① 石油鑽井設備及工具有哪些
為了勘探與開采蘊藏在地層深處的石油和天然氣，人們必須利用各種鑽井設備與工具，鑽穿堅硬而復雜的地層，這便是鑽井工作的主要任務。為了滿足我國石油工業飛速發展的需要，必須多打井、快打井、打好井，實現鑽井速度翻番。為此，在充分調動人的積極因素的同時，還必須為鑽井工作者提供先進的、性能良好的鑽井設備與工具，充分利用現代科學技術為石油鑽井工作服務。
鑽井設備及工具包括地面鑽井設備(石油鑽機)以及鑽頭、鑽柱等。
一、石油鑽機1.鑽機的組成現代石油鑽機是一套大型聯合機組。圖5-2所示為旋轉鑽井的基本設備。根據鑽井工藝中鑽進,洗井,起、下鑽具等工序的需要，一套鑽機必須具備下列系統和設備：
圖5-6金剛石鑽頭
1—鋼體；2—胎體；3—金剛石；4—接頭接頭上部有用於連接鑽柱的絲扣。鋼體與接頭之間也用絲扣連接，然後焊死形成一體。鋼體下部與胎體燒結在一起。胎體是固定金剛石的母體，由帶粘結劑的碳化鎢粉製成，中間有水眼，底面有水槽，側面開有排屑槽。
聚晶金剛石切削塊鑽頭是20世紀70年代後期美國鑽井工業的一項重要成就。這種鑽頭的切削塊是用人造金剛石單晶在高溫高壓下聚合而成的聚晶體。鑽進時，聚晶體不斷剝落，新的鋒銳小晶體不斷出露，因而能使切削塊在磨損過程中不斷地「自銳」。其切削刃是鋒利、高耐磨、能夠「自銳」的金剛石切削塊，因此能在低鑽壓下取得高進尺(為牙輪鑽頭的4～6倍)和高鑽速(為牙輪鑽頭的2倍以上)。聚晶金剛石切削塊鑽頭有聚晶金剛石復合片鑽頭(簡稱PDC鑽頭)、熱穩定聚晶金剛石鑽頭(簡稱TSP鑽頭或BDC鑽頭，也稱巴拉斯鑽頭)、馬賽克鑽頭和大復合片PDC鑽頭。
PDC鑽頭切削塊上的聚晶金剛石復合片極薄極硬，比碳化鎢底層的抗磨性高100倍以上。鑽頭工作時，由於碳化鎢比復合片磨損得快，使復合片隨時裸露出保持銳利的刃口。在較低的鑽壓下即可切入岩石，並在扭矩的作用下切削岩石。由於切削塊可以「自銳」，這就使整個鑽進過程中鑽頭以切削方式破碎岩石，從而能實現快速鑽進。PDC鑽頭適用於軟至中硬地層。
巴拉斯鑽頭的切削塊是耐溫1200℃的熱穩定聚晶人造金剛石。熱穩定聚晶金剛石切削塊可製成三角體形、立方體形、圓柱體形和針狀等多種幾何形態。巴拉斯鑽頭以剪切和研磨方式破碎岩石，適合在中硬到硬地層使用，曾經獲得過很好的鑽井指標。四川川東地區的試驗結果表明：用這種鑽頭在某些地層中鑽進，比XHP5型三牙輪鑽頭平均鑽頭進尺提高2～4倍、機械鑽速提高20%～40%、純鑽井成本下降10%～12%。
馬賽克鑽頭既有熱穩定聚晶塊的耐高溫性質，又兼有復合片的切削能力。
目前，天然金剛石鑽頭和大復合片PDC鑽頭在油田使用較多，能獲得滿意的經濟效益。
② 國內有哪些公司生產石油鑽井用PDC鑽頭規模怎麼樣，產品性能怎麼樣國外有哪些公司生產O(∩_∩)O謝謝
國內！首推:DBS，中美合資，鑽頭好用，但是貴；第二:best百斯特，成都生產，他們自己說是國外技術，也可以用，在砂泥岩鑽進效果不錯，碰到軟泥、礫石就玩完；第三:川克，鑽頭不行，推銷鑽頭的人確實相當NB！第四:江鑽，PDC出得少，質量真一般！第五:新速通，哇靠!我就沒見過這么垃圾的!
國外!第一:迪普，一句話，罡罡的，就是他嗎嗎的賊貴，目前我碰到最貴的一個12 1/4"鑽頭，80多萬；第二:貝克休斯，同樣罡罡的，價格比迪普還貴!在我手裡只用過1個，還是二手的，價格不清楚，據說60多萬（二手價）！第三:沒有了！我只知道這些
③ 石油鑽探用的鑽頭是什麼做的
鋼材呀，其實按照牙輪鑽頭、PDC鑽頭、取芯鑽頭及球磨鑽頭等分類，均是由不同配件鑄造和組裝而成的。
④ 想知道國外石油用金剛石鑽頭產量前十的廠家
貝克休斯，史密斯，哈利伯頓，瓦銳（Varel），瑞德，其中瓦銳做工精細，價格便宜，有自己的專利的牙輪和PDC產品。
⑤ 美國石油勘探開發技術進步歷程
美國一百多年的石油工業史，也是一部科技發展史，每一次石油技術的革命無不與技術進步密切相關。
石油勘探開發技術革命的第一個時期是20世紀20～30年代，此時出現了大馬力的鑽機，有了新型牙輪鑽頭，有了化學處理劑來改進鑽井液和固井水泥性能，提高了固井的質量；油氣開采方面，不再延續初期的密集鑽井、盲目濫采，開始懂得地下油藏是個統一的水動力系統，並提出了最大有效產量的概念作為衡量生產好壞的指標。
石油勘探開發技術革命的第二個時期是第二次世界大戰之後，特別是20世紀60～70年代。新技術的不斷涌現使得這個時期成為石油儲量發現的黃金時期。在勘探技術方面，大量採用數字地震儀，多道多次覆蓋技術，配以大容量高速計算機作數據處理，使油氣勘探技術達到新的水平，在勘探程度高的老探區也不斷擴大了儲量；在鑽井技術方面，實行「科學化鑽井」，發展了噴射鑽井、平衡鑽井、定向鑽井和優選參數鑽井技術；在油田開采方面，廣泛使用注水提高油層壓力、大型水力壓裂技術，三次採油(EOR)技術由室內轉入現場試驗，熱力法也已經工業化推廣，海上採油也有了很大進展。
石油勘探開發技術革命的第三個時期自20世紀80年代開始延續至今，這次技術革命以信息技術作為主要特徵[37]。在勘探技術方面，地震解析度不斷提高，非地震方法重新興起；在鑽井技術方面，水平井、分支井技術不斷發展；在油田開采方面，三次採油技術不斷發展。
2.3.2.1 地震技術與美國油氣勘探
1923年美國開始出現實驗扭秤及折射地震儀，在美國墨西哥灣地區應用獲得成功，該地區石油聚集與岩鹽有關。鹽體與圍岩之間的彈性波旅行時差造成地震波的不同傳播特徵，鹽體、蓋岩和圍岩之間的密度差則是扭秤測量的特徵。這兩種地球物理方法的應用導致許多鹽丘油田的發現。
從1925年起，上述兩種勘探方法在美國石油勘探中得到迅速推廣。E.L.DeGolyer和Karcher成立的地球物理研究公司對機械式地震儀作了改進，以電磁式取代，又以精確的無線電信號測量方法取代聲波法測定爆炸時間和距離，這提高了折射地震的勘探速度，降低了勘探成本。折射地震儀在美國得克薩斯州和路易斯安那州海灣地區推廣應用後，四年發現了近40個鹽丘。在1924～1929年間，折射地震勘探技術在墨西哥灣勘探中起著主導作用。
20世紀20年代末至30年代，地震反射法相繼在俄克拉何馬州、墨西哥灣、得克薩斯州和加利福尼亞州等地獲得成功應用。1928年，在俄克拉何馬州發現的Seminole油田，是單獨依靠地震技術發現的第一個油田。1934年用地球物理方法在墨西哥灣北岸發現了Old Ocean油田，以後用地球物理方法在此地區相繼發現了一系列油田。1937年用地球物理方法在伊利諾伊州發現了Salem特大油田；1938年在墨西哥灣發現了第一個海上油田——Creole油田。這些大發現確立了反射地震技術在油氣勘探中的應用價值。
1940年以後，地震技術的革新使地震儀器和解釋技術發生了許多變化，如採用自動增益控制的多道儀器，應用混波技術及連續剖面法，採用磁阻壓檢波器及大量檢波器組合，直至20世紀50年代初模擬磁帶記錄系統投入使用。地震儀器以及勘探技術的發展，有助於對更深的油氣儲層和更復雜的油氣圈閉進行勘探。
地震技術的不斷改進，提高了復雜地區和深層的勘探能力，20世紀40年代以後，美國在發現大油氣田數量急劇減少的情況下，相繼發現了許多中小油氣田。1950～1953年間，中小油氣田年發現量達到近1.8億噸。
20世紀60年代初地震技術的數字化變革使勘探技術發展產生了重大突破，開始了地震數字記錄和數字處理的新時代。一些新技術(包括可控震源和共深度點覆蓋)的應用，增加了地下覆蓋的密度，提高了地震勘探精度。
地震數字記錄和處理技術的優越性和潛力是模擬磁帶技術無法比擬的，它所能完成的地震數據運算是模擬儀器難以實現的。20世紀60年代中期，數字地震技術逐步取代了常規地震勘探方法，使地震勘探的效率和勘探能力有了明顯的提高，從而擴大了勘探領域和勘探深度，提高了勘探成功率。
20世紀70年代以後，地震技術的新進展使美國油氣勘探工作進入了新時代。電子和計算機技術的發展，使勘探地球物理不斷受益，成為地球物理勘探技術進步的重要基礎。多道地震採集系統和多種縱波可控震源的開發和應用，以及其他非炸葯震源的改進都大大增強了地震的勘探能力，三維地震技術改進了地下復雜構造和地層的成像，從而提高了勘探成功率。三維地震技術已應用到油氣勘探和開發的各個階段，特別是用於油田開發前提供詳細的地下構造和地層圖像，以及油田開發後的油藏評價和油藏動態監測。目前，三維地震勘探已經成為美國成熟區勘探的重要技術手段。
從地震數據處理技術來看，地震數據處理最重要的進展應屬以波動方程為基礎的成像和反演技術的發展和應用，其中包括疊前與疊後偏移、多次波抑制、基準面和位移靜校正、速度估計。人機聯作解釋系統的應用進一步提高了地震資料解釋的效率和精度，改進了復雜構造和地層圈閉的解釋。
從美國石油地質學家協會(AAPG)1977年出版地震地層學專輯以來，將地震地質解釋從構造地震學延伸到地震地層學解釋領域中，推動了地震解釋技術的發展。
20世紀90年代，提高油田採收率成為美國地球物理活動的重要領域。三維地震技術得到了進一步的發展和應用。高解析度地震、井間層析成像技術成為研究與開發的重點技術(表2.3)。
表2.3 20世紀60～90年代美國地震勘探技術[36]
2.3.2.2 測井技術與美國油氣勘探
美國的測井技術居於世界領先地位。測井技術對於美國發現新的油氣儲量，提高勘探和開發效益等都起到了相當重要的作用。測井技術從20世紀20年代開始起步至今大體可分為以下四個階段[38]：
(1)模擬測井階段。該階段中由於測井手段有限，獲得的地下岩石物理參數較少，因此測井資料主要用於地層對比，劃分滲透層以及定性判斷油水層。20世紀40年代初，石油工程學家阿爾奇根據墨西哥灣沿岸地區砂岩的實驗室資料，得出了適合於純凈地層的含水飽和度公式，即著名的阿爾奇公式，標志近代測井技術開始發展形成，對岩性較為單一的儲層能定量評價出孔隙度、流體飽和度、泥質含量等參數。
(2)從20世紀60年代開始，測井技術進入了第二個發展階段，測井方法、測井系列開始配套完善，廣泛採用電子技術和計算機技術，全面推廣計算機控制測井技術，大大提高了測井解釋精度。測井資料與其他資料結合可進行較為詳細的油藏描述。利用測井資料可以評價儲層的孔隙度、滲透率、含油氣飽和度以及油氣的可動性、烴的類型、岩性、地層傾角及構造、沉積環境、地層岩石彈性常數等。
(3)20世紀70年代以來，計算機技術、微電子技術全面融入測井數據的採集和資料的處理技術，這是測井技術的第三個階段。多種測量儀器一次下井的組合能力、測量項目系列配套已日趨成熟，從而有助於提高鑽井效率，有效地進行地層評價。
(4)從20世紀90年代開始，美國開始應用成像測井技術提高油氣勘探和油氣田開發效益，這成為當今現代測井技術的代表，測井技術進入第四個階段。現代測井技術已向地質構造、沉積研究、油氣層快速測試、儲層壓裂改造、岩石力學、產能預測、固井質量全新評價等領域全面發展，為油氣勘探不斷向深層、隱蔽油氣藏、非均質性儲層等領域拓展，以及保持儲量持續增長起到了重要作用。
表2.4 20世紀50～90年代美國測井技術[36]
2.3.2.3 美國鑽井技術發展歷程
1859年，德雷克(E.Drake)在賓夕法尼亞州應用沖擊鑽鑽出了美國石油工業的第一口油井。在隨後的140多年裡，鑽井技術不斷得到發展和完善，一般將20世紀的鑽井技術的發展分為四個時期[39]：
(1)概念時期(1901～1919年)。將鑽進與洗井結合在一起，並開始用牙輪鑽頭和注水泥固井技術。
(2)發展時期(1920～1948年)。牙輪鑽頭、固井工藝及鑽井液技術進一步發展，同時出現了大功率鑽井設備。
(3)科學化鑽井時期(1949～1969年)。鑽柱力學與井斜控制技術；噴射鑽井；鑲齒、滑動密封軸承鑽頭；低固相、無固相不分散體系鑽井液及固控技術；鑽井參數優選；地層壓力檢測、井控技術及平衡壓力鑽井等。
(4)自動化鑽井時期(1970年至今)。PDC鑽頭；計算機應用；特殊工藝鑽井技術；綜合錄井及井下隨鑽測量；鑽井工具與裝備的自動化發展等。20世紀70年代，計算機技術的引入和無線隨鑽測量技術的研發，是鑽井技術發展的一個新的里程碑，它加快了科學化鑽井的發展。20世紀80年代是深井鑽井的高峰期，美國在1982年完成深井、超深井(超過4500米)1289口。到20世紀90年代，特殊工藝及高效鑽井的研究與開發備受重視，大位移井、多分支井、小井眼鑽井、欠平衡鑽井等一系列高新技術在此階段逐漸發展成熟。
20世紀80年代初，美國開始研究水平井技術，並取得了初步的進展。這項技術本身可追溯到1891年，當時的第一項專利技術是從一口直井裡打出一個水平洞；1929年，第一口真正的水平井在美國的得克薩斯州完鑽。20世紀70～80年代，隨著油價的低迷、降低勘探費用的需要以及鑽探設備的發展，水平鑽井技術再一次被廣泛研究應用。雖然鑽水平井比鑽直井的費用更高，但一口水平井可以起到幾口直井的作用，因而鑽水平井在經濟上是可行的。在某些情況下，用常規井開采是不可行的，但水平井卻可以使開發項目變得經濟可行。20世紀90年代，水平井技術開始大規模應用，現已經作為常規鑽井技術應用於幾乎所有類型的油藏。到目前為止，美國是世界上鑽水平井最多的國家。
目前，水平井鑽井技術的應用正在向綜合方向發展，大位移水平井、小井眼水平井和多分支水平井等鑽井完井技術近幾年在美國獲得了迅速發展並大量投入實際應用(表2.5)。
美國自20世紀80年代開始運用大位移井，到90年代該技術得到了迅速發展，目前在美國主要用於加利福尼亞州近海。90年代以來，小井眼鑽井技術的發展也非常迅速。目前，該技術也已應用於水平井、深井鑽井中，如側鑽小井眼多分支水平井等，並開始用連續管鑽小井眼。因技術領先，小井眼鑽井數量最多。
表2.5 20世紀60～90年代美國主要鑽井技術發展[36]
欠平衡鑽井技術開始於20世紀50年代。近些年來，隨著鑽井新裝備的不斷涌現，欠平衡鑽井技術再次受到高度重視，而且正逐步走向成熟。欠平衡鑽井技術的主要優點是減輕地層傷害，提高單井產能、鑽井效率，降低鑽井成本，及時發現地質異常情況和識別產層。2003年，美國採用欠平衡方式鑽井達2200多口，約占當年鑽井數的20%。