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全液压振动压路机

油田钻机类型大全油田钻头标准尺度大全

发布时间:2023-04-06
发布作者: 江南体育
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  国产钻机产品类型由类别标志、结构特色及首要参数或系列序号构成。类别标志、结构特色以汉语拼音字母表明。首要参数或系列序号以数字表明,其间以“-”相连。产品改型后,其原型后加短横并别离注1、2、3……表明。类型汉语拼音字母不超越三个字母,摆放榜首位是类别标志,第二位是榜首特征代号,第三位是第二特征代号,后边的数字表明定型产品的序号,例如岩心钻机:100米标1,300米标2、600米标3,1000米标4,1500米标5,2500米标6,未构成系列的以主参数表明。常用国产钻机的类别标志和特征代号如下:X代表岩心钻机(岩心)Sz代表砂矿钻机(砂钻)S代表水文钻机(水文)G代表工程钻机(工程)K代表坑道钻机(坑道)Q代表浅孔钻机(浅钻)R代表地热钻机(地热)榜首特征代号表明传动安排:B表明手把手纵、机械传动Y表明液压操作、机械传动JD表明机械动力头D表明全液压动力头P表明转盘第二特征代号表明装载及其它C表明车装例如: S P C - 300-主参数(300M) ∣ ∣ ∣—— — 第二特征代号(车装) ∣—— 榜首特征代号(转盘) ————类别标志(水文)

  比方ZJ50L,ZJ表明钻机,50表明能够该钻机能够打5000m的深度,L表明链条传动。

  超深井因为其建井、钻井和完井时刻都比较长,并且遍及存在地层结构杂乱的问题,因而对钻井设备的要求是:①可靠性高;②过载才干大,能够及时处理井下事端;③一同超深井钻井还有一个特别性,就是起下钻所用的时刻在整个钻井进程中所占的比重非常大,因而钻井功率也是查核钻机的一个非常重要的目标。

  为了习惯勘探开发更深地层油气藏的需求,深井石油钻机趋向大型化,要求功率大、功用好、主动化程度高,可满足和习惯深井钻井的多种需求。钻机钻深才干已达15000m,最大钩载达12500kN。为了前进起升作业功率,绞车功率有进一步前进的趋势,功率5220kW的绞车现已面世。别的,国外开端将沟通变频技能运用于大型超深井钻机。

  现在,美国钻机技能水平代表着国际上石油钻机的最高水平,其间以National Oilwell Varco公司为代表,其首要特色是:①钻机趋向大型化、结构型式多样化。如绞车功率可达4477kW,钻井深度可达15000m,泥浆泵的水马力达2350kW,车装式、拖挂式、橇装模块式种类完全。②电气传动技能的前进使得传动愈加简略,特别是广泛运用了沟通变频驱动技能。已开宣布Wirth和Varco ADS齿轮传动单轴绞车,还能够运用主电机能耗制动替代辅佐刹车。③新式的一体化旋升式井架和底座、多节自升式井架的起放更安全,使钻机在钻井进程中更安稳,占用井场面积更小。④盘式刹车、顶部驱动钻井设备、立根主动排放安排、铁钻工设备的运用,使钻井智能化、主动化成为实际,使科学钻井成为或许。⑤钻机移运功用不断前进,快速搬家才干成为钻机的要害竞争力。⑥重视以人为本,愈加习惯HSE要求。

  挪威MH公司研讨开发Ramrig液压驱动石油钻机,钻深15000m,额外载荷为9800kN。此外,前苏联乌拉尔重型机器制作厂、加拿大公司和德国德马克公司等均出产了钻井深度大于12000m的超深井钻机。

  早年出产的超深井钻机首要是直流电驱动,其代表产品首要有E3000/E3000-UDBE及4000-UDBE型,绞车功率别离为2237kW和2983kW,名义最大钻深别离可达9144m和12192m,为内变速多速绞车,主刹车有带式刹车和液压盘式刹车,辅佐刹车均为电磁涡流刹车。因为受直流调速规模的约束及大功率链传动的结构约束,这种内变速多速绞车的开展有必定的局限性。跟着沟通变频技能的开展,大功率变频调速技能的成功运用,超深井钻机现在以沟通变频驱动为主。

  现在,美国NOV公司超深井钻机装备的绞车有单速和双速,根本都是齿轮传动,绞车功率为2983~5220kW,各个等级都有产品,主刹车选用的是主电动机能耗刹车,辅佐刹车选用的是液压盘式刹车;配有 P型和 FC型钻井泵,功率均为1641kW,压力51.7MPa;配有的3种转盘;有7350kN、9800kN的大钩、水龙头(作业压力51.7MPa)。

  国内进口有多台E3000型电驱动钻机,该钻机的首要技能参数见表1.1(纪人公等,1994)。

  美国Rowan公司是一家出产制作大型钻井渠道、特深井陆地钻机和海洋陆地钻井服务的上市公司,已出产制作了9 台 9000m和 3 台 12000m陆地特深井钻机,改造了12000m钻机2台。我国石化集团公司决议从Rowan公司购买一台12000m钻机,钻机根本参数见表1.2(孟祥卿等,2006)。

  前苏联科拉超深井(СГ-3)于1970年5月开端钻进,其意图使命:①研讨科拉半岛区域波罗的地盾邃古宙结晶基底和含镍的贝辰加杂岩的深部结构,查明包含成矿效果在内的地质效果的特色;②查明大陆地壳内地震界面的地质性质并取得有关地球内部热情况、深部水溶液和气体的新材料;③取得最充沛的有关岩石物质成分及其物理情况的信息,揭穿和研讨地壳花岗岩层和玄武岩层之间的鸿沟带;④完善现有的和创立新的超深钻进的技能和工艺,以及深部岩石和矿石的归纳地球物理研讨办法(E.A.科兹洛夫斯基,1989)。

  СГ-3井运用涡轮马达和铝合金钻杆,进行超前孔裸眼钻进,榜首阶段钻进至7263m井深,选用乌拉尔机械-4З钻机(表1.3),第二阶段从7263m开端选用乌拉尔机械-15000钻机(表1.3)。

  联邦德国大陆深钻方案(KTB)是德国榜首个国家的大规模地学研讨方案,以超深孔的施工为中心,到达“进行关于地壳较深部位的物理、化学情况和进程的根底调查和点评,以了解内陆地壳的结构、成分、动力学和演化”的意图。KTB主孔(规划深度14000m)的钻机的研发、制作和操作运转是由UTB ULTRATIEF钻探股份公司来完结的,该公司由德国深钻有限公司(DEUTAG)、德国建井与深钻有限公司(DST)和国际深钻有限公司(ITAG)组成,钻机的首要技能参数见表1.4。

  经过50年的尽力,特别是改革开放后20多年的开展,现在国产石油钻机已构成了比较完好的系列,在种类和质量上根本能够满足在国内不同区域、不同井深和不同环境条件下进行油气资源勘探开发的需求。近年来,还有适当数量的国产钻机在国外承当钻井服务和国内的反承揽钻井服务。从钻机设备制作来看,近几年已开发和出产了1000~7000m机械驱动钻机,机电复合驱动钻机和整拖式、轮式半拖挂全体移运式钻机,研宣布产了4000~7000m各种类型直流电驱动钻机、沟通变频电驱动钻机和3000m以下各种车装及橇装钻机。钻机制作厂家有宝鸡石油机械有限责任公司、兰州兰石国民油井石油工程有限公司、四川宏华石油设备有限公司、河南华夏总机厂石油设备有限公司、南阳石油机械厂、我国石化集团江汉石油办理局第四石油机械厂、上海三高石油设备有限公司、胜利油田石油机械厂等。在学习国外先进技能的根底上,我国又相继开发和运用了绞车液压盘式刹车体系,会集操控司钻房、组合式液压站、全液压套管扶正机、液压猫头、液压绞车、各种型式的井口吊装设备,数显防碰设备、大功率柴油机、液力偶合器正车箱、直流电机、变频电机等项新技能和新设备。与此一同,各制作厂又结合国际市场的需求,在钻机满足要求方面也采取了新的办法,并在钻井机械化、智能化方面取得了新的开展,然后使国产钻机的规划、制作、配套技能和钻机整机质量有了显着的前进,大大缩短了与国外先进钻机的距离,取得了显着的成果(华伟棠,2005)。

  超深井钻机技能在国内近几年才开端研讨,2004年由兰州兰石国民油井石油工程有限公司和美国国民油井公司一同研发的9000m直流电驱动钻机在科威特成套交货,虽然要害件的总体规划和出产制作由美国国民油井公司把握,但这也是我国在超深井钻机研发方面迈出的榜首步。国内由宝鸡石油机械有限责任公司2005年自主研发的首台9000沟通变频电驱动钻机现在正在油田进行工业性实验。虽然该项目早在2001年就在国家经贸委立项,但因为受大功率变频操控技能的老练度和大功率齿轮传动绞车可靠性等要素的影响,长时刻没有清晰的用户,为此宝石机械公司进行了7000m沟通变频电驱动、齿轮传动绞车钻机的研发,2003年7月完结工业性实验,为大功率沟通变频技能的运用以及主动送钻技能的运用积累了必定的经历。随后,各个油田也看到了沟通变频技能的优势,5000m、7000m沟通变频电驱动钻机在国内市场的销量大幅添加。跟着国际市场油价的升高,国内高难度井挖掘量的加大,超深井钻机的需求也突现。2004年年末我国石油集团公司安排职业专家对方案进行了评定,一同将9000m沟通变频电驱动钻机列为集团公司2005年要点科研项目,至此,9000m沟通变频电驱动钻机的研发正式进入施行阶段(罗超等,2007)。

  现在,国内研发制作超深井钻机的厂家有宝鸡石油机械有限责任公司、兰州兰石国民油井石油工程有限公司、四川宏华石油设备有限公司和上海三高石油设备有限公司等。

  表1.6 宝鸡石油机械有限责任公司9000m和12000m钻机技能参数。

  12000m钻机研发被列入国家863方案,ZJ120/9000DB超深井钻机的技能参数见表1.6,2007年11日出厂,在川科1井三开今后投入运用。川科1井坐落川西坳陷孝泉结构(四川德阳市孝德镇东利村1组),规划井深8875m,选用五开井身结构,完钻井眼尺度Φ215.9mm。2007年3月20日运用7000m钻机开钻,一开井径Φ660.4mm、Φ508mm表层套管下深497.08m。二开井径Φ444.5mm,2007年9月7日以3200m井深完钻。二开完钻后,2008年3月12日三开钻进运用国产12000m超深井钻机——ZJ120/9000DB(图1.3)。

  1)选用以柴油机为动力,带动沟通发电机,经可控硅整流,由直流电动机驱动绞车、转盘和泥浆泵的传动办法,即AC-SCR-DC传动。

  2)电传动体系选用全数字式沟通模块和全数字式DC直流模块。PLC逻辑程序操控、触摸显现屏。支撑计算机及其打印(运转工况表)功用。电器工程师笔记本电脑和专用软件进行在线测验。体系具有对柴油机、发电机、SCR体系、直流电动机、断路器及其他单元进行检测、故障诊断、维护、运转工况定性和定量的显现和对体系的操控功用。

  盘刹操作手柄置于司钻操控房内,改善了司钻的作业环境,减轻了司钻的劳动强度;绞车的辅佐刹车为电机能耗制动和电磁涡流刹车;绞车配有过卷阀防碰天车设备与智能游车方位操控体系,防止产生游车“上碰下砸”事端;绞车配有电机主动送钻设备,可完成恒钻压主动送钻以及零速度悬停功用。

  4)转盘独立驱动设备由直流电机经两挡齿轮变速箱驱动转盘;既可由转盘电机经链条箱驱动转盘,又可由绞车电机经链条传动驱动转盘,二者完成互济,前进了钻机的可靠性,充沛满足钻井工艺需求。

  6)“H”型钢制作的“K”型井架,运用绞车动力全体起升,视界开阔,运送便利。

  7)平行四边形全体起升式底座,可完成钻台面设备和井架低位设备,运用绞车动力全体起升。

  8)钻机的首要机械部件:天车、游车、大钩、水龙头、转盘、井架、底座均契合API标准,打API会标。

  1)钻机选用机、电、数字、通讯一体化规划,运用今世先进老练的矢量操控技能、沟通变频技能、数字操控技能、总线)选用先进的全数字沟通变频PLC操控技能,经过触摸屏及气、电、液、钻井参数的一体化规划,完成钻机智能化司钻操控。

  3)单轴式沟通变频齿轮传动绞车及速度数字化闭环操控,可合理运用功率,前进钻井时效。

  7)选用主电机主动送钻,完成钻井给进的主动化;智能化司钻操控操作体系,使钻机的操作由技能型变为智能型;钻机选用网络操控体系,可完成设备信息同享、主动化操控、会集监督、出产办理和设备办理多种功用。

  10)钻机的首要部机选用NOV(美国NOV公司)老练技能并得到国际验证。

  ⑦顶驱体系:20世纪70年代Brown公司开发了电 驱水龙头,现在以美Varco公司出产的TDS系列为 最好,能够不开转盘而用顶驱钻进,例如荷兰市 区作业等;。

  ⑧信息与数据收集、处理、决议计划、贮存、传输、 通讯、办理等功用的软硬件装备;。

  惯例陆地钻机、沙漠钻机、 车装钻机、 接连管作业机、 斜井钻机、海上钻井渠道、钻井船。

  钻机,是一套杂乱的机器,它由机器、机组和安排组成。钻机是在勘探或矿产资源(含固体矿、液体矿、气体矿等)开发中,带动钻具向地下钻进,获取什物地质材料的机械设备。又称钻探机。

  现代化的钻机还有必要有一套辅佐设备,如供电、供气、供水、供油等设备,器件贮存、防喷防火设备、钻井液的制作、贮存、处理设备等及各种仪器和主动记载外表。

  1、对钻机首要结构情况、结构衔接件螺栓、结构件衔接销轴、各结构 件焊缝、吊篮结构及安全防护情况进行检查,特别是出场运用之前,应请有资质 的单位对其安全功用进行检测,合格后方可运用;

  3、定时对卷扬机的卷筒防钢丝绳掉落设备及两边边际高度、卷筒壁情况、 钢丝绳尾部在卷筒上的周数进行检查,特别是对制动口的情况应作要点项目随时 进行检查等。

  本钻机为高速钻机适用于普查勘探,地球物理勘探,路途及建筑勘探以及打爆炸孔等钻进工程。可依据底层的不同选用合金、金刚石及复合片等钻头进行钻进。可钻2-9级的沙质粘土及岩层等。

  2、钻机设有加接钻杆的机械臂,可在直孔及小顶角工况运用。一同钻机还配有辅佐液压绞车,减轻机台工人的劳动强度,有利于机台的安全施工,文明施工。

  3、钻机选用工程履带、液压步履底盘,移动便利是,较为合适平原、高原、丘陵等地貌。底盘设有4个支腿,钻探施工中钻机振荡小,安稳性好。

  7、钻机选用的钻架、钻进行程大,抗扭才干大,结构简略,维护便利,便于搬家,孔口操作比较便利是,并可施工大顶角钻孔。

  为了勘探与挖掘蕴藏在地层深处的石油和天然气,人们有必要运用各种钻井设备与东西,钻穿坚固而杂乱的地层,这就是钻井作业的首要使命。为了满足我国石油工业飞速开展的需求,有必要多打井、快打井、打好井,完成钻井速度翻番。为此,在充沛调动人的积极要素的一同,还有必要为钻井作业者供给先进的、功用杰出的钻井设备与东西,充沛运用现代科学技能为石油钻井作业服务。

  一、石油钻机1.钻机的组成现代石油钻机是一套大型联合机组。图5-2所示为旋转钻井的根本设备。依据钻井工艺中钻进,洗井,起、下钻具等工序的需求,一套钻机有必要具有下列体系和设备:

  (3)循环体系。用于循环钻井液以清洗井底,携出已被破碎的岩屑,确保接连钻进。

  (4)动力设备。驱动绞车、转盘、钻井泵等作业机的动力设备,多用柴油机,也有部分钻机由沟通或直流电动机驱动。

  (6)操控体系。为了指挥各体系调和地进行作业,在整套钻机中还装有各种操控设备,如机械、液动或电操控设备,装备有会集操控台和观测记载外表等。

  (8)辅佐设备。一般包含井口防喷设备、空气压缩设备、辅佐发电设备、辅佐起重设备、井口东西及活动房屋等。

  2.井口东西为了起、下钻具和旋卸钻具,需求运用吊钳、吊卡和卡瓦等手动井口东西。

  吊钳由几个镶有牙板的钳头和钳柄组成,它们之间用铰链相互衔接。吊钳用来旋卸钻杆、钻铤等组成钻柱的各类下井东西的衔接丝扣。吊钳都是表里两把(一正一反)成对运用,用猫头绳来旋扣。

  吊卡用来悬持、进步和下放钻柱。吊卡的内径比钻杆外径略大,但比钻杆接头的外径小。作业时卡住钻柱接头,以便进行起、下钻。

  当旋接或卸开钻柱时,坐落井内的那段钻柱有必要暂时悬挂在转盘上。装入转盘补心中的卡瓦是用来卡住钻杆并悬持钻柱的。

  跟着深井、硬地层及海洋钻井数量的敏捷添加,起、下钻操作的作业量显着添加。用上述手动井口东西旋卸丝扣膂力耗费大、工效低、又不安全,迫切需求改善。现在,已有多种形式的动力大钳和动力卡瓦广泛用于钻井出产中。加速了起、下钻速度,减轻了工人的劳动强度,为进一步完成钻井作业的全盘机械化、主动化打下了根底。

  3.井口防喷器钻开高压油气层时有或许产生井喷,引起严重事端。为了在井喷产生时能操控井内钻井液和油、气、水的喷出,一般在钻台下面设备防喷器。现在国表里出产的钻机上都装备整套较完善的防喷器体系。如图5-3所示为压力等级在21~34MPa的防喷器组合。

  一般每台钻机装备3~4套防喷器,如闸板防喷器、旋转防喷器和全能防喷器等。闸板防喷器有单闸板、双闸板和三闸板三种。闸板的结构又有盲闸板、孔闸板和剪刀闸板三种。孔闸板的芯子中心有孔,钻井进程中产生井喷时,可将钻柱与套管之间的环形空间关闭,防止井内的钻井液、油、气、水喷出,也称为钻杆防喷器。盲闸板防喷器也称为全关闭防喷器,其芯子可直接把井口关闭,用于井口无钻杆的情况下。剪刀闸板能够在紧迫情况下剪断井中的管子,以确保井口安全。旋转防喷器的结构特色是:其橡胶芯子能够在抱紧钻杆的情况下随钻杆一同旋转,然后能够在关闭钻杆与套管环形空间的一同,满足边喷边钻的工艺要求。全能防喷器的胶皮芯子能在几秒钟内对任何钻具进行关闭,争夺名贵的抢险时刻。

  当钻机上装备有闸板防喷器、旋转防喷器和全能防喷器三类防喷器时,它们既能够独自运用,也能够堆叠运用,能够完成边喷边钻,不压井起、下钻和反循环钻井等钻井新工艺。大多数防喷器都配有手动和液动两套操控设备,以便在紧迫情况下远距离操控。

  二、钻具在钻井中除有必要装备一整套的地上钻井设备外,还要装备一系列井下钻井东西。包含钻井时下入井内的钻头、钻柱、井下动力钻具、取心东西以及一些辅佐钻井东西(如事端处理东西)等。井下钻井东西简称为钻具。

  钻柱是从钻头到地上悉数管柱的总称。钻柱是连通地上与地下的纽带,是完成优质快速钻井的重要手法和东西。跟着钻井深度的不断添加,钻井工艺技能不断开展,对钻柱的功用要求也越来越高。现在,已广泛运用具有防斜、防震、防卡等效果,由一种或数种钻具组合而成的复合钻柱。这种复合钻柱与不同的工艺办法相互合作,能够操控井斜的改变、改善钻头的作业情况、削减卡钻事端,然后取得多方面的归纳效益。

  钻柱的运用贯穿于钻井作业的全进程,因而钻柱的效果有:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)运送钻井液。钻柱在井下工况杂乱、环境恶劣,往往是钻井设备和东西中的薄弱环节。正确选配钻柱、合理运用好钻柱,关于前进钻井速度、下降钻井本钱有着不行忽视的重要含义。

  钻柱由多种不同的钻具组成。其组成办法随钻井条件和钻井办法不同而有差异。组成钻柱的根本钻具包含钻铤、钻杆、方钻杆和合作接头。

  1.钻铤钻铤又叫做加剧钻杆。在钻井时,钻铤下面与钻头相连,用本身的重力给钻头施加压力。钻铤的特色是壁厚、强度和刚度大,受压后不易曲折,因而有利于钻直井眼。

  2.钻杆钻杆衔接在钻铤和方钻杆之间。钻杆的两头装有相互衔接用的接头。钻井工人习惯称单根钻杆为“单根”,2~3根钻杆连在一一起称之为“立根”。

  钻杆的壁厚比钻铤薄。钻杆在井内旋转时与井壁冲突而不断磨损,在拉、压与改变力的效果下有时会呈现折断事端。近年来,已广泛运用对焊接头钻杆和高强度铝合金钻杆等,然后减轻了钻柱重力,削减了钻杆的折断事端。

  3.方钻杆方钻杆衔接在钻柱的最上部,它的多边形截面与转盘中的方补心内孔相合作。方钻杆进入转盘后只能上下移动,因而在转盘旋转时,就能带动钻杆、钻铤和钻头旋转钻进。为了防止接单根后方钻杆入不了转盘,方钻杆的长度一般比钻杆长2~3m。

  4.合作接头因为组成钻柱的钻具种类、尺度和扣型不同,因而一般不能直接相互衔接,需求运用合作接头才干衔接成一致调和的钻柱。

  综上所述,钻铤、钻杆、方钻杆和合作接头号几种钻具构成了根本的钻柱。跟着钻井工艺技能的开展,在钻井中除运用上述根本钻柱外,还研讨开宣布一系列能进一步前进钻井作业目标的复合钻柱。运用最广泛的是根本钻柱加三器(扶正器、减振器和震击器)构成的复合钻柱。钻具组成如图5-4所示。

  1—水龙头;2—合作接头;3—方钻杆;4—维护接头;5—钻杆;6—钻铤;7—合作接头;8—钻铤;9—钻头5.扶正器要用好钻头、前进钻速,就要强化钻井办法。一般情况下,钻压加得过大就会引起井斜。在钻井实践中往往依据地层的不同性质和防斜要求,用扶正器构成多种防斜钻柱。一般要运用好几个扶正器:下扶正器紧接在钻头之上,中扶正器距钻头约十几米。钻进时,扶正器与井壁触摸,对钻头起扶正和导向效果。为了确保扶正器能较好地触摸与支承井壁,其外径要尽或许挨近钻头直径。

  加用扶正器构成的防斜钻柱若规划和运用恰当,能够防斜,使井眼规矩,确保钻头平稳作业,前进作业目标。实践证明,这些防斜办法是卓有成效的。

  6.减振器减振器能吸收钻井进程中所产生的冲击和振荡负荷,然后前进钻头的运用寿数,减轻钻铤以及其他井下钻具的疲惫。减振器一般都装在接近钻头的当地。

  减振器的最首要构件是减振元件。有各种类型的减振元件:不锈钢网柱、橡胶筒、钢蝶形盘、钢绷簧及可压缩介质(水垫或气垫)等。有些减振器只能吸收笔直振荡,而另一些减振器能够一同吸收笔直和改变振荡。

  国外从20世纪50年代开端研讨减振器,60年代推行运用,取得了显着的效益。

  7.震击器因为遍及运用小空隙的扶正器、满眼钻具等防斜钻柱以及减振器等特别钻具,添加了卡钻的或许性,尤其是在杂乱地层中。国外很早就运用震击器,不只仅把它作为打捞和处理卡钻事端的常用东西之一,并且在地层测验、取心钻进、侧钻、套铣等作业和正常钻进时也在钻柱中装接震击器。震击器的结构类型许多,有机械的和水力的等。它们都是选用必定的结构,在钻柱受拉作弹性伸长时积存弹功用量,当拉到必定方位时忽然开释能量使震击器产生震击动作,轰动被卡的下部钻柱以到达解卡意图。

  三、钻头油气埋藏在地下,为了寻觅油气,取得地下资源,有必要大量地破碎岩石、钻穿地层。现在的钻井办法首要是用机械办法破碎岩石。破碎岩石的东西就称为钻头。

  钻头是破碎岩石、构成井眼的首要东西。钻头的功用直接影响着钻井速度、钻井质量与钻井本钱。如果能少用钻头敏捷钻完一口井,那将会使整个钻进进程中的起、下钻次数削减,建井速度加速,钻井本钱下降。因而,制作具有高破碎功率、坚固耐用的钻头,挑选和运用好钻头,就具有特别重要的含义。

  因为钻头所破碎的岩石性质不同、钻井意图和要求不同,在石油钻井中会运用多种不同类型的钻头,如刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头号。运用最广泛的是牙轮钻头,多用于中硬和坚固地层以及深井中。刮刀钻头在我国一些高塑性、软地层的油田也有杰出的位置。金刚石钻头在极硬地层和深井中运用效果较好。跟着钻井技能的开展,钻头的类型和结构也在不断开展和改善。20世纪70年代今后,呈现了以人工金刚石为切削元件的钻头。多年的现场运用效果现已证明,这种钻头具有很好的开展前景。

  1.刮刀钻头刮刀钻头是旋转钻井中最早运用的一种钻头。这种钻头结构简略、制作便利,各油田都能自己规划和制作。刮刀钻头适用于钻松软的地层(如泥岩、页岩和泥质胶结的砂岩等地层),能够取得很高的机械钻速和钻头进尺。可是,在钻硬且研磨性高的地层时,刀片吃入困难、钻头磨损快、机械钻速低,有时还呈现憋跳现象,对钻具和设备寿数有必定的影响。虽然如此,只需咱们正确运用,充沛发挥刮刀钻头在软地层中钻进的优势,对前进钻井速度、下降钻井本钱仍然是有用的。

  20世纪70年代今后,我国开端研发和运用人工金刚石刮刀钻头。这种钻头刀翼的几许形状根本上与硬质合金镶块刮刀钻头相同,仅仅将部分硬质合金块换成了人工聚晶金刚石镶块。因为金刚石的耐磨性高于硬质合金,能够添加钻头的运用时刻,延伸钻头寿数,前进单只钻头进尺,创造出许多先进的钻井目标。

  2.牙轮钻头牙轮钻头是石油钻井中运用最广泛的钻头。牙轮钻头旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的效果。牙齿与井底的触摸面积小、比压高,作业扭矩小,作业刃总长度大。因而使牙轮钻头能适用于多种性质的岩石。常用的三牙轮钻头如图5-5所示。

  现在,国内各钻头厂依据出产现场需求,不断引入先进技能,使牙轮钻头的出产在种类、数量和质量方面都得到很大的前进,已开始建立了国产牙轮钻头的产品系列。

  依据牙齿的特征,将三牙轮钻头产品分为铣齿钻头和镶齿钻头两大类。其间铣齿钻头有六个系列,镶齿钻头有两个系列。

  3.金刚石钻头以金刚石做作业刃的钻头称为金刚石钻头。金刚石钻头前期是在地质钻探中运用,在石油钻井中运用只要四十多年的前史,开始只用在极硬地层和研磨性大的地层。近年来,金刚石钻头种类添加,运用规模扩展。从极软地层到极硬地层均可运用,并取得了满足的效果。

  金刚石钻头的结构比较简略,首要由金刚石、胎体、钢体和接头号四部分组成,如图5-6所示。

  1—钢体;2—胎体;3—金刚石;4—接头接头上部有用于衔接钻柱的丝扣。钢体与接头之间也用丝扣衔接,然后焊死构成一体。钢体下部与胎体烧结在一同。胎体是固定金刚石的母体,由带粘结剂的碳化钨粉制成,中心有水眼,底面有水槽,旁边面开有排屑槽。

  聚晶金刚石切削块钻头是20世纪70年代后期美国钻井工业的一项重要成果。这种钻头的切削块是用人工金刚石单晶在高温高压下聚合而成的聚晶体。钻进时,聚晶体不断脱落,新的锋锐小晶体不断出露,因而能使切削块在磨损进程中不断地“自锐”。其切削刃是尖利、高耐磨、能够“自锐”的金刚石切削块,因而能在低钻压下取得高进尺(为牙轮钻头的4~6倍)和高钻速(为牙轮钻头的2倍以上)。聚晶金刚石切削块钻头有聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)、热安稳聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头或BDC钻头,也称巴拉斯钻头)、马赛克钻头和大复合片PDC钻头。

  PDC钻头切削块上的聚晶金刚石复合片极薄极硬,比碳化钨底层的抗磨性高100倍以上。钻头作业时,因为碳化钨比复合片磨损得快,使复合片随时出坚持锋利的刃口。在较低的钻压下即可切入岩石,并在扭矩的效果下切削岩石。因为切削块能够“自锐”,这就使整个钻进进程中钻头以切削办法破碎岩石,然后能完成快速钻进。PDC钻头适用于软至中硬地层。

  巴拉斯钻头的切削块是耐温1200℃的热安稳聚晶人工金刚石。热安稳聚晶金刚石切削块可制成三角体形、立方体形、圆柱体形和针状等多种几许形状。巴拉斯钻头以剪切和研磨办法破碎岩石,合适在中硬到硬地层运用,从前取得过很好的钻井目标。四川川东区域的实验结果表明:用这种钻头在某些地层中钻进,比XHP5型三牙轮钻头均匀钻头进尺前进2~4倍、机械钻速前进20%~40%、纯钻井本钱下降10%~12%。

  现在,天然金刚石钻头和大复合片PDC钻头在油田运用较多,能取得满足的经济效益。


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