⑴ 石油钻井设备及工具有哪些
为了勘探与开采蕴藏在地层深处的石油和天然气,人们必须利用各种钻井设备与工具,钻穿坚硬而复杂的地层,这便是钻井工作的主要任务。为了满足我国石油工业飞速发展的需要,必须多打井、快打井、打好井,实现钻井速度翻番。为此,在充分调动人的积极因素的同时,还必须为钻井工作者提供先进的、性能良好的钻井设备与工具,充分利用现代科学技术为石油钻井工作服务。
钻井设备及工具包括地面钻井设备(石油钻机)以及钻头、钻柱等。
一、石油钻机1.钻机的组成现代石油钻机是一套大型联合机组。图5-2所示为旋转钻井的基本设备。根据钻井工艺中钻进,洗井,起、下钻具等工序的需要,一套钻机必须具备下列系统和设备:
图5-6金刚石钻头
1—钢体;2—胎体;3—金刚石;4—接头接头上部有用于连接钻柱的丝扣。钢体与接头之间也用丝扣连接,然后焊死形成一体。钢体下部与胎体烧结在一起。胎体是固定金刚石的母体,由带粘结剂的碳化钨粉制成,中间有水眼,底面有水槽,侧面开有排屑槽。
聚晶金刚石切削块钻头是20世纪70年代后期美国钻井工业的一项重要成就。这种钻头的切削块是用人造金刚石单晶在高温高压下聚合而成的聚晶体。钻进时,聚晶体不断剥落,新的锋锐小晶体不断出露,因而能使切削块在磨损过程中不断地“自锐”。其切削刃是锋利、高耐磨、能够“自锐”的金刚石切削块,因此能在低钻压下取得高进尺(为牙轮钻头的4~6倍)和高钻速(为牙轮钻头的2倍以上)。聚晶金刚石切削块钻头有聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)、热稳定聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头或BDC钻头,也称巴拉斯钻头)、马赛克钻头和大复合片PDC钻头。
PDC钻头切削块上的聚晶金刚石复合片极薄极硬,比碳化钨底层的抗磨性高100倍以上。钻头工作时,由于碳化钨比复合片磨损得快,使复合片随时裸露出保持锐利的刃口。在较低的钻压下即可切入岩石,并在扭矩的作用下切削岩石。由于切削块可以“自锐”,这就使整个钻进过程中钻头以切削方式破碎岩石,从而能实现快速钻进。PDC钻头适用于软至中硬地层。
巴拉斯钻头的切削块是耐温1200℃的热稳定聚晶人造金刚石。热稳定聚晶金刚石切削块可制成三角体形、立方体形、圆柱体形和针状等多种几何形态。巴拉斯钻头以剪切和研磨方式破碎岩石,适合在中硬到硬地层使用,曾经获得过很好的钻井指标。四川川东地区的试验结果表明:用这种钻头在某些地层中钻进,比XHP5型三牙轮钻头平均钻头进尺提高2~4倍、机械钻速提高20%~40%、纯钻井成本下降10%~12%。
马赛克钻头既有热稳定聚晶块的耐高温性质,又兼有复合片的切削能力。
目前,天然金刚石钻头和大复合片PDC钻头在油田使用较多,能获得满意的经济效益。
⑵ 关防喷器(BOP)为什么要从上往下
防喷器是什么呢?你说的是不是经常在电视中看到的石油钻井的井架下面井口上面的那个有很多闸门的红色的很大的铁家伙吗?那个东西好象是防止井喷的吧。我想之所以从上往下关,可能是因为:如果先关了下面的,那么放喷管线不是就没有用处了嘛。先关了上面的,防止流体从井口的钻台面喷出,然后再通过放喷管线来控制流体。
⑶ 海上石油钻井平台怎么钻的要深入到海底ma那样动力系统怎么传导石油不会喷出来么、
海上石油钻井平台的动力装置在平台上,钻头通过钻杆提供动力下到海底钻入岩层,钻杆设备和陆上的一样,从技术上没有特别之处,海上平台的技术关键在于海面固定方面,想象一下海上的风浪,和几十至目前最海的2000米以上的深水钻井,如何保持固定是最大难题,根据不同水深对这个问题有不同的解决方案,主要分为移动式平台和固定式平台两大类。其中按结构又可分为:(1)移动式平台: 坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台
(2)固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台固定式钻井平台大都建在浅水中,它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置,平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的,所以,钻井平台的稳定性好,但因平台不能移动,故钻井的成本较高。
为解决平台的移动性和深海钻井问题,又出现了多种移动式钻井平台,主要包括:坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。
地下岩层中石油压力大于地表压力,为了防止石油喷出,要用钻井液来平衡压力,也就是通常说的泥浆;它的作用通俗点说就是往钻出来的井眼里灌进密度更大的流体了压住下面的油,如果万一压不住就会发生井喷,那是重大事故。
⑷ 修井作业时环形防喷器如何封闭管柱
在石油天然气钻井施工中,为安全的钻过高压油、气层并避免发生钻井井喷失控事故,需要在钻井的井口上安装一套设备?钻井井控装置。当井筒内的压力小于地层压力时,井下地层中的油、气、水进入井筒并形成溢流或井涌,严重时可发生钻井井喷和着火事故。钻井井控装置的作用就是当井内出现溢流、井涌时可快速及时关闭井口,防止井喷事故的发生。钻井井控装置主要包括:防喷器、四通、远程控制台、司钻操作台、节流压井放喷管汇等。钻井井控装置必须满足钻井工艺的要求,安全可靠、操作方便,并能快速关闭和开启井口。既能在钻机的司钻操作台上控制,又可在远离井口的远程控制台上操作。装置要具有一定的耐压能力,可实现有控制的放喷、压井和进行起下钻具的操作。安装旋转防喷器后,还可在不压井的情况下进行钻进作业。
钻井防喷器一般可分为单闸板、双闸板、万能(环形)和旋转防喷器等几种。根据所钻地层和钻井工艺的要求,也可将几个防喷器组合同时使用。现有钻井防喷器的尺寸共15个规格,尺寸的选择取决于钻井设计中的套管尺寸,即钻井防喷器的公称通径尺寸,必须略大于再次下入套管接箍的外径。防喷器的压力从3.5~175兆帕共9个压力等级,选用的原则由关井时所承受的最大井口压力来决定。在海上使用钻井浮船和半潜式钻井平台钻井时,因钻井浮船和平台是在漂浮状态下工作的,钻井井口和海底井口之间会发生相对运动,必须装有可伸缩和弯曲的特殊部件,但这些部件因不能承受井喷关井或反循环作业时的高压,因此要将钻井防喷器安放在可伸缩和弯曲的部件之下,即要装在几十米至几百米深的海底,我们将它称之为海底井口装置。
⑸ 海上石油钻井是什么
海上石油钻井是在大陆架海区,为普查勘探海底石油和天然气而进行的钻探工程。钻探深度一般为几千米。目前,最深的海上石油钻井可达6000多米。
海洋石油钻井与陆地相比,主要有四点不同:一是如何在水面之上平稳地立起井架,并要经受得住风浪的袭击;二是在转盘至海底之间,如何建立一个特殊的井口装置,把海水与井筒隔绝开来;三是海洋钻井直井少斜井多,在海上钻井,必须有保证钻机等钻井设备正常工作的海洋钻井平台;四是海洋钻井费用高,要比陆上钻井高3~10倍。
海上钻井装置按其结构特点可分为固定式和移动式两类。前者包括桩基式平台和重力式平台两种(图6.5);后者又分为座底式平台和浮动式平台。座底式平台包括自升式平台和沉浮式平台;浮动式平台包括浮式钻井船和半潜式钻井平台两种。在使用浮动式钻井平台钻井时,平台井口和海底井口是固定不动的。这种井口装置类似于陆上钻井导管的加长,用以隔绝海水,连接海底井口和平台井口,造成钻井液返回的通路。这种固定不动的井口导管,可以用打桩的办法打入海底一定深度,或者在海底钻出一定深度的井眼,然后下入导管,并与平台基础构架紧固在一起,从而达到能够正常钻井的要求。
在使用浮动式平台钻井时,井口装置就比较复杂。由于海水的运动,整个钻井装置就会发生升降、平移、摇摆活动。这样,平台井口与海底井口之间,即产生相对运动。因此,这种井口装置必须装有能够伸缩和弯曲的部件,也能随着水面和水下两个井口的相对运动而活动着,否则就不能适应正常钻井的需要。
图6.5海上钻井平台
这种井口装置,主要由三个系统组成。
(1)导引系统。包括井口盘、导引架以及导引绳张紧机构等。导引系统的作用是引导井口装置和其他部件对正,以便安装和拆卸;引导钻具和其他下井工具进入海底井口。
(2)防喷器系统。海上钻井的安全防火是非常重要的。为了安全钻井,一般要求装有三个防喷器:一个钻杆防喷器,一个全闭式防喷器,一个万能防喷器;或者用两个钻杆防喷器,一个全闭式防喷器。防喷器开关闸门安装在近海海底的水域中,不在平台上,所以必须遥控。在钻井过程中,因为每次固井要换井口,或因改变钻具尺寸需要换防喷器芯子等。为了拆装方便迅速,而且当水深超过潜水员的潜深能力时,仍能准确拆装,所以需要有遥控连接器或快速接卸器等部件。
(3)隔水管系统。隔水管系统装在防喷器的上部,由隔水管、伸缩隔管、变曲接头和隔水管张紧器等组成。其作用是隔绝海水,导引钻具入井,形成钻井液回路,并且承受浮动平台的升降、平移运动。其中伸缩隔管和弯曲接头就是分别解决升降、平移运动的装置。隔水管张紧器是防止隔水管在海浪、潮流的作用下产生弯曲,以免影响它的寿命和工作。因此,要有较大的张紧力来维持隔水管正常的工作状态。
以上三个系统的完整装置,就构成了海洋钻井特殊的水下井口装置。
⑹ 油气井完成的步骤有哪些
完井(即油气井完成)是钻井工程的最后一个重要环节,主要包括钻开生产层、确定井底完成方法、安装井底和井口装置以及试油投产。完井质量直接影响油井投产后的生产能力和油井寿命,因此必须千方百计地把完井工作做好,为油气井的顺利投产、长期稳产创造条件。
一、打开生产层完井就是沟通油气层和井筒,为确保油气从地层流入井底提供油流通道。任何限制油气从井眼周围流向井筒的现象称为对地层损害的“污染”。实践证明:钻开生产层的过程或多或少都会对油气层产生损害。因此,保护油气层是完井所面临的首要问题。过去,世界范围内油价较低、油源充裕,在很大程度上忽视了对油气层的保护。自20世纪70年代中期,西方一些国家出现能源危机以来,防止伤害油气层,最大限度地提高油气井产能才上升到重要地位,成为目前钻井技术中最主要的热门课题之一。
1.油气层伤害的原因油气层伤害机理的研究工作开展以来,有各式各样的说法。最近比较精辟的理论认为:地层损害通常与钻井液固体微粒运移和堵塞有关,还与化学反应和热动力因素有关。在复杂条件下,要充分掌握油层损害机理是比较困难的。因此,目前的研究结果大多只能定性地指导生产实践,离定量评价还有一定的差距。
钻生产井常用的钻井液为水基泥浆。由于钻进过程中钻井液柱压力一般大于地层压力,在压差作用下,钻井液中的水、粘土等会侵入油气层,对油气层造成各种不同性质的伤害。
1)使产层中的粘土膨胀研究得知,油砂颗粒周围一般都有极薄的粘土膜。砂粒之间的微孔道非常多,油气层内部还有许多很薄的粘土夹层。在钻井液自由水的侵入作用下,砂粒周围的粘土质成分将发生体积膨胀,使油气流动通道缩小,降低产出油气的能力。
2)破坏油气流的连续性油气层含油气饱和度较高时,油气在孔隙内部呈连续流动状态。少量的共生水贴在孔隙壁面,把极微小的松散微粒固定下来,在相当大的油气流动速度下也不会被冲走。当钻井液滤液侵入较多时,会破坏油气流的连续性,原油或天然气的单相流动变成油、水两相或气、水两相流动,增加了油气流动阻力。一旦水成为连续的流动相,只要流速稍大,就会把原来稳定在颗粒表面的松散微粒冲走,并在狭窄部位发生堆积,堵塞流动通道,严重降低渗透率。
3)产生水锁效应,增加油气流动阻力渗入油气层中的钻井液滤液是不连续的,而是呈一段小水栓一段油气的分离状态。在有些地方还会形成油、水乳化液。由于弯曲表面收缩压的关系,会大大增加油气流入井的阻力。
4)在地层孔隙内生成沉淀物
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由于油管柱与套管间的环空由油管挂密封,由地层流入井内的油气只能进入筛管并沿着油管上升到地面。采油树与地面采油管线相连,有控制地将油气从井内输出。
3.诱导油气流下完油管、安装好井口装置后,下一步的工作一般是诱导油气流。对于因井内液柱压力过高而不能自喷的油气井,应设法降低井内液柱高度或流体密度,从而降低液柱压力,诱导油气流进入井内。常用的方法有替喷法、提捞诱喷法、抽汲诱喷法和气举法等。
1)替喷法用原油或清水等低密度液体将井内的钻井液循环替出,降低液柱压力以诱使油气流入井内的办法称为替喷法。替喷时清水从油管注入井内,逐步替出井内钻井液。对于高压井或深井,为了不致造成井内压力变化过猛,可以先用轻钻井液替出重钻井液,再用清水替出轻质钻井液的办法进行替喷,确保井身安全。
2)提捞法提捞诱喷法是用特制的提捞筒,将井筒中的液体逐筒地捞出来,以降低液柱高度、诱导油气流进入井内。这种方法一般是在替喷后仍然无效的情况下采用。
提捞诱喷法的一种变化称为钻具排液法。可以把装有回压阀的下部钻具视为一个长的提捞筒,速度较快地将井内液面降低1000~1500m。
3)抽汲法抽汲法实际上是在油管柱内下入一个特制的抽子,利用抽子在油管内上下移动形成的部分真空,将井内部分清水逐步抽出去,从而降低井内液柱高度,达到诱喷的目的。
抽汲法可将井内液柱高度降到很低。抽子下行时阀打开,水从抽子中心管水眼流入油管内;上提抽子时阀关闭,油管内的水柱压力使胶皮胀开紧贴油管内壁而起密封作用。抽子之上的水柱随抽子上移而被排出井口。替喷后仍不能自喷的井,可采用抽汲法诱喷。
4)气举法气举法与替喷法的原理类似,只是替入井内的不是清水而是压缩空气。气体是从环空注入而不是经油管注入。由于气体密度小,只要油气层伤害不是很严重,一般气举后可达到诱喷的目的。在某些有条件的地区,还可以用邻井的高压天然气代替压缩机进行气举。对替喷无效的井,也可采用气举法诱喷。
4.完井测试完井测试的主要任务是测定油气的产量、地层压力、井底流动压力、井口压力以及取全取准油、气、水的资料,为油气开采提供可靠的依据。
1)油气产量的测定从油气井中产出的油、气、水进入分离器后,气体经分离伞从上部排出,油和水沉降下来。玻璃连通管中的液面高度能反映分离器内油水液面的变化。记录玻璃管中液面上升一定高度所需的时间,就能算出每口井的产液量,经采样分析可得到油水含量。
通常用节流式流量计测定天然气的产量。流量计的孔板直径要适应天然气的产量范围。
2)地层压力和井底流动压力关井待井内压力恢复到稳定后,用井下压力计测得的井底压力即为地层压力。也可用关井井口压力和液柱压力计算得出地层压力。对于渗透性差的地层,关井使井内压力恢复需要很长时间。为了节省时间,可根据一段时间内的压力恢复规律推断地层压力。
井底流动压力是指稳定生产时测得的井底压力。如果是油管生产,由套压和环空液柱压力可算得井底流动压力。
3)井口压力油气井井口压力包括油压和套压。油压反映井口处油管内压力,套压反映井口处油管与套管环形空间的压力。生产时油压和套压不同,关井压力稳定后油压和套压应相等。可以在地面上通过压力表读得这两个压力值。
4)油、气、水取样取样是为了对产层流体进行分析和评价。因此,要求取出的样品具有代表性和不失真。一般情况在井口取样。有时为了保持油气在地下的原始状态,需要下井下取样器到井底取样并封闭,然后取到地面用于测试和分析。
思考题
1.钻井的作用是什么?2.现代旋转钻井的工艺过程特点是什么?3.井身结构包括什么内容?4.钻井工艺发展经历了几个阶段?有些什么特点?5.石油钻机由哪些系统组成?各个系统的作用是什么?6.防喷器有哪些类型?各有什么用途?
7.钻柱主要由哪几种部件组成?
8.方钻杆为什么要做成正方形?9.扶正器、减振器、震击器等辅助钻井工具各有什么用途?10.普通三牙轮钻头主要由哪几部分组成?11.石油钻井使用的金刚石钻头有哪些类型?各在什么条件下使用?12.钻井液的功用是什么?13.水基钻井液由哪些部分组成?属于什么样的体系?
14.钻井液性能的基本要素有哪些?
15.钻井液密度与钻井工作的关系如何?16.怎样优选钻头?
17.井斜控制标准是什么?18.压井循环的特点是什么?
19.常规井身轨迹有哪几种类型?
20.井内套管柱主要受哪些外力作用?设计套管柱的基本原则是什么?21.套管柱由哪些基本部件组成?
22.描述注水泥的基本过程。
23.钻开油气层时常采取哪些保护措施?24.目前常用哪几种完井方法?25.诱导油气流的主要方法有哪些?26.完井井口装置有哪些部件?各起什么主要作用?
⑺ 远控房压力够防喷器包不死
摘要 石油钻井时,安装在井口套管头上,用来控制高压油、气、水的井喷装置。在井内油气压力很高时,防喷器能把井口封闭(关死)。从钻杆内压入重泥浆时,其闸板下有四通,可替换出受气侵的泥浆,增加井内液柱的压力,以压住高压油气的喷出。
⑻ 钻井作业中需要在井口安装BOP,那BOP一般分类有哪几种作用原理和优缺点各是什么
防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口,防止井喷事故发生,将全封和半封两种功能合为一体,具有结构简单,易操作,耐压高等特点,是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置。
其类型分普通防喷器、万能防喷器和旋转防喷器。普通防喷器有闸板全封式的和半封式的,全封式防喷器可以封住整个井口;半封式封住有钻杆存在时的井口环形断面。万能防喷器是可以在紧急情况下启动,应付任何尺寸的钻具和空井;旋转防喷器是可以实现边喷边钻作业。在深井钻井中常是除两种普通防喷器外,再加上万能防喷器、旋转防喷器,使三种或四种组合地装于井口。[1] 环形防喷器Annular Blowout Preventer 环形防喷器通常装有闸板式防喷器的大型闸门,运作时会在管柱和井筒之间形成一个密封的环形空间,在井内咩有管柱的情况下,也能单独完成封井,但是使用几次就不行了,并且不允许长期关井使用。
原理我真的不知道
这个出自网络