋌或短節內。該系統主要包括電池筒、伽馬感測器、電導率測量總成和探管。它主要測量並實時傳輸地層的伽馬曲線和深、淺電阻率曲線。對這些曲線進行分析,可以馬上判斷出地層的岩性並在一定程度上判斷地層流體的類型。LWD的CDN系統用來測量地層密度曲線和中子孔隙度曲線。利用這兩種曲線可以進一步鑒定地層岩性,判斷地層的孔隙度、地層流體的性質和地層的滲透率。

旋轉導向鑽井系統(Steerable Rotary Drilling System)或旋轉閉環系統(Rotary Closed Loop System,RCLS)。常規定向鑽井技術使用導向彎外殼馬達控制鑽井方向施工定向井。鑽進時,導向馬達以「滑行」和「旋轉」兩種模式運轉。滑行模式用來改變井的方位和井斜,旋轉模式用來沿固定方向鑽進。其缺點是用滑行模式鑽進時,機械鑽速只有旋轉模式鑽進時的50%,不僅鑽進效率低,而且鑽頭選擇受到限制,井眼凈化效果及井眼質量也差。旋轉導向閉環鑽井系統完全避免了上述缺點。旋轉導向鑽井系統的研製成功使定向井鑽井軌跡的控制從藉助起下鑽時人工更換鑽具彎接頭和工具面向角來改變方位角和頂角的階段,進入到利用電、液或泥漿脈沖信號從地面隨時改變方位角和頂角的階段。從而使定向井鑽井進入了真正的導向鑽井方式。在定向井鑽井技術發展過程中,如果說井下鑽井馬達的問世和應用使定向鑽井成為現實的話,那麼可轉向井下鑽井馬達的問世和應用則大大提高了井眼的控制能力和自動化水平並減少了提下鑽次數。旋轉導向鑽井系統鑽井軌跡控制機理和閉環系統如圖2.5所示。

目前從事旋轉導向鑽井系統研製的公司有:Amoco、Camco、Baker Hughes Inteq、Cambridge Drilling Automation以及DDD Stabilizers等。這些公司的旋轉導向閉環鑽井系統按定向方法又可分為自動動力定向和人工定向。自動動力定向一般由確定鑽具前進方向的測量儀表、動力源和調節鑽具方向的執行機構組成。人工定向系統定向類似於導向馬達定向方法,需要在每次連接鑽桿時進行定向。兩種定向系統的定向控制原理都是通過給鑽頭施加直接或間接側向力使鑽頭傾斜來實現的(圖2.6)。按具體的導向方式又可劃分為推靠式和指向式兩種。地質導向鑽井技術使水平鑽井、大位移鑽井、分支井鑽井得到廣泛應用。大位移井鑽井技術和多分支井鑽井技術代表了水平鑽井技術的最新成果水平。

圖2.5 旋轉導向閉環系統

(1)水平井鑽井技術

目前,國外水平鑽井技術已發展成為一項常規技術。美國的水平井技術成功率已達90%~95%。用於水平井鑽進的井下動力鑽具近年來取得了長足進步,大功率串聯馬達及加長馬達、轉彎靈活的鉸接式馬達以及用於地質導向鑽井的儀表化馬達相繼研製成功並投入使用。為滿足所有導向鑽具和中曲率半徑造斜鑽具的要求,使用調角度的馬達彎外殼取代了原來的固定彎外殼;為獲得更好的定向測量,用非磁性馬達取代了磁性馬達。研製了耐磨損、抗沖擊的新型水平井鑽頭。

圖2.6 旋轉導向鑽井系統定向軌跡控制原理

(2)大位移井鑽井技術

大位移井通常是指水平位移與井的垂深之比(HD/TVD)≥2的井。大位移井頂角≥86°時稱為大位移水平井。HD/TVD≥3的井稱為高水垂比大位移井。大位移井鑽井技術是定向井、水平井、深井、超深井鑽井技術的綜合集成應用。現代高新鑽井技術,隨鑽測井技術(LWD)、旋轉導向鑽井系統(SRD)、隨鑽環空壓力測量(PWD)等在大位移井鑽井過程中的集成應用,代表了當今世界鑽井技術的一個高峰。目前世界上鑽成水平位移最大的大位移井,水平位移達到10728m,斜深達11287m,該記錄是BP阿莫科公司於1999年在英國Wytch Farm油田M-16井中創造的(圖2.7所示)。三維多目標大位移井也有成功的例子。如挪威Gullfalks油田B29大位移井,就是將原計劃用2口井開發該油田西部和北部油藏的方案改為一口井開采方案後鑽成的。為了鑽成這口井,制定了一套能夠鑽達所有目標並最大限度地減少摩阻和扭矩的鑽井設計方案。根據該方案,把2630m長的水平井段鑽到7500m深度,穿過6個目標區,總的方位角變化量達160°。

圖2.7 M-16井井身軌跡

我國從1996年12月開始,先後在南海東部海域油田進行了大位移井開發試驗,截至2005年底,已成功鑽成21口大位移井,其中高水垂比大位移井5口。為開發西江24-1含油構造實施的8口大位移井,其井深均超過8600m,水平位移都超過了7300m,水垂比均大於2.6,其中西江24-3-A4井水平位移達到了8063m,創造了當時(1997年)的大位移井世界紀錄。大位移井鑽井涉及的關鍵技術有很多,國內外目前研究的熱點問題包括:鑽井設備的適應性和綜合運用能力、大斜度(大於80°)長裸眼鑽進過程中井眼穩定和水平段延伸極限的理論分析與計算、大位移井鑽井鑽具摩擦阻力/扭矩的計算和減阻、成井過程中套管下入難度大及套管磨損嚴重等。此外大位移井鑽井過程中的測量和定向控制、最優的井身剖面(結構)設計、鑽柱設計、鑽井液性能選擇及井眼凈化、泥漿固控、定向鑽井優化、測量、鑽柱振動等問題也處在不斷探索研究之中。

(3)分支井鑽井技術

多分支井鑽井技術產生於20世紀70年代,並於90年代隨著中、小曲率半徑水平定向井鑽進技術的發展逐漸成熟起來。多分支井鑽井是水平井技術的集成發展。多分支井是指在一個主井眼(直井、定向井、水平井)中鑽出若干進入油(氣)藏的分支井眼。其主要優點是能夠進一步擴大井眼同油氣層的接觸面積、減小各向異性的影響、降低水錐水串、降低鑽井成本,而且可以分層開采。目前,全世界已鑽成上千口分支井,最多的有10個分支。多分支井可以從一個井眼中獲得最大的總水平位移,在相同或不同方向上鑽穿不同深度的多層油氣層。多分支井井眼較短,大部分是尾管和裸眼完井,而且一般為砂岩油藏。

多分支井最早是從簡單的套管段銑開窗側鑽、裸眼完井開始的。因其存在無法重入各個分支井和無法解決井壁坍塌等問題,後經不斷研究探索,1993年以來預開窗側鑽分支井、固井回接至主井筒套管技術得到推廣應用。該技術具有主井筒與分支井筒間的機械連接性、水力完整性和選擇重入性,能夠滿足鑽井、固井、測井、試油、注水、油層改造、修井和分層開採的要求。目前,國外常用的多分支系統主要有:非重入多分支系統(NAMLS),雙管柱多分支系統(DSMLS),分支重入系統(LRS),分支回接系統(LTBS)。目前國外主要採用4種方式鑽多分支井:①開窗側鑽;②預設窗口;③裸眼側鑽;④井下分支系統(Down Hole Splitter System)。

2.3.1.2 連續管鑽井(CTD)技術

連續管鑽井技術又叫柔性鑽桿鑽井技術。開始於20世紀60年代,最早研製和試用這一技術鑽井的有法國、美國和匈牙利。早期法國連續管鑽進技術最先進,1966年投入工業性試驗,70年代就研製出各種連續管鑽機,重點用於海洋鑽進。當時法國製造的連續管單根長度達到550m。美國、匈牙利製造的連續管和法國的類型基本相同,單根長度只有20~30m。

早期研製的連續管有兩種形式。一種是供孔底電鑽使用,由4層組成,最內層為橡膠或橡膠金屬軟管的心管,孔底電機動力線就埋設在心管內;心管外是用2層鋼絲和橡膠貼合而成的防爆層;再外層是鋼絲骨架層,用於承受拉力和扭矩;最外層是防護膠層,其作用是防水並保護鋼絲。另一種是供孔底渦輪鑽具使用的,因不需要埋設動力電纜,其結構要比第一種簡單得多。第四屆國際石油會議之後,美國等西方國家把注意力集中在發展小井眼井上,限制了無桿電鑽的發展。連續管鑽井技術的研究也放慢了腳步。我國於20世紀70年代曾開展無桿電鑽和連續管鑽井技術的研究。勘探所與青島橡膠六廠合作研製的多種規格的柔性鑽桿,經過單項性能試驗後,於1975年初步用於渦輪鑽。1978年12月成功用於海上柔性鑽桿孔底電鑽,並建造了我國第一台柔桿鑽機鑽探船。1979~1984年勘探所聯合清華大學電力工程系、青島橡膠六廠研究所和北京地質局修配廠共同研製了DRD-65型柔管鑽機和柔性鑽桿。DRD-65型柔管鑽機主要有柔性鑽桿、Φ146mm潛孔電鑽、鑽塔、柔桿絞車及波浪補償器、泥漿泵、電控系統和液控系統等部分組成。研製的柔性鑽桿主要由橡膠、橡膠布層、鋼絲繩及動力線組成。拉力由柔桿中的鋼絲骨架層承擔,鋼絲繩為0.7mm×7股,直徑2.1mm,每根拉力不小於4350N,總數為134根,計算拉力為500kN,試驗拉力為360kN。鑽進過程中,柔性鑽桿起的作用為:起下鑽具、承受反扭矩、引導沖洗液進入孔底、通過設於柔性鑽桿壁內的電纜向孔底電鑽輸送電力驅動潛孔電鑽運轉、向地表傳送井底鑽井參數等。

柔性鑽桿性能參數為:內徑32mm;抗扭矩不小於1030N·m;外徑85~90mm;單位質量13kg/m;抗內壓(工作壓力)40kg/cm2,曲率半徑不大於0.75m,抗外壓不小於10kg/cm2;彎曲度:兩彎曲形成的夾角不大於120°;額定拉力1000kN;柔桿內埋設動力導線3組,每組15mm2,信號線二根;柔桿單根長度為40、80m兩種規格。

Φ146mm型柔桿鑽機由Φ127mm電動機、減速器、液壓平衡器和減震器組成。動力是潛孔電鑽,它直接帶動鑽頭潛入孔底鑽井。Φ146mm孔底電鑽是外通水式,通水間隙寬5mm,通水橫斷面積為2055mm2

與常規鑽井技術相比,連續管鑽井應用於石油鑽探具有以下優點:欠平衡鑽井時比常規鑽井更安全;因省去了提下鑽作業程序,可大大節省鑽井輔助時間,縮短作業周期;連續管鑽井技術為孔底動力電鑽的發展及孔底鑽進參數的測量提供了方便條件;在製作連續管時,電纜及測井信號線就事先埋設在連續管壁內,因此也可以說連續管本身就是以鋼絲為骨架的電纜,通過它可以很方便地向孔底動力電鑽輸送電力,也可以很方便地實現地面與孔底的信息傳遞;因不需擰卸鑽桿,因此在鑽進及提下鑽過程中可以始終保持沖洗液循環,對保持井壁穩定、減少孔內事故意義重大;海上鑽探時,可以補償海浪對鑽井船的漂移影響;避免了回轉鑽桿柱的功率損失,可以提高能量利用率,深孔鑽進時效果更明顯。正是由於連續管鑽井技術有上述優點,加之油田勘探需要以及相關基礎工業技術的發展為連續管技術提供了進一步發展的條件,在經過了一段時間的沉寂之後,20世紀80年代末90年代初,連續管鑽井技術又呈現出飛速發展之勢。其油田勘探工作量年增長量達到20%。連續管鑽井技術研究應用進展情況簡述如下。

1)數據和動力傳輸熱塑復合連續管研製成功。這種連續管是由殼牌國際勘探公司與航空開發公司於1999年在熱塑復合連續管基礎上開始研製的。它由熱塑襯管和纏繞在外面的碳或玻璃熱塑復合層組成。中層含有3根銅質導線、導線被玻璃復合層隔開。碳復合層的作用是提供強度、剛度和電屏蔽。玻璃復合層的作用是保證強度和電隔離。最外層是保護層。這種連續管可載荷1.5kV電壓,輸出功率20kW,傳輸距離可達7km,耐溫150℃。每根連續管之間用一種特製接頭進行連接。接頭由一個鋼制的內金屬部件和管子端部的金屬環組成。這種連續管主要用於潛孔電鑽鑽井。新研製的數據和動力傳輸連續管改變了過去用潛孔電鑽鑽井時,電纜在連續管內孔輸送電力影響沖洗液循環的缺點。

2)井下鑽具和鑽具組合取得新進展。XL技術公司研製成功一種連續管鑽井的電動井下鑽具組合。該鑽具組合主要由電動馬達、壓力感測器、溫度感測器和震動感測器組成。適用於3.75in井眼的電動井下馬達已交付使用。下一步設想是把這種新型電動馬達用於一種新的閉環鑽井系統。這種電動井下鑽具組合具有許多優點:不用鑽井液作為動力介質,對鑽井液性能沒有特殊要求,因而是欠平衡鑽井和海上鑽井的理想工具;可在高溫下作業,振動小,馬達壽命長;閉環鑽井時藉助連續管內設電纜可把測量數據實時傳送到井口操縱台,便於對井底電動馬達進行靈活控制,因而可使鑽井效率達到最佳;Sperry sun鑽井服務公司研製了一種連續管鑽井用的新的導向鑽具組合。這種鑽具組合由專門設計的下部陽螺紋泥漿馬達和長保徑的PDC鑽頭組成。長保徑鑽頭起一個近鑽頭穩定器的作用,可以大幅度降低振動,提高井眼質量和機械鑽速。泥漿馬達有一個特製的軸承組和軸,與長保徑鑽頭匹配時能降低馬達的彎曲角而不影響定向性能。在大尺寸井眼(>6in)中進行的現場試驗證明,導向鑽具組合具有機械鑽速高、井眼質量好、井下振動小、鑽頭壽命長、設備可靠性較高等優點。另外還研製成功了一種連續軟管欠平衡鑽井用的繩索式井底鑽具組合。該鑽具組合外徑為in上部與外徑2in或in的連續管配用,下部接鑽鋌和in鑽頭。該鑽具組合由電纜式遙控器、穩定的MWD儀器、有效的電子定向器及其他參數測量和傳輸器件組成。電纜通過連續管內孔下入孔底,能實時監測並處理工具面向角、鑽井頂角、方位角、自然伽馬、溫度、徑向振動頻率、套管接箍定位、程序狀態指令、管內與環空壓差等參數。鑽具的電子方位器能在鑽井時在導向泥漿馬達連續旋轉的情況下測量並提供井斜和方位兩種參數。

其他方面的新進展包括:連續管鑽井技術成功用於超高壓層側鑽;增加連續管鑽井位移的新工具研製成功;連續管鑽井與欠平衡鑽井技術結合打水平井取得好效果;適於連續管鑽井的混合鑽機研製成功;連續管鑽井理論取得新突破。

2.3.1.3 石油勘探小井眼鑽井技術

石油部門通常把70%的井段直徑小於177.8mm的井稱為小井眼井。由於小井眼比傳統的石油鑽井所需鑽井設備小且少、鑽探耗材少、井場佔地面積小,從而可以節約大量勘探開發成本,實踐證明可節約成本30%左右,一些邊遠地區探井可節約50%~75%。因此小井眼井應用領域和應用面越來越大。目前小井眼井主要用於:①以獲取地質資料為主要目的的環境比較惡劣的新探區或邊際探區探井;②600~1000m淺油氣藏開發;③低壓、低滲、低產油氣藏開發;④老油氣田挖潛改造等。

2.3.1.4 套管鑽井技術

套管鑽井就是以套管柱取代鑽桿柱實施鑽井作業的鑽井技術。不言而喻套管鑽井的實質是不提鑽換鑽頭及鑽具的鑽進技術。套管鑽井思想的由來是受早期(18世紀中期鋼絲繩沖擊鑽進方法用於石油勘探,19世紀末期轉盤回轉鑽井方法開始出現並用於石油鑽井)鋼絲繩沖擊鑽進(頓鑽時代)提下鑽速度快,轉盤回轉鑽進井眼清潔且鑽進速度快的啟發而產生的。1950年在這一思想的啟發下,人們開始在陸上鑽石油井時,用套管帶鑽頭鑽穿油層到設計孔深,然後將管子固定在井中成井,鑽頭也不回收。後來,Sperry-sun鑽井服務公司和Tesco公司根據這一鑽井原理各自開發出套管鑽井技術並制定了各自的套管鑽井技術發展戰略。2000年,Tesco公司將4.5~13.375in的套管鑽井技術推向市場,為世界各地的油田勘探服務。真正意義的套管鑽井技術從投放市場至今還不到10年時間。

套管鑽井技術的特點和優勢可歸納如下。

1)鑽進過程中不用起下鑽,只利用絞車系統起下鑽頭和孔內鑽具組合,因而可節省鑽井時間和鑽井費用。鑽進完成後即等於下套管作業完成,可節省完井時間和完井費用。

2)可減少常規鑽井工藝存在的諸如井壁坍塌、井壁沖刷、井壁鍵槽和台階等事故隱患。

3)鑽進全過程及起下井底鑽具時都能保持泥漿連續循環,有利於防止鑽屑聚集,減少井涌發生。套管與井壁之間環狀間隙小,可改善水力參數,提高泥漿上返速度,改善井眼清洗效果。

套管鑽井分為3種類型:普通套管鑽井技術、階段套管或尾管鑽井技術和全程套管鑽井技術。普通套管鑽井是指在對鑽機和鑽具做少許改造的基礎上,用套管作為鑽柱接上方鑽桿和鑽頭進行鑽井。這種方式主要用於鑽小井眼井。尾管鑽井技術是指在鑽井過程中,當鑽入破碎帶或涌水層段而無法正常鑽進時,在鑽柱下端連接一段套管和一種特製工具,打完這一段起出鑽頭把套管留在井內並固井的鑽井技術。其目的是為了封隔破碎帶和水層,保證孔內安全並維持正常鑽進。通常所說的套管鑽井技術是指全程套管鑽井技術。全程套管鑽井技術使用特製的套管鑽機、鑽具和鑽頭,利用套管作為水利通道,採用繩索式鑽井馬達作業的一種鑽井工藝。目前,研究和開發這種鑽井技術的主要是加拿大的Tesco公司,並在海上進行過鑽井,達到了降低成本的目的。但是這種鑽井技術目前仍處於研究完善階段,還存在許多問題有待研究解決。這些問題主要包括:①不能進行常規的電纜測井;②鑽頭泥包問題嚴重,至今沒有可靠的解決辦法;③加壓鑽進時,底部套管會產生橫向振動,致使套管和套管接頭損壞,目前還沒有找到解決消除或減輕套管橫向振動的可靠方法;④由於套管鑽進不使用鑽鋌,加壓困難,所以機械鑽速低於常規鑽桿鑽井;部分抵消了套管鑽進提下鑽節省的時間;⑤套管鑽井主要用於鑽進破碎帶和涌水地層,其應用范圍還不大。

我國中石油系統的研究機構也在探索研究套管鑽井技術,但至今還沒有見到公開報道的成果。目前,套管鑽井技術的研究內容,除了研製專用套管鑽機和鑽具外,重點針對上述問題開展。一是進行鑽頭的研究以解決鑽頭泥包問題;二是研究防止套管橫向振動的措施;三是研究提高套管鑽井機械鑽速的有效辦法;四是研究套管鑽井固井辦法。

套管鑽井應用實例:2001年,美國謝夫隆生產公司利用加拿大Tesco公司的套管鑽井技術在墨西哥灣打了2口定向井(A-12和A-13井)。兩井成井深度分別為3222×30.48cm和3728×30.48cm。為了進行對比分析,又用常規方法打了一口A-14井,結果顯示,同樣深度A-14井用時75.5h,A-13井用時59.5h。表層井段鑽速比較,A-12 井的平均機械鑽速為141ft/h,A-13井為187ft/h,A-14井為159ft/h。這說明套管鑽井的機械鑽速與常規方法機械鑽速基本相同。但鑽遇硬地層後套管鑽井,鑽壓增加到6.75t,致使擴眼器切削齒損壞,鑽速降低很多。BP公司用套管鑽井技術在懷俄明州鑽了5口井。井深為8200~9500ft,且都是從井口鑽到油層井段。鑽進過程中遇到了鑽頭泥包和套管振動問題。

此外,膨脹套管技術也是近年來發展起來的一種新技術,主要用於鑽井過程中隔離漏失、涌水、遇水膨脹縮經、破碎掉塊易坍塌等地層以及石油開采時油管的修復。勘探所與中國地質大學合作已立項開展這方面的研究工作。

2.3.1.5 石油鑽機的新發展

國外20世紀60年代末研製成功了AC-SCR-DC電驅動鑽機,並首先應用於海洋鑽井。由於電驅動鑽機在傳動、控制、安裝、運移等方面明顯優於機械傳動鑽機,因而獲得很快的發展,目前已經普遍應用於各型鑽機。90年代以來,由於電子器件的迅速發展,直流電驅動鑽機可控硅整流系統由模擬控制發展為全數字控制,進一步提高了工作可靠性。同時隨著交流變頻技術的發展,交流變頻首先於90年代初成功應用於頂部驅動裝置,90年代中期開始應用於深井石油鑽機。目前,交流變頻電驅動已被公認為電驅動鑽機的發展方向。

國內開展電驅動鑽機的研究起步較晚。蘭州石油化工機器廠於20世紀80年代先後研製並生產了ZJ60D型和ZJ45D型直流電驅動鑽機,1995年成功研製了ZJ60DS型沙漠鑽機,經應用均獲得較好的評價。90年代末期以來,我國石油系統加大鑽機的更新改造力度,電驅動鑽機取得了較快發展,寶雞石油機械廠和蘭州石油化工機器廠等先後研製成功ZJ20D、ZJ50D、ZJ70D型直流電驅動鑽機和ZJ20DB、ZJ40DB型交流變頻電驅動鑽機,四川油田也研製出了ZJ40DB交流變頻電驅動鑽機,明顯提高了我國鑽機的設計和製造水平。進入21世紀,遼河油田勘探裝備工程公司自主研製成功了鑽深能力為7000m的ZJ70D型直流電驅動鑽機。該鑽機具有自動送鑽系統,代表了目前我國直流電驅動石油鑽機的最高水平,整體配置是目前國內同類型鑽機中最好的。2007年5月已出口亞塞拜然,另兩部4000m鑽機則出口運往巴基斯坦和美國。由寶雞石油機械有限責任公司於2003年研製成功並投放市場的ZJ70/4500DB型7000m交流變頻電驅動鑽機,是集機、電、數字為一體的現代化鑽機,採用了交流變頻單齒輪絞車和主軸自動送鑽技術和「一對一」控制的AC-DC-AC全數字變頻技術。該型鑽機代表了我國石油鑽機的最新水平。憑借其優良的性能價格比,2003年投放市場至今,訂貨已達83台套。其中美國、阿曼、委內瑞拉等國石油勘探公司訂貨達42台套。在國內則佔領了近2~3年來同級別電驅動鑽機50%的市場份額。ZJ70/4500DB型鑽機主要性能參數:名義鑽井深度7000m,最大鉤載4500kN,絞車額定功率1470kW,絞車和轉盤擋數I+IR交流變頻驅動、無級調速,泥漿泵型號及台數F-1600三台,井架型式及有效高度K型45.5m,底座型式及檯面高度:雙升式/旋升式10.5m,動力傳動方式AC-DC-AC全數字變頻。

⑩ 石油鑽機的最大鑽柱重量與最大鉤載的區別

孔壁摩擦