Ⅰ 石油钻井中，一开时如何接钻铤打钻的
1.先用游车吊一根钻铤下面接上钻头，然后下井，下的过程中注意别戳到井底都不知道。
2.第一个下到合适的位置打上卡瓦再打上安全卡瓦卸提升短节接上第二根钻铤，一次类推打完钻铤
Ⅱ 懂石油钻井技术的进
我不知道你们是想通过吊打纠斜，还是转盘定向来实现？
1、吊打纠斜，搞不懂吊打纠斜为什么要带双扶正器，应该用直螺杆小钻压纠斜；
2、双扶正器螺杆，螺杆本身的尺寸一般都比常规扶正器小2mm-4mm，例如216井眼，我们一般用214mm常规扶正器，在螺杆上尺寸一般为212或210mm。
3、你下双扶正器如果采取复合钻进，只能起到稳斜的作用，而且井斜可能越来越大。
4、如果采取转盘定向的话，下弯螺杆，螺杆本身的扶正器尺寸与螺杆上部的常规扶正器尺寸不要超过2mm
Ⅲ 石油钻机液压转盘速度和扭矩怎么检测
（一）钻机（1）钻探机械主要包括哪些？如何选用？钻探机械主要包括钻机、泥浆泵、动力机（柴油机或电动机）和钻塔等。选择钻探机械，应根据钻探目的、孔深、钻孔结构以及地形运输等条件。首先确定钻机类型，其它设备随钻机类型配备。（2）国产钻机产品型号如何表示？国产钻机产品型号由类别标志、结构特点及主要参数或系列序号构成。类别标志、结构特点以汉语拼音字母表示。主要参数或系列序号以数字表示，其间以“－”相连。产品改型后，其原型后加短横并分别注1、2、3……表示。型号汉语拼音字母不超过三个字母，排列第一位是类别标志，第二位是第一特征代号，第三位是第二特征代号，后面的数字表示定型产品的序号，例如岩心钻机：100米标1，300米标2、600米标3，1000米标4，1500米标5，2500米标6，未形成系列的以主参数表示。常用国产钻机的类别标志和特征代号如下：X代表岩心钻机（岩心）Sz代表砂矿钻机（砂钻）S代表水文钻机（水文）G代表工程钻机（工程）K代表坑道钻机（坑道）Q代表浅孔钻机（浅钻）R代表地热钻机（地热）第一特征代号表示传动机构：B表示手把手轮操纵、机械传动Y表示液压操纵、机械传动JD表示机械动力头D表示全液压动力头P表示转盘第二特征代号表示装载及其它C表示车装例如：SPC－300－主参数（300M）∣∣∣———第二特征代号（车装）∣——第一特征代号（转盘）————类别标志（水文）（3）岩心钻探用钻机有哪些要求？a、要满足各种钻进工艺要求，转速级档要多，能适应最优钻进规程；b、尽可能轻便化，要求结构紧凑，体积小，重量轻，可拆性好，特别是可拆部件重量要轻，便于安装、拆卸和运输。c、配套仪表齐全：各种仪表灵敏、耐用，指示准确；d、结构要简单、布局合理，操作方便、安全可靠；便于维修和保养。（4）钻机的基本组成部分有哪些？起什么作用？a、回转机构：回转钻具带动钻头在孔底工作；b、给进机构：调整钻头在孔底工作所需要的钻压和控制给进速度；c、升降机构：用以完成钻具、套管和附属工作的升降。有的钻机还利用升降机构控制给进速度和给进压力。d、机架：根据钻机整体布局的特点，将上述各部件组装成一至两个整体，达到结构紧凑、便于安装、拆卸的要求。（5）、钻机按给进机构不同，可分哪几类？a、油压给进钻机b、钢绳给进钻机c、手把式给进钻机d、螺旋差动给进钻机e、全液压动力头钻机目前钻探生产中油压给进钻机应用最为广泛，全液压动力头钻机是发展方向。（6）XY－4型钻机有什么特点？a、钻机具有较高的转速和较合理的转速范围，转速级数较多（正转八级），除适应金刚石钻进外，还能满足硬质合金、钢粒钻进和各种工程钻孔的要求；b、钻机重量较轻，可拆性较好，钻机可分解成九个整体部件，最大部件重量为218㎏，便于搬迁，适于山区工作；c、钻机具有两级反转速度，便于处理孔内事故，可以减轻劳动强度，而且比较安全；d、钻机结构简单、布局紧凑、便于维修、保养和修理；e钻机操作灵活可靠，并配有各种仪表利于掌握孔内情况；f、钻机重心低，稳定性好，移车平稳，牢固可靠。（7）XY－4型钻机主要技术性能有哪些？a、钻进深度：用Φ42钻杆，可钻进孔深1000米，用Φ50钻杆，可钻进孔深700米。b、立轴转速：当输入轴转速1500转／分时，正转低速有四级：101、187、267、388转／分；反转低速83转／分；反转高速251转／分。c、立轴最大上顶能力8000公斤；最大下压能力6000公斤；d、提升能力及速度：单绳提升能力：3493、1900、1326、912公斤；提升速度：（第三层）为0.82、1.51、2.16、3.14米／秒。（8）XY－4型钻机机械传动系统结构特点有哪些？a、该钻机由离合器、变速箱、分动箱、回转器、升降机、机架及液压系统等主要部件组成，各部件之间采用花链、方向轴和止口压板连接，便于拆卸和安装；b、动力机通过弹性联轴节和离合器将动力传递至变速箱，经齿轮变速和传递，变速箱输出轴可获得四个正转速度和一个反转速度；c、变速箱和分动箱之间用两个万向轴相连，回转器可获得高速档和低速档正转八级和两个反转速度。d、具有自动定心式油压卡盘、较强起拔能力的行星式卷扬机和操作方便、使用可靠的离合器。e、钻机工艺适应性较强，使用范围较广。（9）SPJ－300钻机由哪几部分组成？主要技术规格有哪些？SPJ－300钻机由动力机、泥浆泵、绞车、转盘和钻塔所组成。该钻机主要技术规格如下：钻进深度300米开孔直径500毫米转盘转速正、反各40、70、128转／分主卷扬提升能力（单绳）3吨副卷扬提升能力（单绳）2吨钻塔高度13米动力机65马力柴油机或40千瓦电动机泥浆泵BW250型2台或BW600／30型1台（10）SPJ－300钻机动力如何传递？该钻机动力经动力机输出经传动轴分成两路，一路由两组5根B型三角带传至二台沉浆泵，另一路由5根C型三角带传至变速箱离合器。经变速后再由两路传出；一路经万向轴传给转盘，一路由齿轮传给主卷扬和副卷扬。（11）SJP－300钻机有哪些特点？SJP－300钻机是我国水文水井钻机中钻进效率较高的一种，应用较广。可拆性强；适于交通不便地区；钻塔可整体竖起，有较牢固的台板。但整个设备笨重，实现的钻进方法单一。（12）钻机在使用前应检查哪些部位？a、检查横、立轴齿轮、齿筒、卡盘、顶丝、卡瓦、滑轨、导向杆是否清洁良好；b、检查变速箱、回转器、油路系统连接处是否漏油及油箱的油量是否合适；c、检查制动装置、摩擦离合器、锁紧机构及分动机构是否可靠，必要时进行调整；d、用人力转动机器，检查各机件的作用是否灵活可靠，如阻力过大或有杂音等异常现象时，必须予以消除。（13）钻机在运转中应注意哪些事项？a、接合离合器或使工作轮转动时，必须轻、匀、平稳；b、变换转速、接合横、立轴箱和变换各分动手柄时，必须将离合器置于分离位置或使工作轮停止转动后进行；c、使用升降机时，禁止左、右手把同时下压；d、齿轮油泵开动后，应注意油压表和孔底压力指示器的反应。钻进过程中，孔底需要增、减压力时，应逐步调节，不得突然增降；利用油压系统快速提动立轴（快速倒杆）时，只准在原负荷的情况下进行，以防机件损坏；e、XY型钻机移动前，应先松开锁紧机构，并将导轨擦净，涂上润滑油；移动后必须锁紧；f、随时注意机器各部有无冲击声；变速箱、轴承、轴套和横、立轴齿轮箱等，有无超过烫手温度（60℃），如超过应予以排除；g、各油压操纵手柄不得同时使用；XY－4钻机转速表不能反转，如回转器反转应将其软轴卸下，以防损坏转速表；h、钻机维护保养应严格按要求进行，确保钻机运转正常。
Ⅳ GPS-型反循环转盘式钻机
GPS-15型钻机为整体组装式的大口径转盘钻机,适用于钻桩基孔和大口径水井的施工。该钻机是在SPJ-300型钻机的基础上为适应基桩孔施工要求而发展起来的。配有液压系统以完成起放钻塔和移动转盘（图1-55）。
图1-55 GPS-15型钻机
1—转盘；2—减速器；3—卷扬机；4—传动装置；5—底座；6—钻塔；7—连接台；8—反循环泵组
（一）钻机的组成及机械传动系统
GPS-15型钻机包括主机、反循环泵组及一些辅助设备和工具。主机的部件有：转盘、升降机组、传动装置、减速器、底座、液压系统、钻塔及动力机等。
钻机的动力传动系统如图1-56所示。电动机的动力经摩擦离合器输入变速箱,变速箱为三轴二级三速。从变速箱输出的动力再经双向齿状离合器及锥齿轮副,可将正、反不同方向的动力输入二级减速的减速箱,以降低转盘转速,增大扭矩。动力经减速箱输入转盘,使转盘获得3档正、反转的速度。在变速箱输出轴的末端还将动力分别传至主升降机和副升降机。该钻机的3个传动链可由下式表示：
动力机→摩擦离合器→变速箱→万向轴→转盘；
牙嵌器→齿轮副→主升降机；
摩擦离合器→副升降机。
图1-56 GPS-15型钻机动力传动系统示意图
1—电动机；2—变速箱；3—副升降机；4—转盘；5—减速箱；6—万向轴；7—主升降机；8—双向齿状离合器；9—摩擦离合器
（二）主要部件
1.转盘
转盘是如图1-57所示的一级传动转盘。带内齿的联轴器用花键安装于横轴上,联轴器的内齿与减速箱的联轴齿轮相啮合,以输入动力。小锥齿轮呈悬臂状。与小锥齿轮啮合的大锥齿轮装于转台上,转台通过上下两盘球轴承安装于壳体中。在转台的中心位置放置大、小补心,断面为方形的主动钻杆插于其中,以传递扭矩。
图1-57 转盘结构图
1—壳体；2—大锥齿轮；3—转台；4—大补心；5—小补心；6,7—球轴承；8—螺母；9—托油盘；10—螺栓；11—小锥齿轮；12—轴；13—联轴器
大、小补心是沿用石油钻机转盘的一种主动钻杆传动装置。即在转台中央开有方形或六方形内孔,内置两块呈半方形或半六角形的大补心。大补心的内孔也呈方形或六方形,可再放置两块小补心。小补心放入后组成方形内孔,可通过并带动方钻杆回转。大、小补心传扭装置的同心度靠转台和补心的尺寸配合来保证,回转稳定性较好。取出大、小补心后,可以通过较大直径的钻头。升降钻具时,只需用卡瓦取代小补心,即可利用转盘承受钻具质量和拧卸钻具的反扭矩,而不必使用垫叉。但是,大、小补心尺寸、质量较大,靠人力提放,费力费时。SPJ-300、GPS-15和红星400型钻机都采用这种传扭装置,而在大口径工程施工钻机中较少使用。
2.升降机
GPS-15型钻机配备有主、副两个升降机。
主升降机的结构为定轴轮系传动行星式结构。在升降机主轴左端装有单向超越离合器,通过手轮操作,可实现微调给进。单向超越离合器是一种滚柱式定向离合器,只能单向传递扭矩。在机械传动中,主要用于防止逆转及完成定向传动。当动力机发生故障时,还可用做人力提升。
3.钻塔
钻塔高8.0m,塔门间距1.9m,有较大的操作空间,便于大直径器具上下和钢筋笼下井。钻塔的起落由2个起塔油缸完成,钻塔可以整体放倒后随主机一同装车运输。
在钻塔上焊有U形导轨,做水龙头上下运动的导向。导轨上设有单向岔道、水龙头及主动钻杆可以沿岔道移动,让开井口,并将水龙头及主动钻杆悬吊于钻塔上,工作极为方便。
（三）液压传动系统
GPS-15型钻机的液压系统主要功能是用于钻塔起落、钻机滑台移动和孔口板的开合。该系统为开式系统（图1-58）。
图1-58 GPS-15型钻机液压传动系统图
1—齿轮泵；2—溢流阀；3,7—三位四通手动换向阀；4—平衡阀；5—起塔油缸；6—滑台和孔口板油缸
用手动换向阀控制钻塔的竖立和放倒,平衡阀的作用是当钻塔竖立过程中,一旦动力机或液压系统发生故障,平衡阀使油路关闭,不致使钻塔倒下。用换向阀操纵油缸,完成机组滑台移动和孔口板开合动作。
（四）反循环泵组
为了适应大口径工程钻孔的施工,GPS-15型钻机配备有泵吸式反循环系统。该系统为注水启动的三泵反循环系统,三泵是指6BS型砂石泵、3PNL型泥浆泵和2BL-6型清水泵。
系统以6BS型单级卧式离心砂石泵作为反循环的主泵,其吸水管直径152mm,吸7.5m,排量180m3/min；以3PNL型单级立式离心泥浆泵作为正循环钻进时的主泵,它在反循环钻进时可服务于砂石泵的灌注启动（又称为灌注泵）和作为补浆泵；2BL-6型离心泵主要用于向6BS型砂石泵和3PNL型泥浆泵的水封环处注水,使两泵得到密封和冷却盘根。
泵组如图1-59所示。采用各泵单独驱动的方式,将泵、电气控制箱、闸阀及管线等安装于同一底座上。该泵组可用于正循环及反循环钻进,其使用方法如下：
1.正循环钻进
先将碟阀（图1-59之8）关闭,打开碟阀（图1-59之7）,关闭闸阀,再启动3PNL泥浆泵。这时,泥浆泵排出的泥浆经碟阀（图1-59之7）,进入砂石泵到水龙头,经钻杆中心送至孔底,再从钻杆与井壁之间的间隙返回泥浆池,完成正循环。
图1-59 泵组组装图
1—砂石泵；2—砂石泵电动机；3—清水泵；4—底座；5—电气控制箱；6—闸阀；7,8—碟阀；9—泥浆泵
（3PNL）
2.反循环钻进
各泵和阀门在正循环的工况下,先启动3PNL泥浆泵,向砂石泵注浆。此时应注意观察砂石泵上的压力表。待压力下降接近于0Pa时,启动砂石泵,同时用2BL-6泵保证砂石泵的水封压力。接着打开碟阀（图1-59之8）,关闭碟阀（图1-59之7）,待砂石泵达到额定转速后,打开闸门,即可进行泵吸式反循环钻进。正常运转时,砂石泵吸水管真空表读数应为-100～-90kPa。
Ⅳ 钻井方法及原理是什么
1人工挖井方法
1973年出土于浙江余姚县的河姆渡古井是世界上目前已知的最古老的水井，经14C测定表明它是5700多年前的产物。
挖掘井阶段大约从远古到西周末年，我们的祖先用原始的工具，诸如石铲等手工挖井，井的深度很浅。在公元前15世纪前后我国的甲骨文中就出现有“井”字。
2冲击钻井方法
冲击钻井方法经过了三个阶段，即顿钻大口井阶段、顿钻小口井（卓筒井）阶段和机械顿钻阶段。
1）顿钻大口井阶段
最初的顿钻设备，主要由“踩架”和井架组成。“踩架”上有碓板，碓板一端悬挂着钻头，它是直接钻凿岩石的工具；碓板另一端供人踩踏，使钻头反复上提、下顿，产生冲击运动。
2）顿钻小口井（卓筒井）阶段
从北宋开始，我国古代钻井技术又有了新的发展。一是顿钻大口井发展为顿钻小口井。当时把口径只有“碗口大小”的小口井称为卓筒井，卓筒井地面设备、井身结构示意图如图6-11所示。
图6-12转盘旋转钻井示意图
1—天车；2—游动滑车；3—大钩；4—动力机；5—钻井泵；6—空气包；7—钻井液池；8—钻井液槽；9—旋流除砂器；10—钻井液振动器；11—表层套管；12—钻杆；13—钻铤；14—钻头；15—井眼；16—防喷器；17—转盘；18—绞车；19—方钻杆；20—水龙头
（1）动力系统。
钻井好像是一座流动性大的独立作业的小型工厂。钻机所需的各工作系统大多数是用柴油机作发动机，通过变速箱直接驱动或由柴油机发电来驱动钻井设备的。动力系统的作用是产生动力，并把动力传递给钻井泵、绞车和转盘。
（2）起升系统。
起升系统主要用来起升、下放或悬吊钻柱、套管柱等，主要完成起下钻、接单根和钻进时的钻压控制任务。这个系统主要由井架、天车、游车、大绳、大钩、吊环及绞车等组成。一般用最小的提升速度和最大的负载来确定提升系统的能力。
（3）旋转系统。
旋转系统主要由转盘、转盘变速箱、水龙头、方钻杆组成，主要功能是保证在洗井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下的其他要求。旋转系统还有接、卸钻柱和钻具的功能。
（4）循环系统。
钻机循环系统最主要的功能是在钻进中通过循环洗井液从井底清除岩屑、冷却钻头和润滑钻具。钻机循环系统主要包括钻井泵、钻井液净化装置（固相控制设备）和钻井液槽、罐等。整个循环系统的中心设备是钻井泵。
（5）气控系统。
气控系统主要包括控制面板（控制机构）、传输管线和阀门、执行机构（如气动离合器、气缸和气马达等）以及压风机等。气控系统的功能是确保对整个工作机构及其部件的准确、迅速控制，使整机协调一致地工作。
（6）井控系统。
在整个钻井作业过程中，井控系统要对井下可能发生的复杂情况进行控制和处理，以恢复正常作业。井控系统包括四个主要部分：防喷器组、储能器机组和防喷器组遥控面板、节流管汇、压井管汇。
Ⅵ 石油钻井技术
《中国国土资源报》2007年1月29日3版刊登了“新型地质导向钻井系统研制成功”的消息。这套系统由3个子系统组成：新型正脉冲无线随钻测斜系统、测传马达及无线接收系统、地面信息处理与决策系统。它具有测量、传输和导向三大功能。在研制过程中连续进行了4次地质导向钻井实验和钻水平井的工业化应用，取得成功。这一成果的取得标志着我国在定向钻井技术上取得重大突破。
2.3.1.1 地质导向钻井技术
地质导向钻井技术是20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术，其核心是用随钻定向测量数据和随钻地层评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹。与普通的定向钻井技术不同之处是，它以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹，而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井。地质导向钻井技术能使井眼轨迹避开地层界面和地层流体界面始终位于产层内，从而可以精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。实现地质导向钻井的几项关键技术是随钻测量、随钻测井技术，旋转导向闭环控制系统等。
随钻测量（MWD）的两项基本任务是测量井斜和钻井方位，其井下部分主要由探管、脉冲器、动力短节（或电池筒）和井底钻压短节组成，探管内包含各种传感器，如井斜、方位、温度、震动传感器等。探管内的微处理器对各种传感器传来的信号进行放大并处理，将其转换成十进制，再转换成二进制数码，并按事先设定好的编码顺序把所有数据排列好。脉冲器用来传输脉冲信号，并接受地面指令。它是实现地面与井下双向通讯并将井下资料实时传输到地面的唯一通道。井下动力部分有锂电池或涡轮发电机两种，其作用是为井下各种传感器和电子元件供电。井底钻压短节用于测定井底钻压和井底扭矩。
随钻测井系统（LWD）是当代石油钻井最新技术之一。Schlumberger公司生产的双补偿电阻率仪CDR和双补偿中子密度仪CDN两种测井系统代表了当今随钻测井系统的最高水平。CDR和CDN可以单独使用也可以两项一起与MWD联合使用。LWD的CDR系统用电磁波传送信息，整套系统安装在一特制的无磁钻铤或短节内。该系统主要包括电池筒、伽马传感器、电导率测量总成和探管。它主要测量并实时传输地层的伽马曲线和深、浅电阻率曲线。对这些曲线进行分析，可以马上判断出地层的岩性并在一定程度上判断地层流体的类型。LWD的CDN系统用来测量地层密度曲线和中子孔隙度曲线。利用这两种曲线可以进一步鉴定地层岩性，判断地层的孔隙度、地层流体的性质和地层的渗透率。
旋转导向钻井系统（Steerable Rotary Drilling System）或旋转闭环系统（Rotary Closed Loop System，RCLS）。常规定向钻井技术使用导向弯外壳马达控制钻井方向施工定向井。钻进时，导向马达以“滑行”和“旋转”两种模式运转。滑行模式用来改变井的方位和井斜，旋转模式用来沿固定方向钻进。其缺点是用滑行模式钻进时，机械钻速只有旋转模式钻进时的50%，不仅钻进效率低，而且钻头选择受到限制，井眼净化效果及井眼质量也差。旋转导向闭环钻井系统完全避免了上述缺点。旋转导向钻井系统的研制成功使定向井钻井轨迹的控制从借助起下钻时人工更换钻具弯接头和工具面向角来改变方位角和顶角的阶段，进入到利用电、液或泥浆脉冲信号从地面随时改变方位角和顶角的阶段。从而使定向井钻井进入了真正的导向钻井方式。在定向井钻井技术发展过程中，如果说井下钻井马达的问世和应用使定向钻井成为现实的话，那么可转向井下钻井马达的问世和应用则大大提高了井眼的控制能力和自动化水平并减少了提下钻次数。旋转导向钻井系统钻井轨迹控制机理和闭环系统如图2.5所示。
目前从事旋转导向钻井系统研制的公司有：Amoco、Camco、Baker Hughes Inteq、Cambridge Drilling Automation以及DDD Stabilizers等。这些公司的旋转导向闭环钻井系统按定向方法又可分为自动动力定向和人工定向。自动动力定向一般由确定钻具前进方向的测量仪表、动力源和调节钻具方向的执行机构组成。人工定向系统定向类似于导向马达定向方法，需要在每次连接钻杆时进行定向。两种定向系统的定向控制原理都是通过给钻头施加直接或间接侧向力使钻头倾斜来实现的（图2.6）。按具体的导向方式又可划分为推靠式和指向式两种。地质导向钻井技术使水平钻井、大位移钻井、分支井钻井得到广泛应用。大位移井钻井技术和多分支井钻井技术代表了水平钻井技术的最新成果水平。
图2.5 旋转导向闭环系统
（1）水平井钻井技术
目前，国外水平钻井技术已发展成为一项常规技术。美国的水平井技术成功率已达90%～95%。用于水平井钻进的井下动力钻具近年来取得了长足进步，大功率串联马达及加长马达、转弯灵活的铰接式马达以及用于地质导向钻井的仪表化马达相继研制成功并投入使用。为满足所有导向钻具和中曲率半径造斜钻具的要求，使用调角度的马达弯外壳取代了原来的固定弯外壳；为获得更好的定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。研制了耐磨损、抗冲击的新型水平井钻头。
图2.6 旋转导向钻井系统定向轨迹控制原理
（2）大位移井钻井技术
大位移井通常是指水平位移与井的垂深之比（HD/TVD）≥2的井。大位移井顶角≥86°时称为大位移水平井。HD/TVD≥3的井称为高水垂比大位移井。大位移井钻井技术是定向井、水平井、深井、超深井钻井技术的综合集成应用。现代高新钻井技术，随钻测井技术（LWD）、旋转导向钻井系统（SRD）、随钻环空压力测量（PWD）等在大位移井钻井过程中的集成应用，代表了当今世界钻井技术的一个高峰。目前世界上钻成水平位移最大的大位移井，水平位移达到10728m，斜深达11287m，该记录是BP阿莫科公司于1999年在英国Wytch Farm油田M-16井中创造的（图2.7所示）。三维多目标大位移井也有成功的例子。如挪威Gullfalks油田B29大位移井，就是将原计划用2口井开发该油田西部和北部油藏的方案改为一口井开采方案后钻成的。为了钻成这口井，制定了一套能够钻达所有目标并最大限度地减少摩阻和扭矩的钻井设计方案。根据该方案，把2630m长的水平井段钻到7500m深度，穿过6个目标区，总的方位角变化量达160°。
图2.7 M-16井井身轨迹
我国从1996年12月开始，先后在南海东部海域油田进行了大位移井开发试验，截至2005年底，已成功钻成21口大位移井，其中高水垂比大位移井5口。为开发西江24-1含油构造实施的8口大位移井，其井深均超过8600m，水平位移都超过了7300m，水垂比均大于2.6，其中西江24-3-A4井水平位移达到了8063m，创造了当时（1997年）的大位移井世界纪录。大位移井钻井涉及的关键技术有很多，国内外目前研究的热点问题包括：钻井设备的适应性和综合运用能力、大斜度（大于80°）长裸眼钻进过程中井眼稳定和水平段延伸极限的理论分析与计算、大位移井钻井钻具摩擦阻力/扭矩的计算和减阻、成井过程中套管下入难度大及套管磨损严重等。此外大位移井钻井过程中的测量和定向控制、最优的井身剖面（结构）设计、钻柱设计、钻井液性能选择及井眼净化、泥浆固控、定向钻井优化、测量、钻柱振动等问题也处在不断探索研究之中。
（3）分支井钻井技术
多分支井钻井技术产生于20世纪70年代，并于90年代随着中、小曲率半径水平定向井钻进技术的发展逐渐成熟起来。多分支井钻井是水平井技术的集成发展。多分支井是指在一个主井眼（直井、定向井、水平井）中钻出若干进入油（气）藏的分支井眼。其主要优点是能够进一步扩大井眼同油气层的接触面积、减小各向异性的影响、降低水锥水串、降低钻井成本，而且可以分层开采。目前，全世界已钻成上千口分支井，最多的有10个分支。多分支井可以从一个井眼中获得最大的总水平位移，在相同或不同方向上钻穿不同深度的多层油气层。多分支井井眼较短，大部分是尾管和裸眼完井，而且一般为砂岩油藏。
多分支井最早是从简单的套管段铣开窗侧钻、裸眼完井开始的。因其存在无法重入各个分支井和无法解决井壁坍塌等问题，后经不断研究探索，1993年以来预开窗侧钻分支井、固井回接至主井筒套管技术得到推广应用。该技术具有主井筒与分支井筒间的机械连接性、水力完整性和选择重入性，能够满足钻井、固井、测井、试油、注水、油层改造、修井和分层开采的要求。目前，国外常用的多分支系统主要有：非重入多分支系统（NAMLS），双管柱多分支系统（DSMLS），分支重入系统（LRS），分支回接系统（LTBS）。目前国外主要采用4种方式钻多分支井：①开窗侧钻；②预设窗口；③裸眼侧钻；④井下分支系统（Down Hole Splitter System）。
2.3.1.2 连续管钻井（CTD）技术
连续管钻井技术又叫柔性钻杆钻井技术。开始于20世纪60年代，最早研制和试用这一技术钻井的有法国、美国和匈牙利。早期法国连续管钻进技术最先进，1966年投入工业性试验，70年代就研制出各种连续管钻机，重点用于海洋钻进。当时法国制造的连续管单根长度达到550m。美国、匈牙利制造的连续管和法国的类型基本相同，单根长度只有20～30m。
早期研制的连续管有两种形式。一种是供孔底电钻使用，由4层组成，最内层为橡胶或橡胶金属软管的心管，孔底电机动力线就埋设在心管内；心管外是用2层钢丝和橡胶贴合而成的防爆层；再外层是钢丝骨架层，用于承受拉力和扭矩；最外层是防护胶层，其作用是防水并保护钢丝。另一种是供孔底涡轮钻具使用的，因不需要埋设动力电缆，其结构要比第一种简单得多。第四届国际石油会议之后，美国等西方国家把注意力集中在发展小井眼井上，限制了无杆电钻的发展。连续管钻井技术的研究也放慢了脚步。我国于20世纪70年代曾开展无杆电钻和连续管钻井技术的研究。勘探所与青岛橡胶六厂合作研制的多种规格的柔性钻杆，经过单项性能试验后，于1975年初步用于涡轮钻。1978年12月成功用于海上柔性钻杆孔底电钻，并建造了我国第一台柔杆钻机钻探船。1979～1984年勘探所联合清华大学电力工程系、青岛橡胶六厂研究所和北京地质局修配厂共同研制了DRD-65型柔管钻机和柔性钻杆。DRD-65型柔管钻机主要有柔性钻杆、Φ146mm潜孔电钻、钻塔、柔杆绞车及波浪补偿器、泥浆泵、电控系统和液控系统等部分组成。研制的柔性钻杆主要由橡胶、橡胶布层、钢丝绳及动力线组成。拉力由柔杆中的钢丝骨架层承担，钢丝绳为0.7mm×7股，直径2.1mm，每根拉力不小于4350N，总数为134根，计算拉力为500kN，试验拉力为360kN。钻进过程中，柔性钻杆起的作用为：起下钻具、承受反扭矩、引导冲洗液进入孔底、通过设于柔性钻杆壁内的电缆向孔底电钻输送电力驱动潜孔电钻运转、向地表传送井底钻井参数等。
柔性钻杆性能参数为：内径32mm；抗扭矩不小于1030N·m；外径85～90mm；单位质量13kg/m；抗内压（工作压力）40kg/cm2，曲率半径不大于0.75m，抗外压不小于10kg/cm2；弯曲度：两弯曲形成的夹角不大于120°；额定拉力1000kN；柔杆内埋设动力导线3组，每组15mm2，信号线二根；柔杆单根长度为40、80m两种规格。
Φ146mm型柔杆钻机由Φ127mm电动机、减速器、液压平衡器和减震器组成。动力是潜孔电钻，它直接带动钻头潜入孔底钻井。Φ146mm孔底电钻是外通水式，通水间隙宽5mm，通水横断面积为2055mm2。
与常规钻井技术相比，连续管钻井应用于石油钻探具有以下优点：欠平衡钻井时比常规钻井更安全；因省去了提下钻作业程序，可大大节省钻井辅助时间，缩短作业周期；连续管钻井技术为孔底动力电钻的发展及孔底钻进参数的测量提供了方便条件；在制作连续管时，电缆及测井信号线就事先埋设在连续管壁内，因此也可以说连续管本身就是以钢丝为骨架的电缆，通过它可以很方便地向孔底动力电钻输送电力，也可以很方便地实现地面与孔底的信息传递；因不需拧卸钻杆，因此在钻进及提下钻过程中可以始终保持冲洗液循环，对保持井壁稳定、减少孔内事故意义重大；海上钻探时，可以补偿海浪对钻井船的漂移影响；避免了回转钻杆柱的功率损失，可以提高能量利用率，深孔钻进时效果更明显。正是由于连续管钻井技术有上述优点，加之油田勘探需要以及相关基础工业技术的发展为连续管技术提供了进一步发展的条件，在经过了一段时间的沉寂之后，20世纪80年代末90年代初，连续管钻井技术又呈现出飞速发展之势。其油田勘探工作量年增长量达到20%。连续管钻井技术研究应用进展情况简述如下。
1）数据和动力传输热塑复合连续管研制成功。这种连续管是由壳牌国际勘探公司与航空开发公司于1999年在热塑复合连续管基础上开始研制的。它由热塑衬管和缠绕在外面的碳或玻璃热塑复合层组成。中层含有3根铜质导线、导线被玻璃复合层隔开。碳复合层的作用是提供强度、刚度和电屏蔽。玻璃复合层的作用是保证强度和电隔离。最外层是保护层。这种连续管可载荷1.5kV电压，输出功率20kW，传输距离可达7km，耐温150℃。每根连续管之间用一种特制接头进行连接。接头由一个钢制的内金属部件和管子端部的金属环组成。这种连续管主要用于潜孔电钻钻井。新研制的数据和动力传输连续管改变了过去用潜孔电钻钻井时，电缆在连续管内孔输送电力影响冲洗液循环的缺点。
2）井下钻具和钻具组合取得新进展。XL技术公司研制成功一种连续管钻井的电动井下钻具组合。该钻具组合主要由电动马达、压力传感器、温度传感器和震动传感器组成。适用于3.75in井眼的电动井下马达已交付使用。下一步设想是把这种新型电动马达用于一种新的闭环钻井系统。这种电动井下钻具组合具有许多优点：不用钻井液作为动力介质，对钻井液性能没有特殊要求，因而是欠平衡钻井和海上钻井的理想工具；可在高温下作业，振动小，马达寿命长；闭环钻井时借助连续管内设电缆可把测量数据实时传送到井口操纵台，便于对井底电动马达进行灵活控制，因而可使钻井效率达到最佳；Sperry sun钻井服务公司研制了一种连续管钻井用的新的导向钻具组合。这种钻具组合由专门设计的下部阳螺纹泥浆马达和长保径的PDC钻头组成。长保径钻头起一个近钻头稳定器的作用，可以大幅度降低振动，提高井眼质量和机械钻速。泥浆马达有一个特制的轴承组和轴，与长保径钻头匹配时能降低马达的弯曲角而不影响定向性能。在大尺寸井眼（＞6in）中进行的现场试验证明，导向钻具组合具有机械钻速高、井眼质量好、井下振动小、钻头寿命长、设备可靠性较高等优点。另外还研制成功了一种连续软管欠平衡钻井用的绳索式井底钻具组合。该钻具组合外径为in上部与外径2in或in的连续管配用，下部接钻铤和in钻头。该钻具组合由电缆式遥控器、稳定的MWD仪器、有效的电子定向器及其他参数测量和传输器件组成。电缆通过连续管内孔下入孔底，能实时监测并处理工具面向角、钻井顶角、方位角、自然伽马、温度、径向振动频率、套管接箍定位、程序状态指令、管内与环空压差等参数。钻具的电子方位器能在钻井时在导向泥浆马达连续旋转的情况下测量并提供井斜和方位两种参数。
其他方面的新进展包括：连续管钻井技术成功用于超高压层侧钻；增加连续管钻井位移的新工具研制成功；连续管钻井与欠平衡钻井技术结合打水平井取得好效果；适于连续管钻井的混合钻机研制成功；连续管钻井理论取得新突破。
2.3.1.3 石油勘探小井眼钻井技术
石油部门通常把70%的井段直径小于177.8mm的井称为小井眼井。由于小井眼比传统的石油钻井所需钻井设备小且少、钻探耗材少、井场占地面积小，从而可以节约大量勘探开发成本，实践证明可节约成本30%左右，一些边远地区探井可节约50%～75%。因此小井眼井应用领域和应用面越来越大。目前小井眼井主要用于：①以获取地质资料为主要目的的环境比较恶劣的新探区或边际探区探井；②600～1000m浅油气藏开发；③低压、低渗、低产油气藏开发；④老油气田挖潜改造等。
2.3.1.4 套管钻井技术
套管钻井就是以套管柱取代钻杆柱实施钻井作业的钻井技术。不言而喻套管钻井的实质是不提钻换钻头及钻具的钻进技术。套管钻井思想的由来是受早期（18世纪中期钢丝绳冲击钻进方法用于石油勘探，19世纪末期转盘回转钻井方法开始出现并用于石油钻井）钢丝绳冲击钻进（顿钻时代）提下钻速度快，转盘回转钻进井眼清洁且钻进速度快的启发而产生的。1950年在这一思想的启发下，人们开始在陆上钻石油井时，用套管带钻头钻穿油层到设计孔深，然后将管子固定在井中成井，钻头也不回收。后来，Sperry-sun钻井服务公司和Tesco公司根据这一钻井原理各自开发出套管钻井技术并制定了各自的套管钻井技术发展战略。2000年，Tesco公司将4.5～13.375in的套管钻井技术推向市场，为世界各地的油田勘探服务。真正意义的套管钻井技术从投放市场至今还不到10年时间。
套管钻井技术的特点和优势可归纳如下。
1）钻进过程中不用起下钻，只利用绞车系统起下钻头和孔内钻具组合，因而可节省钻井时间和钻井费用。钻进完成后即等于下套管作业完成，可节省完井时间和完井费用。
2）可减少常规钻井工艺存在的诸如井壁坍塌、井壁冲刷、井壁键槽和台阶等事故隐患。
3）钻进全过程及起下井底钻具时都能保持泥浆连续循环，有利于防止钻屑聚集，减少井涌发生。套管与井壁之间环状间隙小，可改善水力参数，提高泥浆上返速度，改善井眼清洗效果。
套管钻井分为3种类型：普通套管钻井技术、阶段套管或尾管钻井技术和全程套管钻井技术。普通套管钻井是指在对钻机和钻具做少许改造的基础上，用套管作为钻柱接上方钻杆和钻头进行钻井。这种方式主要用于钻小井眼井。尾管钻井技术是指在钻井过程中，当钻入破碎带或涌水层段而无法正常钻进时，在钻柱下端连接一段套管和一种特制工具，打完这一段起出钻头把套管留在井内并固井的钻井技术。其目的是为了封隔破碎带和水层，保证孔内安全并维持正常钻进。通常所说的套管钻井技术是指全程套管钻井技术。全程套管钻井技术使用特制的套管钻机、钻具和钻头，利用套管作为水利通道，采用绳索式钻井马达作业的一种钻井工艺。目前，研究和开发这种钻井技术的主要是加拿大的Tesco公司，并在海上进行过钻井，达到了降低成本的目的。但是这种钻井技术目前仍处于研究完善阶段，还存在许多问题有待研究解决。这些问题主要包括：①不能进行常规的电缆测井；②钻头泥包问题严重，至今没有可靠的解决办法；③加压钻进时，底部套管会产生横向振动，致使套管和套管接头损坏，目前还没有找到解决消除或减轻套管横向振动的可靠方法；④由于套管钻进不使用钻铤，加压困难，所以机械钻速低于常规钻杆钻井；部分抵消了套管钻进提下钻节省的时间；⑤套管钻井主要用于钻进破碎带和涌水地层，其应用范围还不大。
我国中石油系统的研究机构也在探索研究套管钻井技术，但至今还没有见到公开报道的成果。目前，套管钻井技术的研究内容，除了研制专用套管钻机和钻具外，重点针对上述问题开展。一是进行钻头的研究以解决钻头泥包问题；二是研究防止套管横向振动的措施；三是研究提高套管钻井机械钻速的有效办法；四是研究套管钻井固井办法。
套管钻井应用实例：2001年，美国谢夫隆生产公司利用加拿大Tesco公司的套管钻井技术在墨西哥湾打了2口定向井（A-12和A-13井）。两井成井深度分别为3222×30.48cm和3728×30.48cm。为了进行对比分析，又用常规方法打了一口A-14井，结果显示，同样深度A-14井用时75.5h，A-13井用时59.5h。表层井段钻速比较，A-12 井的平均机械钻速为141ft/h，A-13井为187ft/h，A-14井为159ft/h。这说明套管钻井的机械钻速与常规方法机械钻速基本相同。但钻遇硬地层后套管钻井，钻压增加到6.75t，致使扩眼器切削齿损坏，钻速降低很多。BP公司用套管钻井技术在怀俄明州钻了5口井。井深为8200～9500ft，且都是从井口钻到油层井段。钻进过程中遇到了钻头泥包和套管振动问题。
此外，膨胀套管技术也是近年来发展起来的一种新技术，主要用于钻井过程中隔离漏失、涌水、遇水膨胀缩经、破碎掉块易坍塌等地层以及石油开采时油管的修复。勘探所与中国地质大学合作已立项开展这方面的研究工作。
2.3.1.5 石油钻机的新发展
国外20世纪60年代末研制成功了AC-SCR-DC电驱动钻机，并首先应用于海洋钻井。由于电驱动钻机在传动、控制、安装、运移等方面明显优于机械传动钻机，因而获得很快的发展，目前已经普遍应用于各型钻机。90年代以来，由于电子器件的迅速发展，直流电驱动钻机可控硅整流系统由模拟控制发展为全数字控制，进一步提高了工作可靠性。同时随着交流变频技术的发展，交流变频首先于90年代初成功应用于顶部驱动装置，90年代中期开始应用于深井石油钻机。目前，交流变频电驱动已被公认为电驱动钻机的发展方向。
国内开展电驱动钻机的研究起步较晚。兰州石油化工机器厂于20世纪80年代先后研制并生产了ZJ60D型和ZJ45D型直流电驱动钻机，1995年成功研制了ZJ60DS型沙漠钻机，经应用均获得较好的评价。90年代末期以来，我国石油系统加大钻机的更新改造力度，电驱动钻机取得了较快发展，宝鸡石油机械厂和兰州石油化工机器厂等先后研制成功ZJ20D、ZJ50D、ZJ70D型直流电驱动钻机和ZJ20DB、ZJ40DB型交流变频电驱动钻机，四川油田也研制出了ZJ40DB交流变频电驱动钻机，明显提高了我国钻机的设计和制造水平。进入21世纪，辽河油田勘探装备工程公司自主研制成功了钻深能力为7000m的ZJ70D型直流电驱动钻机。该钻机具有自动送钻系统，代表了目前我国直流电驱动石油钻机的最高水平，整体配置是目前国内同类型钻机中最好的。2007年5月已出口阿塞拜疆，另两部4000m钻机则出口运往巴基斯坦和美国。由宝鸡石油机械有限责任公司于2003年研制成功并投放市场的ZJ70/4500DB型7000m交流变频电驱动钻机，是集机、电、数字为一体的现代化钻机，采用了交流变频单齿轮绞车和主轴自动送钻技术和“一对一”控制的AC-DC-AC全数字变频技术。该型钻机代表了我国石油钻机的最新水平。凭借其优良的性能价格比，2003年投放市场至今，订货已达83台套。其中美国、阿曼、委内瑞拉等国石油勘探公司订货达42台套。在国内则占领了近2～3年来同级别电驱动钻机50%的市场份额。ZJ70/4500DB型钻机主要性能参数：名义钻井深度7000m，最大钩载4500kN，绞车额定功率1470kW，绞车和转盘挡数I+IR交流变频驱动、无级调速，泥浆泵型号及台数F-1600三台，井架型式及有效高度K型45.5m，底座型式及台面高度：双升式/旋升式10.5m，动力传动方式AC-DC-AC全数字变频。
Ⅶ 想知道转盘扭矩传感器到扭矩表的具体工作原理
转盘扭矩是石油钻井工程中一项十分重要的工程参数，它的监测对于合理的使用钻头，防止事故，提高钻井效率具有非常重要的意义。链轮液压式的测量方法存在着传感器笨重、现场安装复杂、费用高、精度低、可靠性差的缺点。
工作原理：机械扭矩传感器为测力传感器，
通过顶丝架上的顶丝将其项在钻台横梁一侧，
当转盘转动时
横梁会因受到转盘扭矩的作用产生物理形变，
从而使扭矩传感器受力，
使传感器的电桥输出
信号经前置电路转换为电流信号。
Ⅷ 井下动力钻具难点与分析
超深井施工中，特别是在高温高压段和深井段必须使用井下动力钻具进行施工，当前，井下动力钻具主要有：螺杆钻具、液动锤和涡轮钻具3种，其中螺杆钻具和涡轮钻具都属于回转破岩类动力钻具，液动锤则利用冲击进行破岩钻进。超深井中使用井下动力钻具首先应该保证所在工况条件下的适应性和安全性，在此基础上选用合适的动力钻具类别及型号，并结合地层条件、钻头技术开展相应的配套钻井技术研究。即研究深井超深井钻井工具，应该考虑的是如何保证在高温高压下密封可靠、操作简单、使用安全和较长的使用寿命等要求。深井超深井钻井工具的技术开发应从钻井工艺与钻井参数研究，工具结构设计、材料选择、钻具的匹配等方面开展工作。
1.2.1 超深井螺杆钻具面临的难点与分析
我国螺杆钻具依靠引进技术得到了较快的发展，品种规格齐全，除基本上能满足我国的定向、侧钻钻井工艺需要外，还有部分出口。螺杆钻具的优点是：具有低速大扭矩的硬特；过载能力强，操作方便；结构简单，钻具较短，维修方便。缺点是：需定排量工作，有横向振动；对油基钻井液敏感，不适应在高密度钻井液中工作；橡胶定子耐高温性差，不宜于深井作业。超深井作业中螺杆钻具面临的主要问题分述如下：
1）定子橡胶在高温条件下失效变形。普通螺杆钻具的马达总成的定子一般由丁腈橡胶材料制成，其工作温度上限为130℃，在超深井的高温环境中，温度远远超过130℃，一万米深的超深井理论温度高达300℃，定子橡胶在如此的高温环境下将失效而不能工作。
2）超深井螺杆钻具连接螺纹脱扣。随着井深的不断增加，井底的钻井液压力也必然随之增加，高压钻井液对转子施加正向扭矩的同时，转子对定子壳体施加等值的反扭矩，在钻具频繁滞动和复合钻进的情况下，容易造成松扣，尤其在传动轴串轴承蹩卡或完全卡死情况下，脱扣危险加剧；当机械钻速快，井下不清洁，再遇到井斜较大，停转盘接单根前整个钻具积蓄很大的反扭矩，突然释放容易造成螺纹脱扣。
3）马达定子内表面脱胶或掉块。造成定子脱胶或掉块的原因，有厂家制造因素（如挂胶质量、定子壳体内表面设计），用户使用过程中泥浆净化不彻底，混杂了金属等硬物件，井温升高使定子的橡胶老化，钻井液中混入了气体造成气蚀，不合理的钻井操作等。
4）超深井螺杆钻具工作寿命短。由于螺杆钻具处于高温高压恶劣工作环境中，螺杆钻具的传动轴总成、万向轴总成、马达总成和旁通阀总成都很容易出现故障，将大幅度降低螺杆钻具的整体工作寿命。
5）超深井螺杆钻具输出特性不能满足超深孔钻进工艺要求。超深孔钻进过程中可能采用一些特殊的钻进工艺，对螺杆钻具的输出特性可能会提出一些要求，常规螺杆钻具的输出特性一般难以达到要求。
1.2.2 超深井液动锤面临的难点与分析
液动潜孔锤技术具有设备配套简便，钻进时效高、回次进尺长（岩心不易堵塞）、在一定程度减轻孔斜强度的优点。与空气潜孔锤比较可以适应更深的钻井。而我国在此技术的研究与应用方面具国际先进水平。但就目前的水平而言，要用到13000m超深科钻孔的条件下，孔内情况会更复杂，对液动锤强度有更严格的要求，且深孔大围压可能使岩石塑性增加，液动锤冲击碎岩效果可能会减弱。综述液动锤技术还有如下技术难题需要攻关：
1）液动锤的超深井背压适应性需进一步开展研究；
2）要求液动潜孔锤连续稳定工作寿命延长，特别对运动密封副的工作寿命要求提高（尤其是全面钻进状态下）；
3）液动潜孔锤钻具的密封材料需耐250～300℃高温；
4）钻具强度应更加可靠，抗疲劳、抗冲蚀能力要大幅度提高；
5）深孔大围压可能使岩石塑性增加，冲击碎岩效果可能会减弱，液动潜孔锤的冲击能量需要增加，由此将会引起对钻具强度的进一步要求；
6）根据钻孔总体设计，液动锤可能要与螺杆马达、涡轮钻具组合使用，在液动潜孔锤的设计上要考虑钻具直径、工作泵量要与其匹配和一致。
1.2.3 超深井涡轮钻具面临的难点与分析
涡轮钻具的优点是：具有高速大扭矩的软特性，无横向振动，机械钻速高；对油基钻井液不敏感，能适应在高密度的钻井液中工作。特别是全金属的涡轮钻具耐高温，适宜于深井和高温环境下作业，是超深井高温高压工况下钻井的良好工具。超深井施工中涡轮钻具面临的主要难点分述如下：
1）超深井涡轮钻井对泵的能力要求高。深井高密度钻井液条件下钻具循环压耗高，加之涡轮钻具本身压降大，因此，深井使用涡轮钻具对机泵能力要求也较高。由于超深井起下钻时间长，为保证涡轮钻具正常工作，施工前需要综合考虑钻头推荐排量和环空上返流速要求、钻具使用情况和地面设备能力，除必须满足涡轮钻具压降外，需要综合计算立压、循环压耗、钻头压降、涡轮钻具压降的关系，合理选择相关参数，制定详细的施工方案，使用烦琐，使用要求高。
2）涡轮钻具超深井钻井参数优化问题还需进一步研究。涡轮钻具转速与排量成正比，输出扭矩及压降与排量的平方成正比，功率与钻进排量成三次方关系，排量的变化对功率影响较大。钻压或扭矩过大会导致涡轮钻具产生“制动”而无法破岩钻进的现象。
一般情况下，在保证清岩、携岩前提下选择涡轮钻具最大功率时的排量作为钻进排量。涡轮钻具转速为其空转转速一半时，功率最大。在恒定排量下，涡轮钻具的每个转速对应一个钻压值，故可确定出在此情况下的最优钻压值。保证涡轮钻具水力流量和钻压处在这一参数，可保证涡轮钻具在最优状态下工作，如何保证涡轮钻具处在最佳的工作状况，发挥涡轮钻具工作特性最佳的关键问题，目前，对这些关键参数的控制还缺乏研究。
3）涡轮钻具泥浆清洁度的控制方法尚需进一步研究。涡轮钻具有其特殊的设计结构，涡轮叶片之间的过流面积窄小，而且钻井液流经转子和定子时的方向持续变化，因此钻井液的洁净度会对涡轮的工作产生影响。遇过长软质材料会使涡轮叶片与叶片之间、转子与定子之间产生堵塞，造成涡轮工作效率低、功率损失严重及涡轮寿命降低等后果，产生泵压突然升高，造成不必要的起下钻。
4）国内在配合涡轮钻具的钻头研制方面相对滞后，与之相配套的钻头类型是制约该项技术推广的瓶颈之一，特别针对结晶岩的高速涡轮钻具配合孕镶金刚石取心钻头的钻井技术还需进一步研究。
5）另外，针对万米以上井段施工，涡轮钻具直径较小，需要解决：小直径涡轮钻具功率急剧下降的难题；涡轮钻具转速高，扭矩小的难题；关键部件寿命与可靠性，减少维修辅助时间；涡轮钻具配套钻井技术，提高钻进与取心效率。
Ⅸ 石油钻井方法有哪些
目前,世界上广泛采用钻井方法来取得地下的石油和天然气。随着石油工业的不断发展，钻井深度不断增加，油气井的建设速度也随之加快，促使钻井方法、技术和工艺得到很大改进。从已钻成的千百万口油气井的资科中可以看到变化过程：顿钻逐渐被旋转钻代替，井身结构从复杂到简单，井眼直径日趋缩小等等。
一、钻井工艺发展概况和趋势石油钻井是油田勘探和开发的重要手段。一个国家石油工业的发展速度，常与它的钻井工作量及科学技术水平紧密相关。近20年来，世界石油产量和储量剧增，钻井工作量相应地大幅度增加，钻井科学技术水平也得到了飞速发展。在此期间钻井技术发展的特点是从经验钻井进展到科学化钻井。钻井深度、斜度、区域和地区也有长足的发展。从钻浅井、中深井发展到钻深井和超深井；从钻直井和一般斜井发展到钻大斜度井和丛式井；从陆上钻井发展到近海和深海钻井；从地面条件好的地区钻井发展到条件恶劣的地区(如沙漠、沼泽和寒冷地区)钻井。在钻井技术发展的同时，设备、工具和测量仪表也得到了相应的发展。
美国钻井工作者曾将旋转钻井技术的发展进程分为四个时期：
(1)概念时期(1900—1920年)。这个时期开始把钻井和洗井两个过程结合在一起，开始使用牙轮钻头并用水泥封固套管。
(2)发展时期(1920—1948年)。这个时期牙轮钻头有所改进，提高了进尺和使用寿命。固井工艺和钻井液有了进一步的发展，同时出现了大功率的钻机。
(3)科学化钻井时期(1948—1968年)。这个时期大力开展钻井科学研究工作，钻井技术飞速发展。该时期的主要技术成就有：发展和推广了喷射钻井技术；发展了镶齿、滑动、密封轴承钻头；应用低固相、无固相不分散体系钻井液；发展了地层压力检测技术、井控技术和固控技术，提出了平衡钻井的理论及方法。
(4)自动化钻井时期(1968年至今)。这个时期发展了自动化钻机和井口自动化工具。钻井参数自动测量和计算机在钻井工程中得到广泛应用，最优化钻井和全盘计划钻井也初具规模。
目前,钻井人员一般把钻井技术发展的前两个时期称为经验钻井阶段，把后两个时期称为科学化钻井阶段。时期的划分直观地描述了钻井技术发展的过程，揭示了其发展规律。
任何一门科学和技术都有其自身的发展规律和要达到的主要目标。钻井工作是为油田勘探和开发服务的重要手段。钻井技术的发展首先要保证钻井质量，即所钻油气井要满足油气田勘探和开发的要求,要在此基础上来提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井成本。
近20年来的实践证明，现代钻井工艺技术将围绕以下三个方面发展：
(1)提高钻井速度，降低生产成本；(2)保护生产层，减少油气层的污染和损害；(3)改善固井、完井技术，适应采油要求，延长油气井寿命。
新中国成立以来，我国钻井技术发展较快。特别是1978年推广喷射钻井、低固相优质钻井液、四合一牙轮钻头等新技术后，我国的钻井技术水平又有显着提高，进入了科学化的钻井阶段,但与国外先进水平相比，还存在一定的差距。为了使我国的钻井水平能满足勘探开发的需要，努力赶上世界先进水平，必须要向钻井技术进步要速度、要质量、要经济效益,为加速勘探开发步伐、不断增加油气产量作出贡献。
二、冲击钻井方法冲击钻井是一种古老的钻井方法，也是旋转钻井方法出现以前唯一的钻油气井的方法。它是将破碎岩石的工具(钢质尖头钻头)提至一定高度，借钻头本身的重力冲向井底，击碎岩石。然后捞取被击碎的岩屑，以便继续钻进。因此，冲击钻井方法又被称为顿钻。
由于冲击钻井时，破碎岩屑与清除岩屑必须间断地进行，因此钻井速度很慢，不能满足石油生产发展的需要。冲击钻井现在已基本上被旋转钻井所代替，仅在一些埋藏浅、压力低的油田还能见到。
三、旋转钻井方法提高钻速的根本途径是改变钻井方法，这正是旋转钻井法产生的原因。旋转钻井法的实质是：钻头在压力作用下吃入岩石，同时在转动力矩的作用下连续不断地破碎岩石；被破碎的岩屑由地面输入的钻井液(泥浆、水、空气等)及时带走，钻井液可以连续不断地清除岩屑。这样，一只钻头可以在井底连续钻进十几米、几十米甚至数百米后才起至地面进行更换。由于使用了钻井液，可长时间稳定井眼、控制复杂地层。旋转钻井的钻井速度高，能适应多种复杂情况，目前世界上大多使用这种方法钻油气井。旋转钻井通常也称为转盘钻。
利用钻杆和钻铤(厚壁钢管)的重力对钻头加压，钻压要使钻头能够吃入岩石。破碎岩石所需的能量是从地面通过沉重的钢性钻柱传给钻头的。起、下钻的过程比较繁琐，必须将钻柱拆卸成许多立柱，才能起出钻头；而下钻时又必须逐根接上。为了连续洗井，钻井液从转动的空心钻柱里流向井底，再带着岩屑从钻柱外部与井壁形成的环形空间返回地面。钻头钻进、清洗井底以及起、下钻所需的动力全部由安装在地面上的相应设备提供，这些机器设备总称为钻机。
现代旋转钻井的工艺过程表现为四个环节，即钻进、获取地质资料、完井和安装。
钻进环节由一系列按严格的顺序重复的工序组成：把钻柱下入井里；旋转和送进钻头使其在井底破碎岩石，同时循环钻井液；随着井筒的加深而接长钻柱；起、下钻柱以更换被磨损的钻头；洗井，净化或配制钻井液，处理复杂情况和事故等辅助作业。
为了获得全面准确的地质资料，钻井过程中不仅需要进行岩屑、钻时、钻井液录井工作，而且还要进行钻取岩心、测井等工作。通过各种地球物理测井方法，可以获得井径、井斜、方位、岩性等基本数据，掌握和了解井眼质量以及地层和油气层的某些特性。
在钻穿油气层以后，需要下入油层套管，并注入水泥以隔离油气层与其他地层，使油气顺利地流到地面上来。根据油气井生产的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
从确定井位开始，就需要平整井场、挖基础坑、泥浆池、圆井等土方工程；为运输机器设备而修筑公路；铺设油、水、气管线，架设电线，以输送油、水、气和电力;打好地基以安装设备、井架等。基础工作完成后，要进行大量的井架、设备等搬运和安装工作，还需做好开钻前的一切准备工作，如检查机器设备、试车、固定导管、钻鼠洞、调配钻井液、接好钻具等。
旋转钻井过程中，驱动钻柱旋转、克服钻柱与井壁的摩擦消耗了部分能量。为了减少这些无益的能量损失，1940年前后出现了井下动力钻井方法。井下动力钻井所用设备与旋转钻井基本相同，只是钻头不再由转盘带动旋转，而是由井下动力钻具直接驱动。典型的井下动力钻具是涡轮钻具，因此井下动力钻井又常称为涡轮钻井。目前，井下动力钻井在定向钻井技术中得到了广泛的应用。
近年来，一些工业发达国家还竞相开展了热力钻井、高压冲蚀钻井、等离子射流钻井和激光钻井等新型钻井方法的研究。随着科学技术的进步，新的钻井方法还将不断涌现，钻井工程也必将进入一个全新的科学化时期。
四、井身结构井身结构是油气井全部基本数据的总称。它包括以下数据：从开钻到完钻所用的钻头、钻柱尺寸和钻柱长度;套管的层次、直径;各层套管的下入深度、钢级和壁厚;各层套管注水泥的数据。由此可见，井身结构是全部钻井过程计划和施工的重要依据。图5-1为井身结构的示意图。
图5-1井身结构
首先下入长度约4～6m的短套管，也称导管，用于加固地表以免被钻井液冲毁，保护井口完整。同时将循环的钻井液导入泥浆净化系统内。
第二次下入的套管叫表层套管，用于封隔地表不稳定的疏松地层或水层、安装井口防喷器。一般深度为40～60m，有时可达500～600m。
当裸眼(未被套管隔离的井眼)长度超过2000～3000m或者地层剖面中存在高、低压油层、气层、水层和极不稳定的地层时，钻进过程中为避免发生工程事故需要下入中间套管，又叫技术套管。目的是封隔复杂地层，防止喷、漏、卡、塌等恶性事故发生，保证安全钻井。技术套管的层次和下入的深度根据地质和钻井条件确定。
最后下入的套管叫油层套管，用于采油、采气或者向生产层注水、注气，封隔油层、气层和水层，保证油气井正常生产。油层套管的下入深度取决于井底的完成方法。油层套管一般从井口下到生产层底部或者只从生产层顶部下到底部。实际工作中对部分下入的油层套管，根据作用取不同的名称，如尾管、筛管、滤管以及衬管等。
井身结构是由钻井方法、钻井目的、地质条件与钻井技术水平决定的。周密考虑各种影响因素，制定合理的井身结构，是保证高速度钻井与油气井投产后正常产出的关键。
综上所述，现代石油钻井工程是一项复杂的系统工程。由多工序、多工种联合作业，需要各种先进的科学技术和生产组织管理水平。
Ⅹ 电动机反扭矩测量法
本法适用于规模较小的搅拌体系。其工作原理如下：当电动机工作时，作用于电动机转子上的电磁矩和作用于电动机定子上的电磁矩总是大小相等，方向相反的。因此，只要测出作用于定子上的扭矩就等于测得了作用于转子上的扭矩，再扣除转子轴承上的摩擦扭矩后，即可测得搅拌的实耗扭矩。由扭矩和搅拌转速便可以计算出搅拌功率。转盘固定于电动机的外壳上，电动机和转盘由推力轴承支撑在支架上，电动机外壳（定子）受到的扭矩由转盘切向引线的拉力构成的力矩所平衡。而拉力的大小，通过滑轮，由天平上的砝码测出。砝码读数与转盘半径之乘积，即为作用于转子上的扭矩。