钻井工程
钻井设备简介
1.概述
钻井设备(简称钻机)是指石油钻井过程中所需各种机械设备的总称。钻机主要部件必须相互配合才能完成钻机起升、循环和旋转的3项主要工作。按按动力设备的不同通常可分为机械传动钻机、电动钻机和复合钻机三种。主要包括以下系统:
(1)提升系统:主要作用是用来起、下钻柱(或下套管),以实现钻头的钻进送钻等工作。
(2)旋转系统:主要作用是由动力机组驱动转盘,通过转盘方补心带动方钻杆(钻杆和钻铤)、方钻杆再带着钻头旋转进行钻井。
(3)循环系统:主要作用是钻井过程中,通过动力机组带动泥浆泵来循环钻井流体,经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆和钻铤,将泥浆池的泥浆送到钻头处,以实现钻井流体将井底的钻屑带到地面。
(4)动力设备:主要作用是为驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机工作提供动力。
(5)传动系统:主要作用是把发动机的能量传递或分配给各工作机。
(6)控制系统:为了指挥各系统协调地工作,在整套钻机中安装有各种控制设备。
(7)底座:包括钻台底座、机房底座和泥浆底座等。
(8)辅助设备:主要功能是为了正常钻井作业提供配套支撑。
钻机所必须具有的主要设备共7大部件:绞车、井架、天车、游车、水龙头、转盘、钻井泵。
1)钻头的结构
钻头由钻头体、片、分水帽和喷嘴四部分组成。钻头体是钻头焊接片和分水帽的 本体,采用中碳钢材料 加工而成。下端焊接 片和分水帽,上端车有丝扣和钻柱连接 。片又称刀翼,是钻头主要工作部 件。
2)钻头工作原理
钻头以切削方式破碎岩石。钻头在 软的塑性地层工作时,其切削过程类似于刀具切削软金属。刀片在钻压的作用下吃入地层,与此同时刀刃前面的岩石在扭转力的作用下不断产生塑性流动, 井底岩石被层层剥起 。钻头钻进脆性较大的地层时,破碎岩石的过程则分为碰撞 、压碎及小剪切和大剪切三个阶段:碰撞:刃前岩石破碎后,岩石对刀片的扭转 阻力减小, 刀片向前推进,碰撞刃前岩石;压碎及小剪切:刀片在扭转 力作用下压碎前方的岩石,使其产生小剪切破碎;扭转力增大:刀片继续 挤压前方岩石,当扭转力增大到极限值时,岩石沿剪切面产生大剪切破碎,然后扭转力突然减小 。碰撞、压碎及小剪切、大剪切这三个过程反复进行,形成钻头破碎塑脆性岩石的全过程。
钻井液的运用历史
作业进行中,钻井设备钻出了水。这时他意识到喷出的水对把钻屑从井中提出会非常有效。使用流动的液体从钻孔中清除钻屑的原理由此确立。他设想了一种装置,按照这一设想,泵将水沿钻杆的内侧送至钻孔内,而当水经钻杆和钻孔壁间的缝隙返回到地表后,就会将钻屑一并带出。此操作程序沿用至今。
钻井工人驱赶一群牛趟过了一个灌满水的地坑。被牛趟过的水坑中就会形成泥浆,它是一种粘稠的、泥浆状的水和泥土的混合物,钻井工人用泵将它送入钻孔中。
石油钻井降滤失剂,降滤失剂,饲料级预糊化淀粉,建材级预糊化淀粉。
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