1、海洋石油钻井知识介绍,2,介绍提纲,平台介绍钻机设备介绍钻井常用工具介绍钻井作业流程,3,2006-2010年调整井费用统计,4,2012-2016发展规划钻完井工作量,5,半潜式钻井平台,6,自升式钻井平台,7,采油生产平台,8,钻机设备介绍,石油钻机是一套联合的工作机组。它是由动力机、传动箱、绞车、天车、游动滑车、大钩、水龙头、转盘、钻井泵以及钻井液净化设备等组成。还有井架、底座等结构以及电力、液压和空气动力等辅助设备。 一套钻机必须具备下列各系统和设备： 钻具起升系统：包括绞车、辅助绞车（或锚头）、辅助刹车（水刹车、电磁刹车等）、游动系统（包括钢丝绳、天车、游动滑车和大钩）以及悬挂游动系
2、统的井架。另外还有起下钻具操作使用的工具及设备（吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等）。 旋转钻进系统：包括转盘和水龙头，井下配有钻杆柱和钻头，另外，丛式井或定向井还需配备井下动力钻具，这就构成了旋转钻进系统。 钻井液循环系统：包括钻井泵、地面高压管汇、钻井液净化及调配设备（固控设备）等。 动力系统：用来驱动绞车、钻井泵和转盘等工作机组的动力设备，按驱动类别的不同，其动力设备可以是柴油机、交流电动机或直流电动机，也可以是燃气轮机。,9,钻机设备介绍,传动系统：主要任务是把动力设备的机械能传递和分配给绞车、钻井泵和转盘等工作机。传动系统在传递和分配动力的同时具有减速、并车、倒车等特种功能。 钻
3、机的传动方式分为： 机械传动（包括万向轴、减速箱、离合器、链传动和三角带传动等） 机械蜗轮传动（液力传动） 电传动 液压传动 控制系统：为使钻机各个系统协调地工作，钻机上配有气控制、液压控制、机械控制和电控制等各种控制装备，及集中控制台和显示仪表等。 钻机底座：用来安装钻井设备、方便钻井设备钻井设备的移动等。 辅助设备：包括供气设备、井口防喷设备、辅助发电及起重设备等，以保证钻机能安全、可靠、正常地运行。,10,钻机设备介绍,钻机的基本参数： 名义钻深范围：指钻机在规定的钻井绳数下，使用规定的钻柱时钻机的经济钻井深度范围。 最大钩载荷：钻机在规定的最多绳数下起下套管、处理事故或进行其它特殊作业
4、时，大钩不允许超过的载荷。 钻井绳数：用于正常起下钻柱及钻进时的有效绳数。 游动系统最多绳数：钻机配备的轮系所能提供的最大有效绳数。,钻井绞车： 钻井绞车实际上是一部重型卷扬机，主要功能是： 起下钻具、下套管。 钻进时控制钻压、送钻。 利用锚头上、卸钻具丝扣。 吊升重物和其它辅助工作。,11,钻机设备介绍,钻井仪表： 指重表：表示钻井钢丝绳受力大小的仪器，由指重表和灵敏表组成，内圈黄针（指重表）指示大钩悬重，外圈白针（灵敏表）钻井时可以指示钻压。打捞时可以指示接触鱼顶的状态、阻卡时显示出井内摩擦阻力的大小。 泥浆泵压力表：一般由两只，分别指示两台泥浆泵的压力。 泥浆泵冲数表：记录瞬时泵冲和累计
5、冲数，可用于井控压井、固井、挤水泥时计算替泥浆量。 转盘转数表：记录转盘速度。 转盘扭矩仪：记量转盘扭矩。 泥浆出口流量指示仪：记录泥浆出口管流量变化情况，配有声、光报警装置，当出现井漏或井涌时可报警，提醒司钻注意，及时发现井内出现的问题。 泥浆池液面显示仪：也叫泥浆池总体积仪，记录泥浆池液面高度。,12,循环系统：循化系统主要设备包括：泥浆泵、高压管汇、立管、水龙带、泥浆净化系统、泥浆槽和泥浆池等。 泥浆泵：泥浆泵是泥浆循环系统的心脏，它以压力和流量的形式将动力传递给流体，把流体从泥浆池内抽出，压送进钻柱后达到钻头，完成高压喷射消耗掉大量能量，再经环形空间返回地面，通过泥浆筛和净化系统时，将
6、携带的大量岩屑分离出来，最后干净泥浆重新回到泥浆池。 泥浆泵的分类：a、按液缸数目分：有双缸泵、三缸泵等。b、按一个活塞在液缸中往复一次吸入或排出液体的次数分，吸液或排液一次的，称为单作用泵；两次的称为双作用泵。,钻机设备介绍,计量罐液面指示仪：记录起钻使用计量罐灌泥浆时，每次灌入井内的泥浆量。 大钳扭矩仪：指示大钳上扣扭矩大小的仪表，指导钻具上扣扭矩。,13,钻机设备介绍,c、功率和效率：功率指泵在单位时间内所做的功。一般把在单位时间内发动机传到泵轴上的能量称作输入功率或主轴功率。把在单位时间内液体经过泵后增加的能量称作泵的有效功率。功率的单位为“KW”。泵的效率是指有效功率与输入功率之比。
7、d、冲次：泵的冲次是指在单位时间内活塞的往复次数，单位为“次/min”。e、泵压：指泵排出口处的液体压力，单位“MPa”。,泥浆净化装置： 振动筛 除砂器、除泥器：除砂器和除泥器是利用旋流原理，将泥浆及岩屑分流的设备。 泥浆清洁器：泥浆清洁器是对泥浆进行再分离的设备，经过振动筛、除砂器、除泥器后再经过泥浆清洁器，可将更细的砂粒分离出来。目前有两种泥浆清洁器，一种是高频细目（200目）振动筛，另外一种是高速离心机。 脱气器：用于分离掉泥浆中的天然气。,14,钻井常用工具介绍井口工具,井口工具包括各种卡瓦、吊卡、吊环、 大钳、气动、液动工具 吊卡吊卡是我们应用的提升工具之一，吊卡从结构上分为：平台
8、肩吊卡；18度吊卡；卡瓦式吊卡；气动吊卡；单根吊卡等。 平台肩吊卡主要用于套管、油管、钻铤等带台肩的管串，目前我们用的主要有套管吊卡、钻挺吊卡。 18度吊卡是我们最常用的吊卡，主要应用在18度钻杆管串的起升，从2-7/8”5-”尺寸不等。 卡瓦式吊卡主要用于小尺寸钻具或油管管串，它的负荷比较小，尺寸范围主要在1.050”3-”,负荷在20T75T不等。 气动吊卡属于半自动化的吊卡，目前我们用的还不多。下套管用的卡盘应该属于这个范畴，方便操作，节省人力。,15,钻井常用工具介绍井口工具,大钳 大钳是连接钻柱的主要工具，目前我们井口 用的手动大钳主要有DB大钳，SDD大钳，B型大， C型大钳。 D
9、B大钳：主要工作尺寸3-”至 8-”，加大钳头可到17” 扭矩范围： 3-”至 8-”，65000ft-lb8”至17” 40000ft-lb SDD大钳：主要工作尺寸4“至8-” ，加大钳头可到17” 扭矩范围：4”至12”，15-”， 100000ft-lb12”至15” 75000ft-lb 16”至17” 60000 ft-lb B型大钳：主要用于套管的上卸扣，尺寸范围3- ”到13-3/8”，加长钳头最大可到25-” C型大钳：这是一种便携式的大钳，尺寸范围2- 3/8”到10-”，最大扭矩：35000ft-lb,16,钻井常用工具介绍井口工具,吊环 吊环是钻柱不可缺少的 提升工具，
10、分为单臂吊环， 双臂吊环。 我们平台用的钻柱吊环为长2 “/132“，350吨负荷；下套管用吊环为3 “/144”，500吨负荷。钻挺提升器小吊环分单臂和双臂两种，单臂吊环150吨负荷，双臂吊环80吨负荷。,17,钻井常用工具介绍井口工具,卡瓦卡瓦分为手动卡瓦，弹簧式卡瓦，及最新发展的气动卡瓦。我们现在应用的主要是手动卡瓦。按照规格可分为：套管卡瓦，油管卡瓦，钻杆卡瓦，钻挺卡瓦等。,18,钻井常用工具介绍井口工具,钻杆卡瓦钻杆卡瓦( Varco )分为SDS,SDML,SDXL,三种长度规格. SDS型为短型卡瓦，尺寸范围：2 3/8“至4 “ SDML型为中型卡瓦，尺寸范围：2 3/8“至5
11、 “ SDXL型为中型卡瓦，尺寸范围：3 1/2“至5 “,套管卡瓦套管卡瓦( Varco )型号为：CMS-XL尺寸范围：6 5/8“至30“常用套管卡瓦节数：7”： 12节9 5/8“：14节13 3/8：18节,19,钻井常用工具介绍井口工具,SSW-40气动旋扣钳 SSW-40气动旋扣钳主要参数： 尺寸范围 : 3 ” to 9 ” (89-241 mm)旋转速度(5” 钻杆) : 120 RPM扭矩(5” Pipe) : 1100 ft lbs (1490 Nm)气压 : 90-120 psi (6,2-8,6 Bar),20,钻井常用工具介绍井口工具,补芯由于转盘型号不同，补芯也分
12、为很多型号。 与Emsco 转盘配套的大补芯型号为T-3750 与National转盘配套的大补芯型号为C-3750 Insert Bowl No. 1 13 3 /8“ to 11 3 /4 “ Insert Bowl No. 2 10 3 /4“ to 9 5 /8 “ Insert Bowl No. 3 API 8 5 /8“ and smaller PLAY,21,钻井常用工具介绍井口工具,自动化井口工具,机械手,22,钻井常用工具介绍井口工具,下套管远程控制操作系统,23,钻井常用工具介绍井口工具,自动液压钻杆钳,24,钻井常用工具介绍井口工具,PS-21自动液压动力卡瓦,无牙痕卡瓦
13、牙,PLAY,25,钻井常用工具介绍井下工具,井下工具包括扶正器、随钻震击器、取芯筒、浮阀、水力割刀、刮管器、铅模、公锥、母锥、 卡瓦打捞筒、磁铁打捞器和反循环强磁打捞器、一把抓、反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮、磨鞋、安全接头、套管捞矛、接头等.,26,钻井常用工具介绍井下工具,扶正器扶正器是下部钻具结构的重要组成部分，它可以防止井壁对钻具的磨损，根据扶正器在钻柱中的位置不同起到防斜、纠斜和稳斜的作用。按其安装位置分为钻柱型的井底型（近钻头）;按照扶正器翼片加工形式分为整体扶正器和可换套式扶正器；按照扶正器翼片形状分为螺旋扶正器和直翼扶正器.,27,钻井常用工具介绍井下工具,震击器随钻震击器是
14、随钻柱一起进行钻井作业的井下解卡工具，当钻井过程中发生卡钻事故时，可根据需要及时启动震击器，进行连续上击或下击，使之解卡恢复正常钻进。现用随钻震击器是ANADRILL CO.E.Q.全机械式的，有4 3/4“、 6 1/2”、8“等几种规格。该震击器可以单独选择向上、向下两个方向的冲击力，震击负荷预先在地面调较，也可以在井口现场调校，该震击器对扭矩不敏感，它有一个全机械释放机构，配有能在油中密封的工作部件，可以减少内部磨损。另外，为了减少震击器心轴的挠曲应力，在震击器的下端要接上挠性接头。,28,钻井常用工具介绍井下工具,浮阀钻井过程中，特别是钻到很疏松的砂粒岩且岩石很细碎，在井眼的环空会有很
15、多的细砂，在下钻、接单根时泥浆会倒流，大量砂粒从钻头水眼进入钻具内，开泵就可能造成堵死水眼。目前各油田正普遍开展钻大角度斜井、水平井，钻井中一般须使用MWD和井下动力钻具。,29,钻井常用工具介绍井下工具,投入式回压阀投入式回压阀是钻柱的内防喷器，该工具带有1个就位接头，连接在钻柱需要的位置上，回压阀平时放在钻台上，当需要时候及时投入井眼，一次就能自动在就位接头就位，切断向上喷射的高压流，达到控制井喷的目的。,30,钻井常用工具介绍井下工具,水力割刀水力割刀用于弃井过程中，切割套管的作业。是一种利用循环钻井液的液力来推动割刀进行管内切割的工具。其结构由顶部接头、本体、活塞、活塞管、弹簧耐磨衬套
16、、割刀臂、喷嘴、铰链销等部件组成。,31,钻井常用工具介绍井下工具,刮管器用于清除残余在套管内壁上的水泥块、硬腊、各种盐类结晶或沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等脏物，以便畅通无阻地下入各种井下工具。,32,钻井常用工具介绍井下工具,铅印铅模是在打捞作业中用来打印落鱼形状和了解鱼顶偏离井眼中心的情况用的。 铅印的使用: （1）铅印直径比套管内径小4.8毫米即可。 （2）打印时按0.1930.386千牛/毫米（0.51吨/英寸）加压。只可一次加压打印，不得两次打印，以免难以分析。 （3）由于铅很软，应在运输或存放过程中注意避免碰撞。,公锥和母锥 公锥是内打捞工具，用来打捞钻铤、接头和
17、钻杆加厚部位。 母锥是外捞工具，用来打捞钻杆本体，用爆炸松扣方法配合倒扣时，可用它来打捞钻杆接头或钻铤。,33,钻井常用工具介绍井下工具,卡瓦打捞筒 Bowen150系列卡瓦打捞筒分为高强度型与小井眼型两类，按内装打捞配件的不同分为螺旋卡瓦打捞筒与篮式卡瓦打捞筒两种。落鱼直径接近最大打捞尺寸时选用螺旋卡瓦和A型盘根。落鱼直径比最大打捞尺小12.7毫米（1/2“）以下时选用篮式卡瓦和R型密封控制环或E型或M型密封控制环，R型和E型密封控制环的内盘根是模压的，在现场不能更换，外密封可在现场更换，M型密封控制环的内外盘根都是模压的，在现场均不能更换，无论R型、E型或M型密封控制环都有平口和铣齿两种。
18、,34,钻井常用工具介绍井下工具,磁铁打捞器和反循环强磁打捞器磁铁打捞器和反循环强磁打捞器是用于打捞井内可被磁化的金属磁场的一种工具，硬地层打捞效果显著。 磁铁打捞器的分类：a、按磁钢类型可分为永磁型和充磁型；b、按循环方式分为普通型和反循环型。 磁铁打捞器的组成：外壳、磁钢、铣鞋和护磁板组成。 打捞器外筒是由高导磁性、低顽磁性材料制成的铁磁外套，作为一个磁极；永久磁芯的下端为另一个极。在铣鞋磁芯中间用非磁材料（铜）隔离，防止短路。 打捞时，铁磁落物将两磁极搭通，使之牢牢地吸附在磁力打捞器底部。,35,钻井常用工具介绍井下工具,反循环打捞篮和反循环强磁打捞篮 反循环打捞篮是利用钻井液流在靠近井
19、底处的局部反循环将井下碎物收入篮框内的一种打捞工具;反循环强磁打捞篮是一种多用途组合式打捞工具。它装上篮框即是打捞篮；将篮框换成磁芯则成为反循环强磁打捞篮；将铣鞋换成爪头又可组成反循环一把爪。 反循环打捞篮、反循环强磁打捞篮工作原理:反循环打捞篮和组合式强磁打捞篮的钻井液循环路线相同，下钻到底正循环冲洗井底之后，投入一钢球，待球入座后，钻井液则由双层筒体之间的下水眼射到井底，然后从井底通过铣鞋（或一把爪）进入捞筒内部，最后由上水眼返回到环空间。在钻井液反循环作用冲击和携带下，被铣鞋拨松的井底碎物随钻井液一起进入篮框，或被磁芯吸住而捞获。,36,钻井常用工具介绍井下工具,磨鞋磨鞋是用来磨铣井底金
20、属落物，修整鱼顶用的，有时也用来磨铣较短的被卡钻铤、钻杆。磨鞋分为平底磨鞋、凹底磨鞋、锥形（梨形）磨鞋和导向领眼磨鞋。 安全接头安全接头是接在打捞工具、封隔器和钻铤（正常钻进时）之上和震击器之下的一种安全工具。当落鱼被卡，打捞工具退不开或封隔器被卡提不出来时，可以从安全接头处倒开，起出安全接头以上的钻具。 安全接头分为正扣安全接头和反扣安全接头。它的内径、外径和钻杆接头的内外径是相同的。,37,钻井常用工具介绍井下工具,套管捞矛套管捞矛用于打捞弃井作业中井下套管或在下套管过程中，意外落井的套管。套管捞矛总成:上部接头、连接套、固定块、定位螺钉、卡瓦及捞矛杆组成 上接头:上部是钻杆母扣，下部是粗
21、牙螺纹与矛杆相连接，在下端面加工有牙嵌。 矛杆: 下部有一段分开的圆锥面，上部除了粗牙螺纹以外在圆柱面上有三个均匀分布的键，其中一个长，两个短。 卡瓦: 下部是分呈三瓣，外表是坚硬的打捞螺纹，内表面是锥面。,38,钻井作业流程,钻前作业： 开钻前必须完成设备检查修理工作，所有设备应处于良好状态。 配足开钻钻井液，准备好其它需要的材料。 开钻前测量钻具漂斜情况（钻头接触海底），大于0.5度不开钻。 尽可能选择在平流时开钻。,39,钻井作业流程,36英寸井眼与30英寸导管段作业程序 下入按设计组合好的36英寸井眼钻具。 下钻到海床时，是否开钻，取决于是否达到要求的开钻条件。 钻井眼到达确定的深度（
22、海床到转盘面的实际距离，加上设计要求的导管入泥长度和口袋）。 钻达要求深度后，清洗井眼、测斜、探沉砂。 起钻。不能用转盘卸扣，避免转动钻具而弄垮井壁。 按编好的顺序下入30英寸导管。 用海水检查浮阀是否畅通。 按设计下入导管，注意检查更换损坏的密封环。 导管进入井眼时，注意观察悬重变化，不要硬压，试着下放。 继续下导管。注意：最后一根导管下接头的位置，要避开装套管头时的切割位置。 下完导管（如遇阻，接循环头冲洗到位）并坐在转盘上，下面用枕木垫好。 下入带有插入接头的内管柱。要检查更换插入接头上的密封，内管柱上接12个（30英寸5英寸）的弹性扶正器。,40,钻井作业流程,36英寸井眼与30英寸导
23、管段作业程序 下插入接头进入导管浮鞋，灌海水进入导管检查密封状况。漏则说明密封不好，需要重新插入或更换密封；不漏，则说明密封好。起出插入接头，放掉管内的海水，重新插入浮鞋。 按固井程序固井。固井前循环海水5分钟，控制泵压不超过5.52兆帕（800磅英寸2），固井期间也要控制泵压。 在固井泵房检查是否有回流。如无回流，起出插入接头，在甲板上冲洗干净；如回流，应迅速关住，并把回流出来的顶替液再泵入井内，然后关住候凝，根据情况不断地检查回流情况，如1小时、1.5小时、2小时，分别检查一次。一旦无回流，就起出插入节，并冲洗干净。 候凝：如果纯海水作为混合水固导管，至少需候凝45小时；如果海水加2氯化钙
24、作为混合水固导管，至少需候凝34小时，同时还要参考水泥浆化验结果和观察所取水泥浆样凝固情况。 在设计位置切割导管。切割时，先移掉垫在转盘上的枕木，让导管处于自由状态。根据设计要求，安装914.4毫米（30英寸）井口。 安装转喷器系统，并用海水作功能试验，或： 安装简易井口，但这必须证实下井段没浅层气威胁的条件下才这样做。,41,钻井作业流程,26英寸井眼20英寸套管段作业程序 1712英寸井眼与1338英寸套管段,42,钻井作业流程,1214英寸井眼与958英寸套管段 组合311.15毫米光钻具下钻。 探水泥塞顶部，并记录在报表上。 钻水泥塞，钻压110140千牛，转速4060转分，排量227
25、02600升分。钻至离套管鞋10米左右，即钻出最下面一根套管的上接箍时，停钻循环15分钟。 上提钻头10米，用固井泵对套管试压到设计要求的压力，或套管抗内压强度的60（套管抗内压强度以管外为海水来确定）；稳压5分钟合格。记录下的试压曲线和试压时的泵入量，作为套管鞋下方地层破裂试验的参照。 钻出浮鞋，并钻新地层35米；循环钻井液密度均匀。 根据设计要求和地层泄漏破裂试验程序，进行地层泄漏破裂试验，试验的压力极限是套管试验压力。如果地层泄漏破裂试验的结果比预测的要低，就要分析原因，并采取相应措施，保证下段井眼的安全钻进。 钻进新地层30米左右（保证下一套钻具上的稳定器，钻进开始时全在裸眼内）。常用
26、钻进参数为：钻压45100千牛，转速70100转分，排量22702600升分。,43,钻井作业流程,1214英寸井眼与958英寸套管段 循环井眼，投测起钻。 根据设计组合钻进钻具下钻。 钻井眼到设计要求的深度： 钻进参数：按照设计确定；一般情况下选择：钻压90155千牛，转速80100转分，排量22702600升分；如果用PDC钻头钻进，要依据厂家推荐的参数确定；当高的钻井液屈服值出现，或井壁冲刷严重时，要适当降低排量。 根据设计要求的间距测斜；起钻换钻头时，在正常情况下必须投测。如果井斜超过设计要求，要纠斜并采取防斜措施，必要时调整钻具结构，控制井斜在要求的范围内。 根据设计维护钻井液性能：
27、在满足平衡地层压力条件下，维护钻井液密度最小；控制屈服值的大小，以减少循环当量密度对地层的作用；控制失水，维护井壁的稳定；只有当井下情况表明设计要求的钻井液性能指标不符合井下情况，才能依据实际情况调整钻井液性能指标。 每钻完一个单根或立柱，最少划眼一次。 短程起下钻：每钻进48小时或300500米，至少应短起一次；发现阻卡现象而又知其不是地层压力造成时，循环井眼后短起下，拉井壁畅通；每次投测回收测斜仪时，都应起钻到安全井段或套管内。,44,钻井作业流程,1214英寸井眼与958英寸套管段 根据现场地质师要求，循环砂样出来，及取心。在井下情况允许的条件下，保证地质取心；当要求长段取心时，可在取心
28、筒上面接165.1毫米钻铤（215. 9毫米取心工具）,进行连续取心作业；完成该段取心后，进行划眼。 钻进以及随后的电测、下套管作业中，都要密切监测井下情况。如果钻速突然加快，就要停钻观察，控制钻入高钻速地层的长度在1.5米内；起下钻都要计量进出井眼的钻井液量。 钻进中，一旦钻井液循环当量密度只差0.03克厘米3就达到上部地层泄漏压力当量密度时，应研究是否提前下入套管。 如果遇有下列情况，井队必须按照有关规定进行必要的处理，然后尽快通知钻井监督： 钻井液返出增加； 泥浆池液面增加； 泵压变化； 钻柱悬重变化； 钻速突变； 起钻灌不进钻井液；,45,钻井作业流程,1214英寸井眼与958英寸套管
29、段 下入原钻具通井。划眼电测井径曲线表明缩径的井段，探沉砂；循环与调整钻井液性能，井眼情况良好，则起钻下套管，否则进行一次短起下钻。 起钻。 回收抗磨补芯。 按照设计，下入套管。 固井作业。 安装244.48毫米井口装置，按要求试压。 下入抗磨补芯。,46,钻井作业流程,47,钻井作业流程,钻井完井作业如果设计要求在固完244.48毫米套管后进行油气测试，下面就是钻井完井程序： 下入光钻具钻水泥塞到测试要求的人工井底。 探水泥塞深度，并记录在报表上。 钻水泥塞到要求的人工井底。作好钻井液防钙处理；常用钻进参数：钻压85130千，转速5060转分，排量1500升分。 把井眼循环干净，调整钻井液性能。 压力测试套管到设计要求的压力值，或套管抗内压强度的80（套管抗内压强度以管外为海水来确定）。 起钻。 下入电测工具，测量固井质量，把结果写在报表上。 完成作业，进入测试。,48,钻井作业流程,调整井割套管侧钻,调整井开窗侧钻,49,钻井作业流程,50,钻井作业流程,51,钻井作业流程,谢 谢！,
