钻井委托书

钻井(drilling)是利用机械设备,将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型,又可分为顿钻和旋转钻。

在地质工作中,利用钻探设备向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔。又称钻孔。钻井直径和深度大小,取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。钻探石油、天然气以及地下水的钻井直径都较大。主要功用为:

①获取地下实物资料,即从钻井中采取岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。

②作为地球物理测井通道,获取岩矿层各种地球物理场的资料。

③作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况。

④用作探、采结合,开发地下水、油气、地热等的钻井。

钻井现场

钻井通常按用途分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井等。

钻头

钻头主要分为:西瓜皮钻头、刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头;
、硬质合金钻头、特种钻头等。衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。

钻机八大件

钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。

钻柱组成及其作用

钻柱通常的组成部分有:钻头、螺杆、涡轮、钻铤、钻杆、稳定器、转换接头、普通接头以及方钻杆等。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;
(2)施加钻压;
(3)传递动力;
(4)输送钻井液;
(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。

钻井液的性能及作用

钻井液的性能主要有:(1)密度;
(2)粘度;
(3)屈服值;
(4)静切力;
(5)失水量;
(6)泥饼厚度;
(7)含砂量;
(8)酸碱度;
(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;
2)冷却、润滑钻头和钻具;
3)清洗、冲刷井底,利于钻井;
4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;
5)保护井壁,防止井壁垮塌;
6)为井下动力钻具传递动力。

常用的钻井液净化设备

常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;
(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;
(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;
(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。

钻井中钻井液的循环程序

钻井液经泥浆泵→地面 管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。

钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害

主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;
(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;
(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;
(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。

预测和监测地层压力的方法

(1)钻井前,采用地震法;
(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc指数法,页岩密度法;
(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。

钻井液静液压力和钻井中变化

静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;
起钻及时灌满钻井液。

喷射钻井

喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。

影响机械钻速的因素

(1)钻压、转速和钻井液排量;
(2)钻井液性质;
(3)钻头水力功率的大小;
(4)岩石可钻性与钻头类型。

钻井取心工具组成

(1)取心钻头:用于钻取岩心;
(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;
(3)内岩心筒:储存、保护岩心;
(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;
(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。

取岩心

取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。

平衡压力钻井

在钻井过程中,始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。

井喷

是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。引起井喷的原因有:(1)地层压力掌握不准;
(2)泥浆密度偏低;
(3)井内泥浆液柱高度降低;
(4)起钻抽吸;
(5)其他措施不当等。

软关井

就是在发现溢流关井时,先打开节流阀,后关防喷器,再试关紧节流阀的一种关井方法。因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值,保证井控安全,一旦井内压力过大,可节流放喷。

钻井过程中溢流显示

(1)钻井液储存罐液面升高;
(2)钻井液出口流速加快;
(3)钻速加快或放空;
(4)钻井液循环压力下降;
(5)井下油、气、水显示;
(6)钻井液在出口性能发生变化。

溢流关井程序

(1)停泵;
(2)上提方钻杆;
(3)适当打开节流阀;
(4)关防喷器;
(5)试关紧节流阀;
(6)发出信号,迅速报告队长、技术员;
(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。

钻井中井下复杂情况

钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等,不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。

钻井事故

是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意,而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。

井漏

井漏主要由下列现象发现,(1)泵入井内钻井液量>返出量,严重时有进无出;
(2)钻井液罐液面下降,钻井液量减少;
(3)泵压明显下降。漏失越严重,泵压下降越明显。

卡钻及造成原因

卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动,这种现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。

处理卡钻事故的方法

(1)泡油解卡;
(2)使用震击器震击解卡;
(3)倒扣套铣;
(4)爆炸松扣;
(5)爆炸钻具侧钻新眼等。

固井

固井就是向井内下入一定尺寸的套管串,并在其周围注入水泥浆,把套管固定的井壁上,避免井壁坍塌。其目的是:封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层;
封隔油、气、水层,防止互相窜漏;
安装井口,控制油气流,以利钻进或生产油气。

井身结构

包括:(1)一口井的套管层次;
(2)各层套管的直径和下入深度;
(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度;
(4)各层套管外的水泥上返高度等等。

套管柱下部结构

(1)引鞋:引导套管入井,避免套管插入或刮挤井壁;
(2)套管鞋:引导在其内部起钻的钻具进入套管;
(3)旋流短节:使水泥浆旋流上返,利于替泥浆,提高注水泥质量;
(4)套管回压凡尔:防止水泥浆回流,下套管时间阻止泥浆进入套管;
(5)承托环:承托胶塞、控制水泥塞高度;
(6)套管扶正器:使套管在钻井中居中,提高固井质量。

注水泥施工工序

下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。

完井井口装置

(1)套管头--密封两层套管环空,悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量;
(2)油管头--承座锥管挂,连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线;
(3)采油树--控制油气流动,安全而有计划地进行生产,进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。

尾管固井法

尾管固井是在上部已下有套管的井内,只对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法。尾管有三种固定方法:尾管座于井底法;
水泥环悬挂法;
尾管悬挂器悬挂法。

试油

在钻井发现油、气层后,还需要使油、气层中的油、气流从井底流到地面,并经过测试而取得油、气层产量、压力等动态资料,以及油、气、水性质等工作,称做试油(气)。

射孔

钻井完成时,需下套管注水泥将井壁固定住,然后下入射孔器,将套管、水泥环直至油(气)层射开,为油、气流入井筒内打开通道,称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。

井底污染

井底污染又称井底损害,是指油井在钻井或修井过程中,由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中,使井筒附近地层渗透率降低的现象。

诱喷

射孔之前,为了防止井喷事故,油、气井内一般灌满压井液。射孔后,为了将地层中液体导出地面,就必需降低压井液的液柱,减少对地层中流体的压力。这一过程是试油工作中的一道工序,称为诱喷。诱喷方法有替喷法、抽吸法、提捞法、气举法等。

钻杆地层测试

钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试,也可在未下入套管的裸眼井中进行测试;
既可在钻井完成后进行测试,又可在钻井中途进行测试。

电缆地层测试

在钻井过程中发现油气显示后,用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力,称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单,可以多次地、重复地进行。

油管传输射孔

油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下,射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面,不必在射孔时向井内灌入大量压井液,避免井底污染的一种先进技术。

岩石孔隙度

岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值。用希腊字母Φ表示,其表达式为:Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。

地层原油体积系数

地层原油体积系数βo,又称原油地下体积系数,或简称原油体积系数。它是原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。原油的地下体积系数βo总是大于1。

流体饱和度

某种流体的饱和度是指:储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。岩石中由几相流体充满其孔隙,则这几相流体饱和度之和就为1(100%)。

我国加入“WTO”后,石油钻采和石油化工设备制造业的市场发生了变化,在市场全球化大背景下,如何融入国际大市场参与世界同行业的竞争,是各企业面临的生死存亡问题。为提高竞争力,行业中各企业纷纷在产品的技术水平、产品质量、企业结构调整、基本建设、技术改造、采用国际通用标准、开拓国际市场上下功夫,成果十分显著。

一、石油钻采设备技术水平取得突破

近年来,我国许多企业的产品技术水平取得突破。一批列入国家重大技术装备创新项目的石油设备研制获得成果:宝鸡石油机械厂研制的ZJ70DB钻机,采用全数字控制交流变频等多项新技术,进入国际先进钻机行列;
宏华公司研制的ZJ40DBS钻机,填补了国内空白,达到国际先进水平;
江汉石油四机厂研制的2000型成套压裂设备通过鉴定,填补了国内空白,达到国际先进水平。此外,山西永济电机厂研制的YZ0

8、YZ08A石油钻井直流电动机由国家科技部授《国家重点新产品证书》;
江钻股份有限公司积极开展技术创新,与国内大专院校、科研机构以及国际间的技术合作,获得“单牙轮钻头”等国家专利21项。该公司现共拥有国家专利56项,美国、伊朗专利5项。极大地提高了核心竞争力。荣盛机械制造有限公司研制成功F35-105防喷器,能满足深井、超深井钻探的井控工艺要求,填补了国内空白,达到国外同类产品先进水平。至此,经过多年的努力,我国已有能力实现对防喷器生产的全系列覆盖。该公司研制成功高压注水井带压作业装置,有效地解决了油田中后期开发过程中高压注水井带压作业的重大技术难题;
宝鸡机械厂下属公司研制成功的BSJ5080TSJ60油田专用试井车体积小、用途广、适应性强;
华北油田第一机械厂研制的新一代节能抽油机获得中国、印尼、和加拿大三国专利;
胜岛石油机械厂成功推出液压反馈式抽稠油泵、长柱塞防砂泵、高效旋流泵三种抽油泵;
华北油田大卡热能技术开发公司研制的ZXCY系列直线电机抽油机通过河北省产品鉴定。该机达到国际先进水平,重量和占地面积仅为常规抽油机的50%,且节能效果很好;
在海洋石油方面,胜利油田自行建成我国国内最大吨位的海上石油钻井平台——赵东一号、生产平台——赵东二号主体结构,胜利油田钢结构承造能力达到国际水平;
兰石国民油井公司承包建造的重达1700吨的南海油田自升式井架钻井模块于3月23日完成陆地建造。该钻井模块用于香港正南20公里海域的南海油田作业的番禹4—2和5—1项目。井架可以依托安装在井架下端的导向轮滑行分段起升,无须重型起重设备,在海洋设备安装中具有很大的优势。

进来,由中石油管道局承担的“大口径弯管及装备国产化研制”、“西气东输工程用感应加热弯管技术条件”、华北石油第一机械厂承担的“大口径感应加热弯管制造工艺的研究”、吉林化建有限责任公司承担的“感应加热煨制X70钢级、直径1016大弯管工艺研究”4项课题通过中石油鉴定,技术条件达到国际同类标准的先进水平、产品达到国内先进水平。胜利油田研制成功我国第一台大口径管道全自动开孔机,满足管道、容器带压下开孔、接口、碰头等施工作业。中石油管道局为西气东输工程组织开展了125项科技攻关,其中“PAW-2000型管道全位置自动焊机”“PFM3640管道坡口整形机”“PPC3640管道气动内对口器”技术性能达到或超过国外同类产品水平。总体来说,我国石油钻采设备技术水平已达到一定水平。

二、化工设备的科研新产品取得较大成果

经过多年发展,我国化工设备的科研新产品取得较大成果。由我国自行设计制造的350万吨/年重油催化裂化装置在大连石化一次投料试车成功,标志着我国拥有自主知识产权的催化裂化成套技术,具备了世界级大型催化裂化装置的工程设计、制造和建设实力。由中石化工程建设公司、一重、齐鲁石化共同设计制造的千吨级加氢反应器通过中石化技术鉴定,标志着我国迈入大型加氢反应器设计与制造商行列。由中石化和美国鲁姆斯公司合作开发的10万吨/年大型乙烯裂解炉已在中石化各乙烯装置中使用。正在共同着手开发单炉生产能力15~18万吨/年大型乙烯裂解炉,以满足建设百万吨级大型乙烯装置的需要。杭州制氧机厂设计制造的乙烯冷箱在燕化71万吨/年乙烯装置运行正常,实现了大型乙烯冷箱国产化,达到国际先进水平。沈阳鼓风机厂制造的上海石化70万吨/年乙烯装置裂解气压缩机2002年4月12日正式投料运行,达到国外机组水平。由合肥通用机械研究所承担的国家重大技术装备国产化创新项目:1万m3天然气球罐研制成功。填补了国内空白。由茂名石化设计院设计、茂名石化建设公司施工的12.5万m3原油储罐在茂名兴建,是目前我国最大的原油储罐。南化机成功制造国内最大的年产45万吨合成氨、80万吨尿素的关健设备—二氧化碳吸收塔。抚顺机械炼化设备有限公司设计制造的螺旋折流板换热器通过专家鉴定,达到国内先进水平。辽阳石油化纤公司机械厂研制成功聚酯装置用重型压力离心机,达到国外同类产品水平。

三、产品质量不断提高

国内各企业在努力提高产品技术水平的同时也在不断提高产品质量,如华北石油一机厂为保证其专利产品异型游梁式抽油机的质量,满足批量出口美国等的需要,打破常规,配套产品由原来招标改为联合国内几家获得国际API资格的厂家进行共同攻关,发挥联合优势叫响国产品牌;
山西永济电机厂的石油钻井直流电动机由中国质量协会、全国用户委员会授予《全国用户满意产品》称号。

在市场竞争中形成了一些产品质量好、受到用户欢迎、市场占有率不断上升的专业厂。如:荣盛机械制造有限公司防喷器产品占据国内市场80%销售份额,跻身于世界4大防喷器制造商行列;
江苏阜宁宏达石化机械制造有限公司是一家地方小厂,公司推出的四款新采油工具QS型系列可取式桥塞、KYLM型系列液力锚、DS90-Y241型组合式油层保护封隔器和Y341型系列软卡瓦封隔器,大大提高了采油作业的成功率,降低了油田生产成本,受到油田用户的欢迎。山西永济电机厂生产的直、交流系列石油钻井电动机已达30多种,国内油田钻机所用配套电机的98%来自该厂。

四、国际通用标准和信息化受到重视

北京石油机械厂获得API 16D会标使用权(API 16D是美国石油学会关于钻井控制设备控制系统规范),北京石油机械厂是国内第一家、世界第九家拥有API 16D会标使用权的厂家。

经过近15年的努力,全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会已形成了面向陆上和海上石油勘探、钻采设备、材料标准体系。现行有效的国家标准中,等同等效采用国际标准和国外先进标准的有27项。目前,我国通过API认证的石油设备制造企业已达196家。宝鸡石油机械厂已获得API认证达8大类55项,是我国取得API认证最多的石油设备制造企业。为我国的石油机械装备进入国际市场打下了坚实的基础。

为了实现世界级制造商的目标,江钻股份公司一直把信息化建设摆在十分重要的位置。江钻股份公司信息化系统的成功开发应用,大大提高了在全球一体化市场竞争中的生存与发展能力。2002年成为湖北省制造业信息化工程重点示范企业。

五、企业结构调整取得较大进展

上海神开科技工程有限公司成功购并上海第一石油机械厂、上海第二石油机械厂、上海石油仪器厂、上海石油化工机械设备研究所等。由上海神开科技工程有限公司参股60%、上海电器集团总公司参股20%、个人参股20%,成立上海神开石油化工设备有限公司。宝鸡石油机械厂按照现代企业制度,建立规范的法人治理结构,成功改制为宝鸡石油机械有限责任公司;
并全面启动耗资7000万元的钻机生产线技术改造项目。具有50年历史,生产炼油、化工设备的抚顺机械厂与一些大中型国有企业一样,在竞争激烈的市场竞争中,步履蹒跚,举步维艰。近年来,虽几经努力,但亏损不断加剧。在得到员工的支持和认可、在市委、市政府指导组的协调指导下,采取国有民营策略,顺利实现企业转制;
原华北石油二机厂的产品85%以上的市场在华北石油管理局外,由于体制的束缚,经营陷入困境。2002年顺利完成了整体带资分流改制工作,新成立了河北华北石油荣盛机械制造有限公司。

六、石油钻采设备向海外进军取得成效。

江钻股份公司是世界石油钻头三强之一,石油钻头出口到美国、加拿大等19个国家和地区;
宏华公司已交付中亚ZJ70D钻机5台,又新接中亚国家的10台ZJ50DBS电动钻机订单;
南阳石油机械厂先后有7台3000米车装钻机随长城钻井公司和大港油田等用户赴墨西哥作业,其钻机性能给用户留下了良好印象。2002年,750马力电动拖挂式钻机在墨西哥中标;
中国石油技术开发公司向土库曼出口成套钻机及其外围设备;
中原油田特车修造总厂石油钻采特车出口土库曼、格鲁吉亚、哈萨克;
新疆石油局采研院研制的一批固井工具、抽油泵出口哈萨克;
四川射孔器材公司批量射孔器材出口哈萨克等。

石油钻井是利用钻井装置和工具以及特殊的工艺技术,钻穿几百米到数千米地层岩石,使地层流体与地面形成通道。钻井的工艺过程包括钻前工程、钻进工程和完井工程三部分:

1.钻前工程是钻进工程前的准备工作,包括修井场和道路;建设备基础;安装井架和钻机设备;架设电路和通讯设施等。

2.钻进工程是钻井施工的最重要程序,包括从开钻到完钻的全过程。钻进工程要按照设计组合钻具、选择钻头、配置泥浆,确保安全、快速、优质钻进。

3.完井工程是钻达目的层井深之后,对井眼作完成处理的工程。包括电测、井壁取芯、下套管、注水泥、检测固井质量以及试油等作业。

为了满足勘探、开发的需要,提高钻井经济效益,钻井技术从顿钻到旋转钻,从地面动力钻井到井底动力钻井,从钻直井到钻定向井和水平井,从陆地钻井到海洋钻井,技术水平有了很大提高。

转盘钻井是目前普遍应用的一种主要钻井方法,设备装置主要有:井架、绞车、游动滑车、水龙头、转盘、柴油机(或电动机)、泥浆泵等,以及钻井液循环和净化装置、井控装置。旋转钻井方法主要是:地面动力通过传动装置带动井口上的转盘旋转,转盘带动方钻杆、钻杆和钻头旋转破碎岩石;钻井液在井筒循环,带出岩屑使井眼不断加深。

石油钻井工程施工由钻井队承担,钻井队是多工种配合、昼夜连续作业的野外施工队。钻井队一般设四个钻井班,每班设司钻、副司钻、井架工、钻工、柴油机司机、司助、发电工等。不同的钻机类型有不同的定员标准。

职业危害钻井井场机械设备多,由于工艺技术复杂,劳动强度大,因而,要求工人操作规范化、技术熟练,如果不遵守各项安全规定操作、不执行钻井设计和各项技术措施,则容易酿成各类事故。钻井队易发生的重大事故有三大类:井喷失控、人身伤亡和机械及井

下工程事故。这些事故一旦发生,将对钻井工程和人身安全造成严重的后果。

1.井喷失控。钻井施工中的井喷失控事故,是灾难性事故。井喷失控容易引起井喷着火,不仅设备损失巨大,地下能源受到损害,而且还会造成多人伤害。所谓井喷,即是在钻头钻穿地下高压油、气层时,如果钻井液密度低,钻井液柱压力小于地层压力;或上部井段发生漏失,钻井液柱液面下降,致使钻井液柱压力小于地层压力;或起出钻具时,发生抽吸等,均可使地下高压石油、天然气喷出井口。此时若井控操作程序不当,便可发生无控制井喷,形成失控。喷柱有时高达数十米,短时间内井场周围就会布满原油与天然气,一遇明火或井高速气流带出的砂石撞击到井架上发出火花,就会引起天然气爆燃,造成油(气)着火。井喷着火时,不仅烧毁井架和设备,而且还会造成人员伤亡。

2.井架倒塌。井架是石油钻井设备中十分重要的部分,它承受着井下钻柱或套管柱重量以及它们与井眼发生的摩擦阻力。井架结构包括天车台、二层台、钻台、井架主体和底座等。钻台是钻井、起下钻、下套管等作业的操作场所。钻井施工中,处理井下卡钻工程事故时,操作过猛或负荷过大,在井架质量及安装质量较差或井架基础松垮情况下,以及遇到风力过大情况时,都有可能造成井架倒塌事故。井架倒塌除设备损坏、人员伤亡外,还可使井下钻具形成复杂事故。

3.顶碰天车。顶碰天车是指钻井施工中游动滑车上升失控或操作失误,使天车与游动滑车发生顶碰。此类事故极易拉断钢丝绳,使数吨重的游动系统连同上百吨的钻具从高空坠落到钻台上。这不仅造成设备损坏,还可使钻具落井,使恶性机械事故和井下事故同时发生,如果钻台上人员躲避不及,还可能造成严重的人员伤亡。

4.绞车绞辗。绞车是吊升、下放钻具的重要设备。绞车高速转动部位较多,如果防护装置安装不齐全、不牢靠,或在未停机状态下,进行维修、保养作业,都可能造成绞车绞辗人员事故。

5.猫头伤人。猫头位于绞车猫头轴两端,利用猫头可以实现钻杆上、卸扣,或起吊钻杆等物件。但是操作猫头必须十分小心,一旦猫头绳缠乱将操作者绞上猫头,极易造成伤亡事故。

6.高空坠落。钻井井架高度一般在40m左右。钻井过程中,操作人员在井架高空部位(井架天台车、二层台、立管台等)作业较频繁,如不系好安全带,稍有疏忽大意或操作失误,都有可能发生高空坠落事故。

7.井塌事故。钻出的井眼,由于地层构造应力或地层岩石水化膨胀,应力作用于井壁,造成井壁坍塌。坍塌的碎岩会将井内钻具埋住,造成卡钻事故,严重时可能使井眼报废。

8.卡钻事故。卡钻事故是钻进中经常遇到的井下工程事故。当钻具在井内靠住井壁,钻井液柱压力远远大于地层孔隙压力,在压差作用下会将钻具吸附在井壁上;井壁坍塌埋住钻具;井眼轨迹不直,钻具在井内旋转或起下钻时,钻具将拐弯处的井壁拉出“钻槽”式的小井眼,钻具接头、钻铤等进入“钻槽”,都会发生卡钻事故。卡钻事故的特点是钻柱在井内不能提出。处理卡钻事故需要很长时间,钻井周期将被延误,严重时可能使该井报废。

预防措施针对钻井作业中的职业危害,采取如下预防措施:

1.预防井喷失控。钻井施工中,要安装配套齐全的封井器组,其压力等级应适应地层最高压力。钻进中,搞好地层压力预测和监测,发现压力异常要及时调整钻井液密度。尤其在钻开油(气)层以前,钻井液密度一定要符合设计要求,并履行钻开油(气)层的批准手续。钻井操作及指挥者,经过井控培训合格,持证上岗。严格执行井控管理规定。

井场照明线路要架空。井场全部电气设备、照明灯具应符合防爆规定,探照灯应用专线控制。

值班房、发电房、油罐距井口不小于30m。锅炉房距井口不小于50m。

井场内严禁吸烟和随意动用明火。确实需要用明火时,应按规定进行申请与审批,采取安全措施,方可实施。

2.预防井架倒塌。井架构件及底座必须完好。井架基础要坚固,水平高差不大于3mm。安装要规整,螺栓或插销齐全,紧固良好。绷绳齐全,地锚牢固可靠。钻井施工中,井架工要定期检查井架螺丝或插销的缺失、松紧情况,并及时补充与紧固。

指重表是司钻的“眼睛”,要时刻保持性能良好、数据准确。起下钻时要做到平稳操作,严禁猛提猛放钻具。处理卡钻事故时,不得违章操作,不得超负荷提拔钻具。

3.预防顶碰天车。按照规定装好防碰天车安全装置。开钻前要检查与试用,确保性能良好、工作可靠。

冬季刹车控制系统的气路管线要进行保温,并定时排放水汽,严防冻堵,确保气路畅通。

司钻操作刹把时,必须精力集中,目送游车上升,遇有紧急情况,应立即刹车和关掉总车开关,同时呼唤钻台人员紧急避险。

4.预防绞车绞辗。绞车运转时,严禁打开各部位护罩或蹬上绞车进行检修、保养和清洁工作。凡检修、保养和清洁作业,必须在停机状态下进行,并关闭气开关,刹死刹把,设专人看护。作业完毕,清除杂物,装好护罩,仔细检查后,方可启动绞车。

5.预防猫头伤人。猫头表面应平整光滑,无凹槽和无刺。装好猫头绳挡板和挡绳柱,以防猫头绳缠乱甩打伤人。要按规定选用棕绳作猫头绳,不准用钢丝绳拉猫头。

猫头操作技术要求高,未经过培训的人员,严禁操作。操作猫头时要扎紧衣袖裤脚,严禁踩踏猫头绳。猫头不要超负荷使用,以免拉断猫头绳,酿成事故,应尽量用小型机械化装置淘汰猫头。

6.预防井架高空坠落。井架工上井架作业时,必须系好安全带。井架梯子、踏板、平台通道及栏杆务必齐全、牢固。遇有异常情况,井架工无法从井架梯子下来时,应迅速抓住井架二层台四角的井架绷绳或乘安全滑车下到地面。

7.预防井塌。钻井中,钻井液柱压力应大于地层坍塌压力。起下钻时,必须保证井内连续灌满钻井液。钻遇漏层,应先堵漏,应证实循环钻井液能返回地面时,才能恢复钻进。钻遇易水化地层时,尽量使用高州值钻井液。

8.预防卡钻。为减少压差卡钻,应采用近平衡压力钻井技术,减少压差。钻具在井内不能钻进时,应至少每3分钟活动一次钻具。钻遇复杂易卡地层时,钻井液中应加入润滑剂。钻遇盐膏层时,应使用饱和盐水钻井液,钻井液密度应能抗住盐膏层的塑性蠕变。起下钻发现井眼拉出“钻槽”,在“钻槽”井段使破键槽器上下反复破“键槽”,保证井眼畅通。为减少各类卡钻事故,开钻前应检查好设备,快速钻完,以快制险。当钻具在井内有较长时间不能钻进时,应把钻具起到套管内,防止卡钻事故发生。

概念:

1.做底式钻井平台:指一种具有沉垫或称浮箱的钻井平台,它利用充水排气或排水充气方式使平台坐入海底或是浮出海面。

2.自升式钻井平台:具有3-4个可自行升降桩腿的钻井平台。

3.绷绳塔式钻井平台:绷绳塔式钻井平台是指平台由塔架支撑,塔架用钢桩打入海底,并用钢绳作为绷绳向四面八方的海底拉紧,固定于海底。

4.张力腿式钻井平台:利用绷紧状态下的锚索产生的拉力与平台的剩余浮力相平衡的钻井平台或生产平台。

5.重力式钻井平台:借助于其本身的重量直接稳定地坐在海底,从而与海底牢固联结。

6.桩基式钻井平台:桩基式平台是靠向海底打桩,将平台与海底牢牢地固定。

7.破损稳定性:破损稳定性是指平台局部性的破坏之后仍然具有足够的稳性保证不翻船。

8.海流:具有相对稳定速度的海水运动。

9.平台:从事海上油气勘探开发的各种海上建筑物的统称。

10..海水流速:指单位时间内洋流流动的距离(厘米/秒)。

11.可燃冰:又称天然气水合物,指在高压低温条件下由气体与水相互作用形成的白色固态结晶物质,分子式为CH4.8H2O。

12.波压:波浪作用在静止、直立于海水中的平面物体上的正压力。

13.动力定位系统:依靠平台上的动力系统抵抗外力的影响,自动的保持平台在海上的位置。

14.海雾:由于海洋条件影响而形成的雾。

15.浮动平台的倾侧:浮动平台在海上运动时,浮轴偏离铅垂线,称为倾侧。

16.船井井口:船体上的一个允许钻柱通过并且能够安装井口装置的贯通上下的开口。

17.潮流:海水的周期性流动。

18.浮动平台的静稳性:即静力稳定性,在一定外力作用下,平台将倾侧一定的角度。外力若减小,则倾侧角度将随之减小。当外力减至零时,平台将回到正浮状态。

18.浮动平台的静稳性:即静力稳定性,在一定外力作用下,平台将倾侧一定的角度。外力若减小,则倾侧角度将随之减小。当外力减至零时,平台将回到正浮状态

填空:

水下井口装置的引导系统包括井口盘、引导架、引导绳、张紧装置。

按平台材质分类,重力式平台分为钢质、混凝土。

重力式钻井平台组成沉垫、主柱、甲板。

动力系统组成位置测量系统、计算机控制系统、推进器系统。

浮动式钻井平台稳性静稳性、动力稳定性、破坏稳定性。

浮动平台的绕轴运动横摇、纵摇、首尾摇。

座底式钻井平台的施工要求沉得下、坐得稳、浮得起。

固定式钻井平台分类重力式、桩基式、张力腿式、绷绳塔式。

浮动式钻井平台的摇摆类型横摇、纵摇、首尾摇。

浮动平台的锚泊系统分为柔性、刚性。

柔性系统包括悬链线、张紧。

固定式钻井平台按照自给程度分为自容型海洋钻井平台、带辅助船的小型钻井平台。

简答:

1.钻井平台稳定性与船舶稳定性差别?

(1)船舶的稳定性一般指横向稳定性,而钻井平台的纵稳性和横稳性同样重要;

(2)对钻井平台,改变船头增加稳性很难

(3)钻井平台在作业过程中的稳性会发生变化

2.浮动平台定位的要求?

①在工作期间,必须做到ε

②在非工作期间,即停止钻井作业,或正在作准备工作,应做到ε≤10%;

③当ε>10%时,钻井平台必须与隔水管、井口装置脱开,即处在撤离状态。

3.解决坐底式钻井平台滑动问题的方法?

(1)一般可采取增大压载,即增大浮垫与海底的摩擦力。

(2)可在浮垫周围设立裙板,裙板可插入海底,协助抗滑。

(3)可在浮垫周围用打桩机打桩,阻挡平台的滑移。在滑移严重的海域,最有效最经济的方法还是抗滑桩。

4.半潜式钻井平台中间立柱的作用?

(1)将上部平台与下部浮体连接起来,起到支撑平台的作用。

(2)巨大的立柱空间,在潜入水下时为平台提供浮力。

(3)内部可以存储各种材料,还可设置人梯或电梯,提供从平台到浮体的通道。

5.自升式钻井平台需要遇载插深的原因?

(1)在钻井过程中还会有可变载荷增加到平台上,如果没有预载插深,这些后加上去的载荷就会引起钻井过程中桩腿下沉,这是非常危险的。

(2)插桩时都选择好的天气,但在钻井过程中可能会出现预计的暴风,暴风载荷会使桩腿受力过大而继续下沉,增加危险性。

(3)考虑一定的安全系数。

6.海洋石油开发的特殊性?

(1)海洋地球物理勘探技术与装备与陆地截然不同。

(2)海上钻勘探井和开发井,必须采用专门的钻井平台,成本高。

(3)海上采油与集输采用高技术性能的采油、集输工艺和装备。

(4)海上钻井、采油作业受气象影响大,费用高。

海洋石油开发是一项高风险、高技术、高投入的系统工程。

7.自升式钻井平台柱腿的作用?

在钻井过程中,使整个钻井平台支撑于海底,并使平台离开海面,免受海水运动的影响。

8.座底式钻井平台切削的原因?

(1) 海底有一定的坡度,一般要求坡度不得大于0.1%;

(2) 事先对海底平整不够,海底局部高低不平;

(3) 海床地基承载能力不均,在坐底后产生不均匀下沉;

(4) 坐底后波浪海流对一部分海底进行冲刷和掏空;

(5) 在坐底过程中,作业方法不当,引起平台倾斜;

(6) 平台上出现较大的不均荷载,重心偏移,等。

8.座底式钻井平台倾斜的原因?

(1) 海底有一定的坡度,一般要求坡度不得大于0.1%;

(2) 事先对海底平整不够,海底局部高低不平;

(3) 海床地基的承载能力不均,在坐底后产生不均匀的下沉;

(4) 坐底后波浪海流对一部分海底进行冲刷和掏空;

(5) 在坐底过程中,作业方法不当,引起平台倾斜;

(6) 平台上出现较大的不均荷载,重心偏移,等

9.浮动钻井平台减摇措施?

① 阻力减摇:在平台下面设置减摇板。

② 减摇罐:有被动式、主动式多种方式。

③ 惯性减摇:这种方法从原理上说很有效,但需要的设备太复杂,且要占据较大的地方。

④ 改变船头的方向:主要是防止平台自由摇摆周期与波浪周期成倍数而产生的共振。

论述:

1.自升式钻井平台的五项作业?

拖:指用拖轮牵引非自航自升式钻井平台,在海上移位的活动。

压:指平台到达新的井位后,将桩腿下放到海底,并依靠平台的重力将桩腿压到海底以下一定深度;
两种压载方式:平台自身重力和压载仓压载。

升:指压桩完成之后,桩腿已经牢牢地固定于海底,然后平台的船体沿着桩腿向上爬,升离海面一定高度,准备新井的作业。

降:平台的船体顺着桩腿从距离海面一定高度处降到海面上;

拔:将桩腿从海底拔出来,并将桩腿升起到足够高度,减小拖航中桩腿在海水中的阻力;

升降机构的好坏,是评价一个自升式平台性能优劣的重要标志。

2.钻井平台伸缩钻杆补偿系统存在的问题?

这种办法是在钻柱的钻铤上方加一根可伸缩的钻杆。

缺点:

①无法准确测量井深;

②钻压为伸缩钻杆以下钻铤部分的重量,不能调整;

③很容易卡死和损坏。

④钻杆柱极易损防喷器芯子。

⑤伸缩钻杆不能满足更加复杂的工艺操作要求。

3.自升式平台插桩失效的类型?

①桩腿已经插到最深,海底的承载能力仍达不到预定要求的载荷。

②插入一定深度后,在预压载期间桩脚刺穿承压层,进入下面较软的地层中,使预压载压不上去。

③在钻井作业期间,由于风暴荷载的作用,超过了平台在预压载时的桩腿荷载,以致使该桩腿下的地层发生刺穿。

④在海水不太深的海域,且海况条件较恶劣,有可能出现桩腿和桩脚周围的海底被掏空。使桩腿不稳或下陷。

⑤由于插桩太深,或其他原因拔桩阻力过大使桩腿不能拔出来。

4.海上钻井防喷器的类型及工作特点?

防喷器包括:万能防喷器、剪切闸板防喷器、半封闸板防喷器、全封闸板防喷器。

5.坐底式钻井平台掏空问题的解决办法?

a、不太严重的掏空,采取及时填放沙袋和石块的办法加以解决。

b、在掏空现象严重的海域,需要对海底事先作预处理,用大量的贝壳在海底铺上厚厚一层,改变海底的砂质。

c、在浮垫周围用活动的钢质裙板,将周围5米以内的海底覆盖保护,使海底砂粒不致被冲走。d、改变波浪的水流方向。

6.浮动平台表层套管剪断施工步骤?

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中国石油集团钻井工程技术研究院是中国石油集团 (CNPC) 旗下的一家直属专业科研机构,主要从事石油钻井和井下作业的高新技术研发与推广、装备仪器的研制与生产和战略决策的参谋与支持等业务。我院前身是原中国石油勘探开发院钻井工艺研究所,成立于上世纪70年代,是当时国内唯一一家从事钻井工程技术研究的科研机构。2006年3月,中国石油集团为进一步提升钻井技术自主创新能力和研发实力,增强工程技术服务核心竞争力,在整合相关技术、人才和机构的基础上,成立了钻井工程技术研究院。

通过多年的科技创新与发展积累,我院形成了控压钻井技术与装备、井下控制技术等14项特色技术(群);
拥有膨胀式尾管悬挂器、胺基钻井液体系一批具有自主知识产权的有形化重点技术和产品;
获得国家和省部级科研成果奖20余项,并取得国家授权专利101项(其中发明专利17项)。我院独立研制成功的近钻头地质导向钻井系统、精细压力控制系统均达到国际领先水平,成为世界上少数几个拥有该项技术的国家之一;
我院具有独立知识产权的膨胀式尾管悬挂器产品受到国内外用户的广泛认可和青睐,连续在哈萨克斯坦成功商业应用达40余井次;
我院的“北石”钻井顶驱在国际上享有较高声誉,成功开发出了全系列产品,并出口到美国、加拿大等40多个国家和地区。另外,我院正在研究试验的连续循环钻井装置、远距离穿针工具、胺基钻井液体系等技术和产品都具有较高的技术价值和市场前景。我院高度重视人才培养和科研能力建设,设立了博士后工作站和国家工程实验室,建成了钻井、完井和井下控制工程等学科体系,并取得硕、博士研究生招生培养资格,拥有包括一名工程院院士在内的硕、博士研究生导师和高级专家队伍,有多年承担国家重大科研项目的能力和经验,并广泛参与了海外技术支持合作与交流,逐步形成了在钻井工程及相关领域较强的“科研-产业-服务”一体化综合优势。

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