三牙轮钻头使用技术及钻井工艺

用技术及钻井工艺三牙轮钻头使用技术及钻井工艺时间:2009-12-1110:40作者:发达钻井设备点击:125次谢谢阅读目前油用钻头市场已不再混乱而变得规范有序，市场竞争向产品差异性和品牌、感谢阅读精品文档放心下载越来越显著。一、三牙轮钻头使用资料收集内容1、地层岩性精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载钻性分析，对照钻头的失效形式，确认钻头选型及使用是否合理。感谢阅读2、井段位置在地壳中处于不同位置的岩石，其岩石的机械性质变化很大。埋藏较深的岩石，谢谢阅读感谢阅读感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读头选型及使用是否合理。3、井身结构谢谢阅读谢谢阅读型、使用参数等资料，根据钻头失效的形式，确认钻头选型及使用是否合理。感谢阅读4、钻井参数感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载所用钻井参数及其变化，根据钻头失效形式确定使用的合理性。感谢阅读5、泥浆性能喷射钻井要求泥浆具有：1）低失水、低含砂、适当的切力和PH值，能有效保护井壁、悬浮岩屑；精品文档放心下载2）低比重、低粘度，能降低循环系统压力、功率损耗；3）在低返速下能有效携带岩屑；4）有良好地剪切稀释特性。地层的地质条件不同，选用泥浆的类型及相关性能感谢阅读感谢阅读磨损的重要因素，如泥浆含砂对钻头流道冲蚀影响很大。6、泥浆参数谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读钻头流道冲蚀失效、牙轮基体冲蚀引起掉齿、断齿等破坏与泥浆参数直接相关。感谢阅读7、钻柱组合谢谢阅读感谢阅读感谢阅读器与井壁的磨擦作用，使得钻头工作平稳性增强，有利于钻头的使用。感谢阅读8、钻头质量谢谢阅读感谢阅读还是使用原因。9、上只钻头精品文档放心下载精品文档放心下载下落物、井径、井底形状等对钻头失效造成的影响。二、与钻头使用相关的知识(一)、地层岩性精品文档放心下载物组成，按照成因岩石分为三大类：火成岩、变质岩和沉积岩。精品文档放心下载1、地层岩性的种类和特点粘士和黄土：由直径0.01mm以下的粘土矿物微粒组成的沉积岩。感谢阅读精品文档放心下载层状的为页岩。含石油沥清丰富，可提炼石油的页岩为油页岩。谢谢阅读砂岩：砂粒经胶结在一起形成的岩石。直径为0.5~1mm叫粗砂岩，直径为感谢阅读0.25~0.5mm0.1~0.25mm0.01~0.1mm的感谢阅读精品文档放心下载孔隙大的砂岩与裂缝发育的灰岩是渗透性好岩石。1mm叫砾石。由砾石和胶结物形成的岩石叫砾岩。按砾石感谢阅读精品文档放心下载砾岩。谢谢阅读精品文档放心下载泥质灰岩、白云岩和介壳灰岩（生物骸壳沉积成岩）。含泥质的灰岩塑性较大，谢谢阅读质纯的灰岩脆硬。2、地层岩石可钻性与分级精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读械钻速和进尺的乘积作为衡量的指标。谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载可钻性差；而岩石的硬度和强度高、研磨性强，岩石可钻性差。感谢阅读感谢阅读情况等。精品文档放心下载感谢阅读工艺技术水平的不断提高，各级岩石可钻性等级间的相对和绝对关系也有变动。精品文档放心下载3、地层岩性资料的收集精品文档放心下载注重地质录井原始资料的收集谢谢阅读处或标准层，油、气层处取样。通过砂样录井资料可判断钻遇地层岩性。精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读慢也可了解地层变化情况，钻头在井下的工作情况。精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读遇地层岩性。4、地层岩性与钻头使用感谢阅读相关的岩石性质是：硬度、塑性和研磨性。谢谢阅读大小及颗粒间的胶结物性质有关。比较级别为：1级—滑石；2级—石膏；3级谢谢阅读—4级—5级—6级—7级—8级—精品文档放心下载9级—刚玉；10级—金刚石。级数越高，硬度越大，钻速越慢。感谢阅读岩石的塑性与脆性是两个对立的概念，物体在破坏前呈塑性变形的性质叫塑性，感谢阅读感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读塑脆性岩石，如泥质胶结的砂岩。岩石的研磨性指在岩石与钻头接触的表面上，感谢阅读感谢阅读感谢阅读12级。感谢阅读1级—泥岩和碳酸盐岩；2级—石灰岩；3级—白云岩；4级—硅质岩石；5级感谢阅读—-镁岩石及含5%6级—7级—含石英多于15%精品文档放心下载的长石岩及含石英颗粒10%的较低研磨性岩；8级—石英晶质岩石；9级—石英精品文档放心下载碎屑岩，硬度PY≥350Kg/mm2；10级—石英碎屑岩，硬度PY=100~200Kg/mm2及谢谢阅读含石英颗粒10~20%11级—石英碎屑岩，硬度PY=200~250Kg/mm2及含石感谢阅读英颗粒30%的岩石；12级—石英碎屑岩，硬度PY〈100Kg/mm2。盐岩、泥岩和一感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载小5、地层岩性对钻头失效的影响谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载井工艺的影响，可对钻头选型和使用的合理性进行判断。谢谢阅读下钻遇阻，甚至卡钻，随着浸泡时间的延长，又会产生掉块剥落，使井径扩大，精品文档放心下载谢谢阅读易垮塌。泥质岩层质软，钻速快，也容易泥包。谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载钻等复杂情况，造成钻头的非正常使用。谢谢阅读时，砾石颗粒不易上返，对钻头牙轮体和牙齿损坏较大。谢谢阅读起蹩钻、放空、泥浆漏失等，井漏后有时还会发生井喷。感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读泥浆的性能，影响到钻头的正常使用。（二）、钻井工艺感谢阅读感谢阅读要求和条件的不同，钻井工艺分有：1）优化钻井工艺：在一定条件下，能达到最好经济指标的钻井工艺参数。感谢阅读2谢谢阅读3）特殊钻井工艺：为了特殊目的而采用特殊措施或受限制的钻井参数。感谢阅读谢谢阅读特点，应区别对待。1、钻压对钻进的影响感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载到钻速。钻压与钻速的关系变化有三个不同阶段。精品文档放心下载谢谢阅读增加，但钻速很低；感谢阅读生许多裂纹，经切削齿的反复作用，也产生体积破碎；精品文档放心下载精品文档放心下载满足切削齿能压入岩石，使岩石产生体积破碎。谢谢阅读对增大钻压时所获得的钻速是不相同的。其中以中硬岩层（岩石级别6～7级）精品文档放心下载钻速的增长率较高，而较软（岩石级别4～58～9感谢阅读岩层则相对增长不大。钻进粘结性软岩时，易产生堵水糊钻，钻压应选得小些。谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读削齿的磨损。２、转速对钻进的影响转速表示直径一定的钻头旋转的快慢，是钻进过程中用以衡量回转速度的指标。感谢阅读谢谢阅读对破岩过程和机械钻速的影响，要考虑岩性与破岩时间因素。感谢阅读（1）软地层钻进中的转速感谢阅读谢谢阅读地层中钻进，当钻压一定时，转速与机械钻速成正比增长。谢谢阅读（2）中硬及硬地层钻进中的转速感谢阅读石接触面积也不断增大，使得岩石破碎时变形和裂隙发育时间延长，难度增加，感谢阅读感谢阅读谢谢阅读离开，引起破岩深度减小。因此，受破岩时间的限制，为避免切削齿较快磨损，精品文档放心下载在中硬及硬地层中钻进时不能过分增大转速。（3）不同岩石中钻进的转速感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读过极限转速，将导致钻速下降。感谢阅读4级的大理石，钻速增长率为93%，岩石级别为9级的斑状花岗岩，钻速增长率精品文档放心下载仅为28%4级到9感谢阅读提高转速有利，而对坚硬的高磨性地层，则意义不大。精品文档放心下载精品文档放心下载采用先进的润滑剂以减小回转磨阻的研究，高转速将得到充分应用。感谢阅读3、钻井液对钻进的影响谢谢阅读感谢阅读感谢阅读感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载题。研究结果表明：井径越大，岩石可钻性级别越低，钻速越高，选用的排量应越大；精品文档放心下载谢谢阅读钻进速度；谢谢阅读会导致钻速下降。一般使用清水比使用泥浆容易获得较高钻速。精品文档放心下载4．钻头的合理选用和使用情况。（1）钻头选型谢谢阅读邻井相同底层已用过的钻头资料，结合本井的具体情况来选型。精品文档放心下载软地层应选择兼有移轴，超顶，复锥，牙齿齿形大，齿数少的钢齿或镶齿钻头，精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读感谢阅读感谢阅读滑移，防止井斜;软硬交替的地层，应选择这套地层中较硬岩石的钻头类型。感谢阅读（2）钻井参数优选感谢阅读显著变化时，都应进行钻井参数优选实验，以保持最佳钻井效果。谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载速最高的转速；然后将钻井参数调整到最佳值进行钻进。(3)钻井情况分析感谢阅读井下情况，应密切注视，特别是扭矩．泵压．机械钻速和岩屑。精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读感谢阅读感谢阅读具刺漏或干钻等。精品文档放心下载状地层．扶正不良。精品文档放心下载包．清洗效果变化．钻具刺漏。精品文档放心下载和磨损情况，钻井参数是否合理。泥包：页岩或泥灰岩从泥浆中吸水后变粘，极易粘附在钻头上造成泥包。谢谢阅读钻头蹩跳表现为转盘负荷异常．扭矩大．钻具振动剧烈，仪表显示不稳定。感谢阅读谢谢阅读地层；井底有落物．断齿掉齿等。（二）、钻井复杂与事故精品文档放心下载造成钻头的严重损坏。１、泥饼粘附卡钻谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读悬重的突然变化，钻头会受到很大的冲击力而损伤牙齿和轴承。精品文档放心下载２、井径缩小卡钻感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读３、沉砂卡钻精品文档放心下载精品文档放心下载损害，甚至有少量砂粒挤入，造成轴承的早期失效。４地层坍塌卡钻感谢阅读精品文档放心下载时会将三牙轮向内挤造成牙轮打架。5、键槽卡钻精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载成轴承失效或受力最大的牙轮落井事故。6、泥包卡钻感谢阅读感谢阅读及牙齿的热龟裂。泥包还会造成局部齿的严重磨损。。7、井内落物引起的卡钻精品文档放心下载谢谢阅读处，则会对钻头掌背、掌尖、轴承密封、牙轮背锥和外排齿的损伤。感谢阅读感谢阅读谢谢阅读不同程度的损害，应详细收集资料，具体分析。三、钻井新技术新工艺介绍（一）、多目标定向井钻井工艺技术谢谢阅读谢谢阅读井有以下特点：1、由垂直井眼变成倾斜（水平）井眼带来的特性⑴钻具贴井壁，带来磨阻（起下）和扭矩的增大（旋转）；精品文档放心下载⑵形成偏心环空，在下井壁形成岩屑床，给施工带来威胁；精品文档放心下载精品文档放心下载易吸水膨胀，剥蚀掉块，造成井壁不稳定；感谢阅读成“键槽”和“台阶”，造成复杂情况和事故；⑸对悬重和钻压有很大影响，躺在下井壁的钻具使悬重变“轻，上提钻具时磨谢谢阅读阻使得悬重增加，下放则悬重减小，钻压的确定也要考虑摩阻的影响。精品文档放心下载2、由井身轨迹控制需要带来的特性感谢阅读柱不旋转，由于使用弯接头或弯外壳动力钻具，使得下部钻具弯曲。精品文档放心下载⑵增加测量工作量，一般测量间隔不超过50m。感谢阅读起下钻作业、多消耗钻头。⑷使用满眼扶正器的下部结构带来的“满眼谢谢阅读来抽吸（拔活塞）问题。谢谢阅读近的以动力钻具为主。（二）、分支井钻井技术分支井即在一个主井筒中钻出2口或2感谢阅读技术是20世纪20精品文档放心下载于80年代中后期趋于成熟。分支井钻井技术适应性广，既可以在老井中侧钻分感谢阅读支井，也可以采用预开窗系统在新井中侧钻分支井。与目前比较成熟的侧钻定向井、水平井技术相比，分支井一方面可以发挥高效、感谢阅读高产的优势，增加泻油面积，挖掘剩余油潜力，提高采收率改善油田开发效果；感谢阅读另一方面可供一个直井段同时开采两个或两个以上的油层或不同方向的同一油感谢阅读层，在更好动用储量的同时节约了油田开发资金1、分支井侧钻方法精品文档放心下载短半径水平井钻井等方法。谢谢阅读为段铣开窗与套管内下斜向器开窗两种工艺。（1）下套管井侧钻感谢阅读精品文档放心下载具在套管上段铣一窗口之后，再用井下马达侧钻出新井眼。取出套管裸眼侧钻：精品文档放心下载精品文档放心下载下斜向器的方法侧钻出新井眼。（2）裸眼侧井钻主井眼为裸眼，可采用打水泥塞，下斜向器及裸眼悬空侧钻方式钻进。谢谢阅读（3）预留窗口侧钻感谢阅读感谢阅读料钻掉，侧钻出新井眼。2．中短半径分支井钻井技术谢谢阅读感谢阅读证明是成熟的且特别有效。目前采用一种特殊的“柔性泥浆马达和MWD系统可以钻狗腿度高达60°/30m（垂精品文档放心下载28.6mMWD系统借助压缩式钻铤下到井内。精品文档放心下载当狗腿超过60°/30m时须采用铰接系统；采用此种铰接系统可以钻出范围在谢谢阅读60°/30m或2~3°/0.3048m（垂深或半径小于8.1m）的井段。精品文档放心下载3、分支井钻井作业分支井钻井作业包括：分支井段准备、开窗、造斜、钻各分支井段。感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读向器、空心可回收式斜向器和径向斜向器。精品文档放心下载钻进较长的井段，多钻几个分支井段以及确保尽可能在产层中延伸等做法。精品文档放心下载（三）、复合钻井技术谢谢阅读60~80RPM谢谢阅读现直线钻井，是提高机械钻速的一种新的钻井方法。感谢阅读扭方位等各项作业，大大减少了起下钻更换钻具组合的次数，提高钻井速度。精品文档放心下载1、复合钻井钻头的优选精品文档放心下载感谢阅读钻头。B441、感谢阅读B441-1、BH441-1L、F645、F545等系列PDC钻头。谢谢阅读PDC谢谢阅读较好有：HA437、HJ437和HJ517、FA517等。谢谢阅读2、复合钻井钻头使用参数的优选9mm井眼使用φ170mm谢谢阅读30~100KN60~80r/min311mm井眼使用φ245mm马精品文档放心下载达，选用钻压80~160KN，转盘转速80~100r/min。精品文档放心下载定向和矫正井眼轨迹钻进，转盘不转动，钻头按设计井眼曲率半径钻进；谢谢阅读φ215.9mm井眼，选用钻压20~50KN311mm井眼，选用精品文档放心下载钻压80~120KN；泵压稳定上水良好。井下动力钻具、高效PDC钻头和MWD测斜仪并称为20世纪三大新兴技术工具。谢谢阅读涡轮钻具和螺杆钻具是当今井下动力钻具的主体。用于复合钻井的弯螺杆型号为5LZ165×7.0，弯角可选10，1.250。精品文档放心下载（四）、水平井钻井工艺技术通常将进入油气层井眼，井斜角不低于86°的井段称为水平井段。能沿油层走向精品文档放心下载精品文档放心下载面积，提高油气采收率。1、水平井基本术语入靶点：是指地质设计规定的目标起始点。终止点：是指地质设计规定的目标结束点。靶前位移：是指入靶点的水平位移。水平段长：入靶点与终止点的轨道长度。梯形靶：即纵向为a米，横向b米的夹角内。圆柱靶：即沿水平段设计井眼轴线的半径为R