松科二井实习报告

1、目录一、“松科二井”科学钻探的背景、目的和意义21.科学钻探的背景22.科学钻探的目的23.科学钻探的意义2二、“松科二井”工程概况21.自然地理概况22.区域地质概况33.钻探任务34.井场配置与人员配置情况4三、“地壳一号”钻机主要设备51.提升系统5（1）底座5（2）井架6（3）天车7（4）游车7（5）大钩8（6）水龙头SL6759（7）绞车92.旋转系统10（1）转盘10（2）转盘驱动装置113.循环系统11（1）3NB-泥浆泵组（BZ021-SC）11（2）振动筛12（3）除砂器13（4）除泥器13（5）真空除气器14（6）离心机（高速）14（7）离心机（中速）144.动力及供气系统

2、15（1）柴油发电机组15（2）气控系统155.电传动及控制系统16（1）VFD房电器设备16（2）MCC控制系统166.司钻控制系统16（1）组成16（2）钻机司钻房电气设备177.井控系统17（1）防喷器组17（2）钻井四通18（3）节流管汇18（4）压井管汇18（5）液、气压控制器19四、钻井工艺设计191.井深结构192.钻具组合193.取芯工具194.井下动力工具205.钻进参数选择20五、钻井液211.一开（20-450m）钻井液设计212.二开（450-2840m）钻井液设计213.三开（2840-4500m）钻井液设计214.四、五开（4500-5800m、5800-6400m

3、）钻井液设计21六、综合录井211.工程录井212.气测录井213.热解气相色谱录井214.定量荧光录井215.地质录井21七、钻井井下故障处理211.井下落物故障的处理212.钻具故障的处理223.卡钻故障的处理224.其他故障的处理22八、实习体会及心得22一、“松科二井”科学钻探的背景、目的和意义1.科学钻探的背景钻探作为人类长期以来与自然界斗争的结果和协调发展的的经验的总结，有着悠久的历史。从早期的钻凿盐井到当代油气、矿产的开采，为人类的进步做出了巨大的贡献。随着人类对地球的认识不断深入，技术水平的不断提高，钻探为地质学的研究提供了有力的技术保障。从地表的探测、观察逐渐深入到地球内部圈

4、层查找证据，而且不断加深，获得的资料越来越丰富，极大促进了地质学的发展。科学钻探就是这样一门为地学研究等目的而实施的钻探。当代，人类在发展自身的历程中，对地球的索取超过了对她的关心和爱护。这种人地关系的失衡导致了今天的资源、环境、生态、人口等问题。科学钻探对解决人类社会发展所面临的资源、灾害和环境三大问题都有十分重要的意义，同时也是一项能带动相关工程技术发展的重大科学工程。2.科学钻探的目的Ø 填补完整和连续的白垩纪陆相沉积世界记录和空白；Ø 为研究距今6500万年至1.4亿年间地球温室气候和环境变化奠定坚实基础；Ø 建立为建设“百年大庆”和基础地质服务的“金柱子

5、”；Ø 获取松辽盆地6400m的原位连续地球物理参数；Ø 为松辽盆地及其相关类似盆地的地球物理勘探提供科学 “标尺”。3.科学钻探的意义科学钻探通过科学探测地球内部结构和成分，在构造地质学方面能够研究球深部构造及演化，检校地球物理探测结果，研究地壳深部流体及其作用，探索大型陨石撞击作用与生物集群灭绝奥秘;在资源能源开发利用方面可以研究盆地演化、成矿理论、油气成因及天然气水合物，调查和开发深部热能;在环境科学方面能研究地震成因改进地震预报、火山喷发机理，地质灾害预警，研究地球气候演变、探索生命演化历史。除此以外，科学钻探可以建立地壳长期观测站、调查核废料储埋场址，最重要的还会

6、促进钻探技术的极大发展。二、“松科二井”工程概况1.自然地理概况松科2井东孔位于黑龙江省安达市羊草镇吉庆村六撮房屯东南250m，北19km为安达市，北7.6km为南来乡，北东10.8km为羊草镇，东南11.2km为安民乡，南6.1km为大有乡，西南7.8km为升平镇。2.区域地质概况3.钻探任务Ø 获取白垩纪地层完整连续沉积记录，填补白垩纪陆相沉积记录世界空白；Ø 为研究距今6500万年至1.4亿年间地球温室气候和环境变化奠定坚实研究基础，建成白垩纪温室气候变化的时间隧道；Ø 建立起为建设“百年大庆”和基础地质服务的“金柱子”；Ø 建立资源-环境领域的科

7、研基地，为我国预测未来环境-气候变化和进一步拓展陆相油气勘探领域和资源量，提供重要保证。4.井场配置与人员配置情况单位名称主要负责工作中国地质调查局勘探技术研究所负责整个项目施工与管理吉林大学地球科学学院地质设计中国地质大学北京地质设计吉林大学建设工程学院设备维护保养中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院测井大庆油田有限责任公司录井一公司录井HH024钻井队（宏华24队）负责钻进施工单位名称主要负责工作中国地质调查局勘探技术研究所负责整个项目施工与管理吉林大学地球科学学院地质设计中国地质大学北京地质设计吉林大学建设工程学院设备维护保养中国地质大学（北京）地球物理与信息技术学院测井大庆油田有

8、限责任公司录井一公司录井HH024钻井队（宏华24队）负责钻进施工三、“地壳一号”钻机主要设备1.提升系统（1）底座 概述DZ675/12-S2 底座，是以焊接工字钢为主要材料的旋升式底座。DZ：底座代号。675：转盘最大载荷（KN/10）。12：钻台面高度 /mS2: 底座型式：旋升式。用途 底座是ZJ90DBS 钻机的重要部件之一，用来布置、支承和固定井架、绞车、转盘等，并承受他们的自重及钻具负荷，堆放钻杆立根和必要的钻井工具，为钻工提供必要的操作场地。技术参数Ø 钻台高度：12m/39.4ftØ 转盘梁底面至地面净高：10m/32.8ftØ 最大额定静钩载：

9、6750KN/1500000lbØ 最大额定转盘静负荷：6750KN/1500000lbØ 最大额定立根载荷：3600KN/800000lbØ 最大额定静钩载荷最大额定立根载荷的组合载荷：10350KN(2300000lb)Ø 最大额定转盘静负荷和最大额定立根载荷的组合载荷：10350KN(2300000lb)Ø 立根盒容量：340柱5”(127mm) 钻杆2柱9”(228.6mm) 钻铤 6柱8”Ø 配套井架型号：JJ675/48K-01Ø 滚筒轴中心线与井眼中心距离：9.3m/30.5ft结构特点及主要部件A、结构特点：

10、Ø 底座采用低位安装、平行四边形结构与井架一起整体起升。本钻机设计的所有台面设备均可在起升低位（4.087m）安装。用钻机绞车自身动力将底座顶层钻台部分整体起升到12m高的工作位置。Ø 转盘梁最大负荷6750KN，可与额定立根负荷3600KN联合作用。Ø 底座结构能承受井架最大负荷与立根负荷及最大风载。Ø 底座各部件之间均采用销子、耳板链接，使安装拆卸方便、连接可靠。Ø 本底座按模块化设计。铁路和公路运输时，底座可拆成小块；也可在油田内大块搬运，或整体平移打丛式井。 B、主要结构：Ø 底层：主要包括左前基座、左中间基座、左后基座、右前

11、基座、右中间基座、右后基座、前拉架和后拉架等。Ø 中层：主要包括前立柱、前斜立柱、后斜立柱和斜撑等。Ø 顶层：主要包括与纵向井眼中心线堆成的左上座、右上座、左右上座之间的立根盒梁、电机梁、转盘梁以及防喷器导轨装置等。Ø 台面：主要包括坡道、逃生滑道、旋转梯、钻工房支架、左铺台、右铺台、铺板、左右上座两侧和后场端部的飘台、台面挡风墙等。Ø 观摩房支架：主要包括观摩房支架及其底座台面的走台、观摩房电梯地面入口处的梯子等。（2）井架 用途及适用范围Ø JJ675/48-K1 井架安装在DZ675/12-S2 旋升式底座上，与ZJ90DBS 钻机配套，

12、用于安放天车，悬挂游动系统，进行起下钻具，排放立根、下套管、处理井下事故等作业，是钻机的主要承载结构件。Ø 名义钻探范围9000m/29528ft，大钩最大载荷6750KN/1517500lbs。主要参数Ø 井架型式：K型Ø 最大钩载：6750KN/1517500lbsØ 有效高度（钻台面至天车梁底面）：48m/157.48ftØ 顶部开裆：2.5x2.3m/8.2x7.5ftØ 底部开裆：10m/32.8ftØ 二层台高度：25.3m/83ft; 25.6m/84ft; 26.2m/86ft; 26.5m/87ft

13、6; 立根容量：800000lbsØ 抗风能力：预期工况（无立根）47.8m/s； 非预期工况（满立根）36m/sØ 配套天车：TC675-1天车Ø 配套底座：DZ675/12-S2底座Ø 理论自重：167975kg/370320lbs井架主体特点 井架主体结构为前开口“”型井架，井架共分为六段十二大件。背扇刚架为“K”型结构，各段间采用面接触，加耳板、销子连接。 井架上配有立管台、二层台、液压套管扶正台，同时配有通往二层台、天车台的梯子及登梯助力机构和防坠落装置，还配有死绳扶绳器，大钳平衡重。（3）天车用途 天车是钻机提升系统滑轮组成的固定部分，它和提

14、升系统的游动部分一起，通过绞车来完成钻井起下钻杆和下套管作业。技术参数Ø 最大钩载：6750KNØ 滑轮数：7+1Ø 主滑轮外径：1727mmØ 导向滑轮外径：1981mmØ 钢丝绳直径：45mmØ 外型尺寸（长x宽x高）：4283x3359x3875mmØ 理论质量：13083kg结构特点及主要部件 TC675天车由天车架、轴承座、天车轴、主滑轮、快绳滑轮、辅助滑轮、缓冲装置、挡绳架、护罩、梯子及栏杆等组成。润滑 每个主滑轮与轴之间装有一个双列圆锥滚子轴承，导向滑轮与轴之间也庄园一个双列圆锥滚子轴承，它们可以保证滑轮容易转

15、动和有较好的平稳性及抗轴向力的作用。每一个轴承都有一个自己的单独润滑油道，保证轴承润滑充分，使滑轮转动灵活。 各滑轮轴承在使用前及工作期间应加注NLGI2 复合锂基合成润滑脂，每周一次。 润滑脂通过集中润滑系统向各个轴承注油。集中润滑系统包含了主滑轮和快绳滑轮的各个轴承的油路，并将所有油路集中在一块面板上，简化了操作流程，更易操作。（4）游车用途及其适用范围 游车是钻机的提升设备之一。其主要用途是悬吊钻杆。操作温度不低于-45时正常工作，能与符合API规范的相同级别的大钩配套使用。主要参数Ø 最大钩载：6750KNØ 滑轮数：7Ø 滑轮外径：1524mmØ

16、; 钢丝绳直径：45mmØ 质量：9738kgØ 主要特征尺寸：1604x3008x990mm游车的维护保养Ø 游车在承受较大冲击负荷后，应立即检查各主要部位无异常情况后，方可继续使用。Ø 定期检查滑轮轴承中的润滑油，当油太少时，应及时补充加油；当油被污染时，应清洗干净后更换新油。Ø 定期检查轴承、滑轮、上横梁、下提环等受力件和左、右侧板的主要受力部位，发现严重点蚀或有裂纹时，应停止使用。润滑Ø YC675-游车轴承的润滑为润滑脂润滑，是通过滑轮两端的油杯，用油枪注入。Ø 油品牌号：环境温度-40以上，NLGI2 复合锂基合

17、成润滑脂。 环境温度-20以上，NLGI2 锂基润滑脂。Ø 加油周期：每周一次。（5）大钩用途 石油钻井提升系统的一部分，悬挂于游动滑车的下面。钻井时，在大钩上悬挂带有全部钻具的水龙头。大钩两侧还刮油两个吊环，与吊卡配合供起下钻具或下套管之用。主要参数Ø 型号：DG675-Ø 最大静负荷：6750KNØ 设计使用温度：-45+60Ø 主钩口直径：228mmØ 副钩口直径：152mmØ 弹簧工作行程：200mmØ 弹簧负荷：工作行程开始时33572KN， 工作行程终了时61965KNØ 主钩口开口尺寸：24

18、0mmØ 钩身旋转半径：585mm结构说明 DG675-大钩的钩身、吊环、吊环座是由特种合金钢制造而成。下简体，钩杆是由合金锻炼而成，所以大钩有较高的承载能力。大钩的维护与保养Ø 大钩在承受较大冲击负荷后应立即检查各主要受力部位，无异常情况后方可继续使用。Ø 钩身、吊环、吊环座、简体不得随意气割、焊接。Ø 定期检查吊环、吊环座、钩身各受力区域，发现裂纹应立即停止使用。润滑 大钩安全定位装置的定位盘、安全销体的销轴、顶杆、掣子用油枪注入锂基润滑脂润滑，每周一次。 简体内轴承，衬套等用L-AN32 号机油润滑，注油量约为20升，即当大钩仅吊有空吊卡时，打开筒

19、体上的两个油孔，干净的机油从一个油孔注入，直到油位到达对面的油孔位置为止。（6）水龙头SL675用途Ø 悬挂钻杆柱Ø 提升部件（不旋转）与旋转钻具之间的过渡联接功能。Ø 高压泥浆输入钻具的通道。Ø 旋扣功能。在钻井作业过程中用于接单根或旋开方钻杆。主要参数Ø 最大静负荷：6750KNØ 最高转速：300r/minØ 最高工作压力：52MPaØ 中心管内经：102mmØ 接头螺纹：和中心管接，左旋；和方钻杆接，左旋Ø 风动马达型号：功率：14.7KW 额定转速：2800r/min 额定气压：0.6

20、MPaØ 额定旋扣转速：91.7r/minØ 最大旋扣扭矩：3000NmØ 水龙头外型尺寸：3649x1450x1162Ø 水龙头总重：6300kgØ 使用环境：最低温度-45主要结构 两用水龙头是由旋转部分、固定部分、承转部分、密封部分和旋扣部分组成。 中心管承受钻柱的全部重量和内部的泥浆压力。（7）绞车概述 JC90DB绞车是ZJ90DBS钻机的重要机组之一，它主要用于钻机起放井架，起下钻具和下套管，钻头钻进过程中控制钻压，处理事故等作业。它主要由三大部分组成：动力机、齿轮减速箱和绞车主体。Ø JC：绞车代号Ø 90：最

21、大钻井深度x100mØ DB：交流变频驱动适用范围 名义钻深：60009000m技术参数Ø 最大输入功率：3200KWØ 最大快绳拉力：643KNØ 钢丝绳直径：45mmØ 挡数：两档无级调速Ø 开槽滚筒尺寸（直径x长度）：980mmx1840mmØ 主刹车：液压盘式刹车Ø 刹车盘尺寸（外径x厚度）：2100mmx76mmØ 辅助刹车：能耗制动Ø 外型尺寸：12100mmx3200mmx3400mmØ 重量：64000kg结构特点 绞车是由两台1600KW交流变频电机分别通过齿轮减速器

22、同步驱动滚筒轴，实现两档无级调速。配置有辅助驱动装置。配置液压盘式刹车装置。 绞车主要组成部分：绞车架、主动力系统、传动系统、滚筒轴总成、辅助驱动装置、润滑系统、防碰过卷装置、刹车装置、气控系统。维护与保养Ø 滚筒轴支撑轴承、联轴器：150h，NLGI2，锂基润滑脂。Ø 齿轮减速箱轴承：游标线，ISO VG220.2.旋转系统（1）转盘概述 利用动力旋转完成三大功能：1.转动井下钻具，传递足够大的扭矩和必要的转速；2.在下套管或者起下钻过程中，承托井下全部套管柱或者钻杆得住重量；3.完成卸钻头、卸扣，处理事故时进行倒扣、进扣等辅助工作。主要参数Ø 通孔直径：125

23、7.3mmØ 最大静负荷：7250KNØ 最大工作扭矩：36500NmØ 最高转速：220r/minØ 齿轮传动比：9.85Ø 质量：16698kgØ 外型尺寸：3693x2314x857mm结构说明 ZP495转盘主要是由转台装置、铸焊底座、传动轴总成、输入轴总成、锁紧装置、主补心装置、补心衬套、上盖等零部件组成。铸焊底座是铸焊组合件，由铸钢底座与金属结构件组焊而成。维护与保养Ø 锥齿轮副、圆柱齿轮副和所有轴承是用底座上油箱内的油通过油泵进行强制润滑。每两个月更换一次润滑油，每周检查一次油的洁净情况，发现油脏，应随时更换。

24、Ø 锁紧装置上的销轴是用油枪注入2号锂基润滑油脂，每周一次。（2）转盘驱动装置用途 转盘驱动装置的用途是驱动转盘正、反转和快速制动，从而实现钻头的旋转钻进、划眼扩孔，处理井下事故等。主要技术参数Ø 挡数：1挡无级调速Ø 惯性刹车离合器：通风式气胎离合器Ø 主电机型号：HTB03Ø 主电机额定功率/电压：800KW/600VØ 配套转盘型号：ZP495Ø 配套转盘传动比（内置减速箱）：9.85Ø 转盘转速：0180r/minØ 转盘最大工作扭矩：101475NmØ 转盘最大短时扭矩：152212N

25、mØ 转盘驱动装置重量：3500kgØ 安装运输重量：9164kg传动原理 1台800KW变频电机通过万向轴，直接将动力输入转盘内置锥齿轮减速箱，驱动转盘。通过设置在电机输出轴上的惯性刹车装置来制动转盘。结构说明 转盘驱动装置主要是由主电机、惯性刹车装置和万向轴及润滑系统等组成。润滑 润滑系统分为两部分：强制润滑和润滑脂润滑。转盘内置减速箱采用强制润滑，万向轴、电机轴承采用润滑脂润滑。3.循环系统（1）3NB-泥浆泵组（BZ021-SC）概述 3NB-1600F泥浆泵组主要由一台交流变频电机，一台3NB-1600F泥浆泵及传动装置组成，其传动方式为：电机通过传动轴带动皮带驱

26、动泥浆泵工作。技术参数Ø 重量及外型尺寸：39913kg 7500x3428x3107mmØ 皮带传动技术规范：皮带型号 25J（4）-8500 传动比：1.981：1小皮带轮有效直径：600mm 大皮带轮有效直径：1190mm、Ø 泥浆泵技术规范：额定功率：1193KW 额定冲数：120冲/分冲程长度：304.8mm 齿轮形式：人字齿齿轮速比：4.206:1 最大缸套直径：180mmØ 交流变频电机技术规范：型号：YJ1E2X1额定功率：1200KW 额定转速：1000r/min用途及适用范围 3NB-1300F/1600F钻井泵是卧式三缸单作用活塞泵

27、，作为钻井作业的重要装备，在工作时向井底输送循环高压钻井液，冲洗井底、破碎岩石、冷却润滑钻头，并将岩屑携带返回地面。钻井泵的最低工作温度为0。工作原理 钻井泵主要由小齿轮轴和液力端两大部分组成。 动力端为液力端提供动力，将回转运动转变为直线往复运动。 液力端的活塞借助于动力端的动力在缸套内作往复运动，与吸入阀和排出阀联合作用，将低压泥浆压缩后，排出高压泥浆。性能参数 冲数：活塞在缸套内每分钟往复运动的次数 冲程：活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程，也称为行程。冲程的长度对引擎的活塞速度有直接的关系，冲程变大后活塞速度也会随之增加，机械损耗也就越大，这将直接限制了引擎的最高转速

28、。钻井泵的总体结构 主要由动力端和液力端两大部分组成。Ø 动力端包括：机架总成、传动轴总成、曲轴总成、十字头总成等；Ø 液力端包括：液缸、阀总成、缸套、活塞总成、吸入管、排出管、排出空气包、安全阀、喷淋装置等；Ø 钻井泵配有小吊车和一套专用工具，供日常维修之用。（2）振动筛概述 振动筛采用长（短）激振电机应用两台惯性不同力不同的激振电机互反向旋转的激振原理使筛箱产生平动椭圆或直线振动，钻井液与小于筛孔的固体颗粒透过筛网，大于筛孔的固体颗粒筛分排出筛外。主要技术参数Ø 电机功率：2x1.8KWØ 筛网面积：3x1053x695mmØ 筛

29、网规格：40200目Ø 电机转速：1500r/minØ 质量：1750kg特点介绍Ø 钻井液振动筛采用双电机自同步原理设计而成，筛箱做平动椭圆运动。Ø 采用进口马丁长型激振电机，工作可靠，无故障，运转时间长。Ø 采用平板筛网或波浪形筛网，筛箱装夹三张筛网；可以组合使用平板筛网和波浪筛网，最大限度发挥筛网的寿命，根据泥浆性能变化可选用40200目筛网。Ø 筛网绷紧采用横向螺栓拉紧机构，一侧设置有定位块，绷紧是先绷紧定位块侧，后绷紧另一侧。Ø 本筛箱的倾角可调节（-1°5°）。调节采用液压调节机构，简单易行，

30、结构新颖，可保证筛箱两边调节保持一致。Ø 本筛表面处理采用喷丸处理工艺，使用海洋船舶用漆，具有良好的防腐性能。操作 筛网数目选择：根据现场钻井工艺技术要求进行选择。一般来说，泥浆液流分布在整个筛面长度上75%比较适宜；大于75%，筛网太细，排出物含泥浆较多，反之亦然。保养 激振电机的维护保养：电机轴承加注润滑脂，2000小时。（3）除砂器用途 除砂清洁器是用于钻井液固相控制系统中的一种二级净化设备。工作原理 根据颗粒离心沉降和密度差的原理设计的。钻井液通过供液砂泵在一定的压力和流速的冲击下，沿旋流器内壁切线方向螺旋进入，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动，较重的颗粒在离心力和重力

31、的作用下将沿旋流器内壁螺旋下沉，从底流口排出，较细颗粒随旋流液体螺旋上升，从溢流口进入溢流管后排入泥浆罐中进行下一级净化处理。主要技术参数A.除砂旋流器Ø 旋流器直径：250mmØ 工作压力：0.20.4MPaØ 分离粒度：D=40100mB.振动筛Ø 激振电机功率：0.75KWØ 激振转速：1460rpmØ 额定电压：380VØ 额定频率：50HZØ 额定电流：1.91AØ 激振力：16000NØ 振幅：3mmØ 筛网规格：1600x600mmC.供液砂泵Ø 排量：200m

32、3/hØ 扬程：36MØ 电机功率：55KW保养 振动电机：500小时，3号锂基润滑脂。（4）除泥器用途 是用于钻井液固相控制系统中的一种三级净化设备，分离出泥浆中的有害固相微粒，其分离出占固相含量的60%以上的1540m的固相颗粒，回收有益固相添加剂材料是钻井液净化过程中一个至关重要的环节。工作原理 除泥旋流器是根据颗粒离心沉降和密度差设计原理设计的。钻井液通过供液砂泵在一定的压力和流速的冲击下，沿旋流器内壁切线方向螺旋进入，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动，较重的颗粒在离心力和重力的作用下将沿旋流器内壁螺旋下沉，从底流口排出，较细颗粒随旋流液体螺旋上升，从溢流口进

33、入溢流管后排入泥浆罐中参加循环。主要技术参数Ø 旋流器直径：100mmØ 工作压力：0.20.4MPaØ 分离粒度：D=1040m保养 振动电机：500小时，3号锂基润滑脂。（5）真空除气器概述 是一种用于处理气侵钻井液专用设备，适用于各类泥浆净化系统的配套。对于恢复泥浆的密度，稳定泥浆性能，降低钻井成本，有很重要的作用。技术参数Ø 真空泵功率：5.5KWØ 真空泵转速：1440r/minØ 外型尺寸：2485X1500X2030工作原理 属于真空式除气器，即利用真空泵和喷射器的抽吸作用，在真空罐内造成负压区，泥浆在大气压的作用下，通

34、过吸入管进入罐上部，沿伞型板形成薄层四周均匀流下，在负压的作用下，侵入泥浆中的气泡上浮破碎，气体逸出。通过真空泵的抽吸被排往安全地带。泥浆则从罐底内部由喷射器的抽吸作用排到固控系统的循环罐内。保养 真空泵：1000小时（6）离心机（高速）概述 进行钻井液的固液分离，去除泥浆中的岩屑等有害细小固体颗粒，或回收重晶石等贵重加重材料，节约泥浆成本。技术参数Ø 转鼓最高转速：4000r/min（7）离心机（中速）概述 进行钻井液的固液分离，去除泥浆中的岩屑等有害细小固体颗粒，或回收重晶石等贵重加重材料，节约泥浆成本。技术参数Ø 转鼓最高转速：2500r/min4.动力及供气系统（1

35、）柴油发电机组概述 柴油发电机是一种把动能转换成电能和热能的机械设备。 “地壳一号”配备了三台100KW的济柴柴油发电机组和一台400KW的沃尔沃柴油发电机。工作原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。 在柴油机气缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行。称为“做功”。各气缸按一定顺序依次做功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，利用柴油机的旋转带动发电机的转

36、子，根据电磁感应原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。（2）气控系统概述 钻机气动控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质，配合气动控制系统的主要气动元件，来实现所需的动作控制。用途Ø 动力机组的启动、停车Ø 转盘刹车离合器的刹车、自动送钻离合器的挂合、撤离Ø 游车上碰下砸电气保护、水龙头正、反转控制等技术参数Ø 系统最高压力：1MPaØ 额定工作压力：0.8MPaØ 最低工作压力：0.65MPaØ 工作介质：经过干燥、过滤的压缩空气5.电传动及控制系统（1）VFD房电器设备概述真空荧光显示

37、屏VFD（Vacuum Fluorescent Display）是从 真空电子管发展而来的显示器件，它的基础特性与电子管的工作特点 基本相同。由发射电子的阴极（直热式，统称灯丝）、加速控制电子 流的栅极、玻璃基板上印上电极和荧光粉的阳极及栅网和玻盖构成。 它利用电子撞击荧光粉，使荧光粉发光，是一种自身发光显示器件。 由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集 成电路配套，所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪 器仪表及汽车等各种领域中。但使用寿命短是它的致命弱点，且成本 较高。 按键：普通按键、电容感应式触摸按键 触摸屏：液晶显示、触控操作一体化。用途 VFD房用于

38、接收来自发电房AC600V、50HZ的电能，通过传动及控制系统提供给钻机主驱动系统，并通过变压器转化为AC400V、50HZ的电能，为钻机控制中心提供AC220V照明、DC24V控制电VFD模块电气设备的组成 整流及递变系统的作用是把发电机提供的600VAC电源通过整流电路变为直流，再由递变器ABB模块将直流转换成交流电源去驱动变频电机，从而控制电机转速赫尔扭矩。（2）MCC控制系统概述电机控制中心，又称马达控制中心、电动机控制中心，英文名称为MOTOR CONTROL CENTER，简称MCC。电机控制中心统一管理配电和仪器设备，将各种电机控制单元、馈电线接头单元、配电变

39、压器、照明配电盘、联锁继电器以及计量设备装入一个整体安装的机壳内并且由一个公共的封闭母线供电。用途 MCC模块用于把400V,50HZ的电能分配给钻机的用电设备；MCC模块履行了电能控制和分配的功能，同时对钻机用电设备起到保护作用。6.司钻控制系统（1）组成Ø 司钻控制室Ø 钻井工程参数仪表系统 Ø 监视系统Ø 通讯系统（2）钻机司钻房电气设备用途 司钻房模块用于实现整个钻机电气、气控和液压部分的控制。通过钻台上的旋钮和触摸屏，可以完成绞车、泥浆泵、顶驱、转盘的主电机的远程启动、停止及转速给定，以及钻台上液压猫头、水龙头、液压钻电机、盘刹控制阀等辅助设备

40、的操作。技术参数Ø 外形尺寸：3300X2600X2955Ø 输入电压：400V, 20HZØ 司钻房内用电设备：400V/230V., 50HZØ 相对温度：-2950Ø 相对湿度：90%司钻房电气设备的组成Ø 司钻房房体Ø 触摸屏Ø 司钻房电控柜Ø 司钻房PLC柜Ø 司钻操作椅Ø 仪表操作台Ø 气控系统Ø 接线柜Ø 防爆空调Ø 插座7.井控系统（1）防喷器组环形防喷器的功用Ø 环形防喷器通常与闸板防喷器配套使用，也可单独使用

41、6; 当井内有钻具时，能用一种胶蕊封闭各种不同尺寸的空间Ø 当井内无钻具时，能全封闭井口Ø 在进行钻具，取芯，测井等作业中发生溢流时，能封闭方钻杆、取芯工具与井筒所形成的环状空间闸板防喷器的功用Ø 井内无钻具时，全封闭闸板能全封闭井口Ø 井内有钻具时，可用与钻具尺寸相同的半封闸板封闭井口环形空间Ø 需将井内钻具全剪断并封闭井口时，可用剪切闸板剪切井内钻具全封井口Ø 闸板防喷器可用来长期封井（2）钻井四通四通换向阀主要由四通气动换向阀（主阀）、电磁换向阀（控制阀）及毛细管组成。主阀内由滑块、活塞组成活动阀芯，主阀阀体两端有通孔可使两端的

42、毛细管与阀体内空间相连通，滑块两端分别固定有活塞，活塞两边的空间可通过活塞上的排气孔相通。控制阀由阀体和电磁线圈组成。阀体内有针型阀芯。主阀与控制阀之间有三根（或四根）毛细管相连，形成四通换向阀的整体。（3）节流管汇节流管汇是控制井场、实施油气井压力控制技术的必要装备。在防喷器关闭条件下，利用节流阀的启闭，控制一定的套压来维持井底压力始终略大于地层压力，避免地层流体进一步流入井内。此外，在实施关井时，可用节流管汇池压以实现软关井。当井内压力升高到一定极限时，通过它来防喷以保护井口。节流压井管汇的最大工作压力分为六级：14MPa、21MPa、35 MPa、70 MPa、105 MPa、140 M

43、Pa。（4）压井管汇当井口压力升高时，可通过压井管汇向井内泵入重压井液以平衡井底压力，防止井涌和井喷的发生。可利用它所连接的放喷管线直接放喷，释放井底压力；也可以用来泵挤水泥固井作业。通过压井管汇单流阀，压井液或其他流体只能向井内注入，而不能回流以达到压井和其他作业的目的。（5）液、气压控制器四、钻井工艺设计1.井深结构导管（20m）一开井眼：660.4mm×450m（实际：440.96m）套管：508mm×450m二开井眼：444.5mm×2840m（实际：2826m）套管：339.7mm×2838m三开井眼：311.2mm×4500m（实际

44、：4542 m）套管：244.5mm×4498m四开井眼：215.9mm×5800m套管：177.8mm×(4350-5798m)五开井眼：152mm×6400m套管：127mm×(5660-6398m)2.钻具组合Ø 纯转盘回转Ø 转盘+螺杆复合回转Ø 转盘+螺杆+液动锤复合冲击回转Ø 转盘+涡轮复合回转Ø 转盘+涡轮+液动锤复合冲击回转3.取芯工具Ø 大口径同径取芯Ø 长钻程取芯Ø 涡轮钻取芯Ø 水力出心与机械辅助出心4.井下动力工具螺杆钻具的工作原理

45、 螺杆钻具是以泥浆为动力的一种井下工具，其由传动轴总成、马达总成、万向轴总成、防掉总成和旁通阀总成五大部分组成。5.钻进参数选择五、钻井液1.一开（20-450m）钻井液设计 一开实际钻井深度为440.96m。这段地层为泥砂岩段，地层成岩性较差，表层套管下至四方台组稳定泥岩段。钻井液要求具有良好的粘度切力，悬浮携带岩屑，维护孔壁能力。钻井液以聚合物钻井液体系为主，固相含量进行控制以满足高钻速的要求。技术重点：表层地层成岩性差，根据实钻情况适当调整钻井液粘度，切力，防塌性能。钻井液要求维持足够的粘度，切力，保证良好的悬浮能力。密度：1.05-1.10g/m3 ，粘度：50-70（单位） 2.二开

46、（450-2840m）钻井液设计二开实际钻井深度为2826.48m。此段为大层泥岩段地层，要注意防止泥岩水化分散，地层坍塌，井漏。暗紫色泥岩与粉砂岩不等厚互层，为深层角质（粒）地层和砂砾地层。 钻井液体系选择：2500m以上，可钻性好，聚合物防塌钻井液体系，抑制分散。2500m-2800m，聚磺防塌钻井液，维持钻井液具有的良好性能，控制劣质固相含量，稳定井径。 技术重点：钻井液,裸眼钻进，携沙能力要强，注意防塌，缩径，固相含量控制。钻速快，大段泥岩井段，重点抑制地层造浆，防止钻具泥包。此段容易发生固相侵污，充分使用固控设备。该段维护钻井液重点，配含有高分子聚合物包被剂，将固相含量及时清除。井段

47、易塌，掉块。重点做好大井眼条件下井壁稳定工作。钻井液要求具有强抑制性，低滤失量，适当的粘度和切力以保持井壁稳定，有效悬浮岩屑。密度：1.05-1.10g/m3 粘度：50-70（单位） 滤失量：5-8ml泥饼厚度：<=0.5mm含沙量：<=0.5% PH：8-93.三开（2840-4500m）钻井液设计三开实际钻进范围为地层下2826m-4542m。此段地层长孔连续取心，使用直径为8寸半钻头，即直径为311.15mm钻头。此段地层暗紫色泥岩与灰色粉砂岩，细砂岩不等厚互层，与上伏地层不整合接触。营城组以砾岩，粗砂岩，砂砾岩为主。沙河子组，泥岩，细砂岩，粉砂岩，泥质砂岩为主。 钻井液体

48、系选择：此段地层易掉块，地温高，选择甲基聚磺防塌钻井液体系，要求保证钻井液与井壁性能稳定。 技术重点：注意防塌，防漏。防止井喷，井涌（该段地层含有气体），水侵，气侵等。火成岩防塌，选择甲基聚磺防塌钻井液。密度：1.13-1.21g/m3 粘度：50-70（单位） 滤失量：<=4ml泥饼厚度：<=0.5mm含沙量：<=0.3% PH：8-94.四、五开（4500-5800m、5800-6400m）钻井液设计此段地层地温梯度为3.8-4.12摄氏度每百米。此段地层以黑色泥岩，灰色细砂岩，深灰色粉砂岩，泥质粉砂岩为主。地层可钻性差，中间可能存在断层，注意防漏。沙河子组地层底部为砂砾

49、岩，组砂岩，与泥岩不等厚互层，火石岭组含火成岩，可钻性差，基底为灰色，灰紫色动力变质岩。 钻井液体系要求：a.满足钻井液抗高温能力，控制好钻井液失水，流变性，泥饼质量。 b.钻井液要求有良好的润滑性能，减少摩擦。 c.钻井液应具有良好的流变性，悬浮性，有助于排出岩屑。钻井液体系选择：4500-5300m 聚磺抗高温钻井液体系 5300-6300m 超高温钻井液体系 四开：密度：1.14-1.25g/m3 粘度：50-70（单位） 滤失量：<=4ml泥饼厚度：<=0.5mm含沙量：<=0.3% PH：8-9 五开：密度：1.17-1.25g/m3 粘度：50-70（单位） 滤失

50、量：<=5ml泥饼厚度：<=0.5mm含沙量：<=0.3% PH：8-9六、综合录井综合录井包括收集岩屑，编录岩屑，对于井下各参数的检测，对于硫化氢气体的检测。松科二井采用DQL综合录井仪，24小时不间断工作。在钻机各处共分布26个传感器，用于检测泥浆的温度，密度，电导率等参数，还可以检测轿车工作情况。综合录井工作人员可根据实时检测数据，避免重大事故发生。1.工程录井2.气测录井氢火焰离子化鉴定器色谱仪。主要用于检测C1，C2，C3类气体。3.热解气相色谱录井SK-3R03热导色谱分析仪。 监测在钻井液循环过程中二氧化碳性质变化。二氧化碳在钻井液循环时，与钻井液的密度、粘度、

51、温度、矿化度液柱压力和地层压力有关。钻井液密度高，液柱压力大，钻井液中游离的二氧化碳少；钻井液粘度高，吸附力大，游离的二氧化碳浓度低；钻井液温度高、矿化度高，二氧化碳的溶解度降低。4.定量荧光录井Ø 将取得的岩屑清洗干净，水基钻井液用清水清洗，对于油基钻井液，先使用柴油清洗，再使用洗洁剂清洗，最后使用清水冲洗干净。Ø 荧光灯照射岩屑。若地层含有油气，则砂砾会呈现淡黄色。Ø 将岩屑放入LH-G10E烘干箱烘干30min。Ø 将经过烘干处理的岩屑分别装入牛皮纸袋中和收集瓶中。牛皮纸袋中岩屑用于永久封存，收集瓶中岩屑用于检测气体。5.地质录井地质录井又叫岩屑录

52、井。石油钻井采用全面钻进，不取心。录井人员要根据上返岩屑对钻遇地层进行记录，分析。岩心编录记录井深为迟到井深。当上返岩屑量不够或无上返岩屑时，说明井内出现了事故，要采用井壁取心方法弥补。松科二井在三开次连续取心，可根据岩心编录地层情况。七、钻井井下故障处理1.井下落物故障的处理井下落物故障的处理主要有打捞、磨铣两种方法，常见的打捞工具有反循环打捞篮，磁力打捞器，随钻打捞杯，磨铣等。反循环打捞篮适用于中硬地层和软地层打捞。反循环打捞篮可用于打捞落井的钻头牙轮，钻头巴掌，钻头轴承，断卡瓦牙，钳牙，手工具和各种螺栓，螺母以及碎铁块等。钻具组合宜采用：反循环打捞篮+随钻打捞杯+钻铤（或加重钻杆）+钻杆

53、。下钻前应保持井眼畅通。下钻离井底1m左右，用不小于正常钻进排量循环洗井，边循环边慢慢下放钻具探井底，确认井底井深无误后，上提钻具离开井底0.3-0.5m，循环和转动钻具，并记录泵压。停泵，投入钢球，开泵送钢球到球座，边循环边转动钻具，将反循环打捞篮下放到距井底0.1-0.2m,循环时间15-30min，把落物冲到打捞篮内或冲到井底中间位置。套铣参数：泵压550kN，转速3060r/min，钻压，排量应根据套铣筒/铣鞋尺寸大小不同而有所变化，排量应不小于钻进排量；套铣进尺0.3-0.5m，中途不可上提钻具。割心后便可将落物与岩心同时取出。随钻打捞杯主要用于打捞钻头的脱齿，断齿等细小落物，它随钻

54、头一起入井，接在钻头和钻铤之间（尽可能接近钻头），下钻距离井底0.5m左右，开泵，同时慢慢转动并将钻具慢慢下放至井底，循环510min,将井底的碎小落物冲至打捞杯上方，随后停止转动和停泵23min,被冲起的碎小落物便沉在打捞杯中。重复操作23次后可将井底打捞干净，不用起钻而继续钻进。打捞不成功，可以用磨鞋进行磨铣。为了提高处理效率，可在下磨鞋的同时，下随钻打捞杯，这样，磨碎的碎小物可进入打捞杯。钻具组合宜采用：磨鞋+随钻打捞杯+钻铤+加重钻杆+钻杆。使用磨鞋时，加够一定的压力，使用慢转速，保证磨鞋平稳。每磨进1015mim，提起划眼一次，将挤入井壁的碎块划下再磨。在磨进过程中，若发现泵压升高，

55、则可能是磨鞋失效，应起钻另换磨鞋，直至将井底处理干净。2.钻具故障的处理打捞时将公锥插入“落鱼”水眼内，然后加压旋转造扣。只要鱼顶规则，能够造扣，鱼顶管壁较厚，如接头，钻杆加厚部分，钻铤等均可用公锥打捞，但壁薄的不宜用公锥打捞。打捞时，要计算准鱼顶位置，下钻至鱼顶以上0.5m处开泵循环1020min,记住此时的泵压和悬重，然后下放探鱼顶，根据泵压和悬重的显示及操作者的感觉，判断是否碰到鱼顶和是否插入落鱼的内孔。碰到鱼顶时悬重下降，插入落鱼内孔时泵压上升。如果确定已插入落鱼内孔，则停泵造扣，造扣是加压2040kN，旋转34圈，开泵循环，若泵压上升则可继续造扣，造扣时悬重在上升，表示公锥在造扣，这

56、时要适当送钻，跟上造扣的速度，同时要准确记下造扣圈数，造够扣后开泵循环，冲洗钻头上沉积的岩屑后，便可试提，在起钻提离井底23m后猛放，猛刹三次，证明落鱼捞得可靠后再起钻。公锥使用时要注意起钻时不应用转盘卸扣，打捞1m以下较短落鱼，不宜使用公锥，捞获后如落鱼已卡，活动钻具是应控制提放力，防止公锥受力过大造成折断。打捞钻柱中应接安全接头，防止捞住落鱼无法解卡。 卡瓦打捞筒是一种最常用的打捞工具，主要用于打捞钻杆，钻铤等外径平滑的管类“落鱼”，它同母锥一样是从鱼顶外部打捞，打捞后还可以憋压循环以便解卡，所不同的是母锥所造的扣承受拉力小，而且超过造扣承受的最大拉力后就滑脱。卡瓦打捞筒则不是造扣，而是随

57、着钻具的上提，筒体相对卡瓦上移，迫使卡瓦收紧，卡瓦内的牙齿咬住“落鱼”，越拉越紧，有助于解卡。钻具组合宜采用：打捞筒+安全接头+下击器+上击器+钻铤+震击加速器+钻杆。下钻离鱼顶0.30.3m时，循环冲洗鱼顶。停泵，顺时针间断转动并缓慢下放钻柱，试探鱼顶（也可是小排量，缓慢下放钻柱，泵压增加后方即停泵），根据打捞方入及打捞钻柱悬重变化，预计卡瓦已进入鱼顶打捞部位后，停止下放钻柱。缓慢上提钻具，根据悬重变化情况，判断是否捞获。停泵，将落鱼提离井底35m，猛刹23次，如果新悬重无变化可起钻。母锥将鱼顶套住，从鱼顶外部造扣打捞。断口在钻杆本体是多用母锥打捞，而且要求鱼顶外径规则，否则，造扣不正，不易

58、捞取。在实际打捞中，由于母锥造扣不如公锥造扣牢，故使用较少。钻具组合宜采用：母锥+安全接头+钻杆。下钻前计算好鱼顶上方和打捞方入。下钻离鱼顶0.30.5m时，循环冲洗鱼顶，缓慢下放钻具，泵压增加时停泵，并加压1050kN左右，缓慢顺时针旋转钻柱造扣，注意控制倒车，进扣1圈后，可将钻压加至20100kN左右，继续造扣，直至34圈或母锥不进扣为止。造扣扭矩不得超过钻具的限制扭矩。扣造好后，缓慢开泵循环（防止憋泵），试提钻具，如能提起来，则提离井底35m，猛刹23次，若不脱落，即可起钻。3.卡钻故障的处理 由于松科二井地质条件复杂，地层以沉积岩为主，加之施工周期长，地层不稳定，坍塌掉块严重，可能发生各种类型的卡钻故障。在任何情况下，一旦发生卡钻，司钻都要在规定的吨位范围内上提，下放，转动活动钻具，设法建立循环。 在卡钻初期，根