1. 海洋鉆井液

1 鉆井三吊一卡是指在鉆井作業(yè)中，通過(guò)三種吊裝設(shè)備和一種卡簧裝置將鉆桿和鉆頭固定在鉆井井口,，以進(jìn)行下一階段的操作,。2 這種方式可以極大地提高鉆井的效率和安全性,，減少設(shè)備故障和人員事故的發(fā)生,，因此在鉆井作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。3 鉆井三吊一卡的具體操作流程和技術(shù)要點(diǎn)需要根據(jù)不同情況而定,，必須由專(zhuān)業(yè)的鉆井工程師和技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)和操作,。

2. 海洋鉆井液技術(shù)類(lèi)型

一 功用：冷卻和潤(rùn)滑鉆頭鉆具，攜帶和懸浮鉆屑,，泥漿錄井時(shí)反應(yīng)地層信息,，穩(wěn)定井壁，平衡地層壓力,，傳遞水動(dòng)力以提高鉆進(jìn)速度和破巖效率等

二 鉆井液類(lèi)型：1. 按密度：非加重和加重鉆井液

2. 按與粘土水化性能強(qiáng)弱：非抑制性和抑制性鉆井液

3. 按固相含量：地固相和無(wú)固相鉆井液

4. 按流體介質(zhì)：水基,，油基和氣體型三類(lèi) 近期出現(xiàn)了合成基鉆井液。

目前國(guó)內(nèi)得到認(rèn)可的各種鉆井液類(lèi)型為：

1.分散鉆井液

2.鈣處理鉆井液

3.鹽水鉆井液

4.飽和鹽水鉆井液

5.聚合物鉆井液

6.鉀基聚合物鉆井液

7.油基鉆井液

8.合成基鉆井液

9.氣體型鉆井流體

10.保護(hù)油氣層的鉆井液

三 主要參數(shù)： 密度 流變性 濾失造壁性 潤(rùn)滑性 鉆井液的pH和堿度 鉆井液的含沙量 鉆井液的固相含量 鉆井液中膨潤(rùn)土含量鉆井液中濾液分析

前幾項(xiàng)參數(shù)分常規(guī)和高溫高壓兩種不同條件

同時(shí)前幾項(xiàng)的重要性也最大,，一般測(cè)得就是前幾項(xiàng)

3. 海水鉆井液

飽和鹽水鉆井液學(xué)科鉆探工程,，用氯化鈉配制的飽和鹽水溶液，凍結(jié)溫度低,，在攝氏零度以下,，用以鉆進(jìn)永凍層，要用飽和鉀鹽溶液,，鉆進(jìn)石膏層時(shí)用飽和石膏溶液,。

飽和鹽水鉆井液　　

學(xué)科：鉆探工程 　　詞目：飽和鹽水鉆井液 　　英文：saturated salt-water drilling fluid 　　釋文：用氯化鈉配制的飽和鹽水溶液,。它的凍結(jié)溫度低(在攝氏零度以下),用以鉆進(jìn)永凍層；在巖鹽層鉆進(jìn)時(shí),已飽和的鹽水溶液可以防止對(duì)井壁和巖心的進(jìn)一步溶解,。在鉆進(jìn)其他鹽層,如光鹵石(鉀,、鎂的氯化物)層時(shí),要用飽和鉀鹽溶液；鉆進(jìn)石膏層時(shí),用飽和的石膏(Cas04)溶液,；鉆進(jìn)芒硝層時(shí),則用Na2So4溶液,；其他亦用相應(yīng)的飽和溶液進(jìn)行鉆進(jìn)。

4. 海洋鉆井技術(shù)

隨著人類(lèi)對(duì)油氣資源開(kāi)發(fā)利用的深化,，油氣勘探開(kāi)發(fā)從陸地轉(zhuǎn)入海洋,。因此，鉆井工程作業(yè)也必須在灝翰的海洋中進(jìn)行,。在海上進(jìn)行油氣鉆井施工時(shí),，幾百噸重的鉆機(jī)要有足夠的支撐和放置的空間，同時(shí)還要有鉆井人員生活居住的地方,，海上石油鉆井平臺(tái)就擔(dān)負(fù)起了這一重任,。由于海上氣候的多變、海上風(fēng)浪和海底暗流的破壞,，海上鉆井裝置的穩(wěn)定性和安全性更顯重要,。

目前的海上石油鉆井平臺(tái)可分為固定式和移動(dòng)式兩種。固定式鉆井平臺(tái)大都建在淺水中,，它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置,，平臺(tái)上面鋪設(shè)甲板用于放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺(tái)的樁腿是直接打入海底的,，所以,，鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性好，但因平臺(tái)不能移動(dòng),，故鉆井的成本較高,。

為解決平臺(tái)的移動(dòng)性和深海鉆井問(wèn)題，又出現(xiàn)了多種移動(dòng)式鉆井平臺(tái),，主要包括：坐底式鉆井平臺(tái),、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井浮船和半潛式鉆井平臺(tái),。

坐底式鉆井平臺(tái)又稱(chēng)沉浮式或沉底式鉆井平臺(tái),，其上部和固定式鉆井平臺(tái)類(lèi)似，其下部則是由若干個(gè)浮筒或浮箱組成的桁架結(jié)構(gòu),，充水后，使鉆井平臺(tái)下沉坐于海底并處于工作狀態(tài),，排水后,，使鉆井平臺(tái)上浮可進(jìn)行拖航和移位。坐底式鉆井平臺(tái)多用于水淺、浪小,、海底較平坦的海區(qū),。

自升式鉆井平臺(tái)是有多個(gè)（一般為3～4個(gè)）樁腿插入海底，并可自行升降的移動(dòng)式鉆井平臺(tái),。自升式鉆井平臺(tái)基本由兩部分組成,，一部分是可以安放鉆井設(shè)備、器材和生活區(qū)的平臺(tái),，另一部分是可升降并可插入海底的樁腿,。我國(guó)自行制造的自升式鉆井平臺(tái)“渤海一號(hào)”平臺(tái)的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的，樁腿的高度有七十多米,，升降裝置是插銷(xiāo)式液壓控制機(jī)構(gòu),。該型鉆井平臺(tái)造價(jià)較低、運(yùn)移性好,、對(duì)海底地形的適應(yīng)性強(qiáng),，因而，我國(guó)海上鉆井多使用自升式鉆井平臺(tái),。

鉆井平臺(tái)樁腿的高度總是有限的,，為解決在深海區(qū)的鉆井問(wèn)題，又出現(xiàn)了漂浮在海面上的鉆井船,。鉆井船的排水量從幾千噸到幾萬(wàn)噸不等,，它既有普通船舶的船型和自航能力，又可漂浮在海面上進(jìn)行石油鉆井,。由于鉆井船經(jīng)常處于漂浮狀態(tài),，當(dāng)遇到海上的風(fēng)、浪,、潮時(shí),，必然會(huì)發(fā)生傾斜、搖擺,、平移和升降現(xiàn)象,，因此鉆井船的穩(wěn)定性是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。目前,，海上鉆井船的定位常用的是拋錨法,，但該方法一般只適用于200m以內(nèi)的水深，水再深時(shí)需用一種新的自動(dòng)化定位方法,。

半潛式鉆井平臺(tái)其結(jié)構(gòu)形式與坐底式鉆井平臺(tái)相似,，上部為鉆井的工作平臺(tái)，下部為浮筒結(jié)構(gòu),。它綜合了坐底式鉆井平臺(tái)和鉆井船的優(yōu)點(diǎn),，解決了穩(wěn)定性和深水作業(yè)的矛盾,。鉆井作業(yè)時(shí)，平臺(tái)呈半潛狀態(tài)漂浮在海面上,，浮筒在海水下的20～30m處,，受大海風(fēng)浪的影響小，所以平臺(tái)的穩(wěn)定性比鉆井浮船要好,，鉆井作業(yè)結(jié)束,，排出水形成浮箱后可進(jìn)行拖航，是目前海上鉆井應(yīng)用較廣泛的一種石油鉆井平臺(tái),。

5. 海洋鉆井液技術(shù)手冊(cè)

為了勘探與開(kāi)采蘊(yùn)藏在地層深處的石油和天然氣,，人們必須利用各種鉆井設(shè)備與工具，鉆穿堅(jiān)硬而復(fù)雜的地層,，這便是鉆井工作的主要任務(wù),。為了滿足我國(guó)石油工業(yè)飛速發(fā)展的需要，必須多打井,、快打井,、打好井，實(shí)現(xiàn)鉆井速度翻番,。為此,，在充分調(diào)動(dòng)人的積極因素的同時(shí)，還必須為鉆井工作者提供先進(jìn)的,、性能良好的鉆井設(shè)備與工具,，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為石油鉆井工作服務(wù)。

鉆井設(shè)備及工具包括地面鉆井設(shè)備(石油鉆機(jī))以及鉆頭,、鉆柱等,。

一、石油鉆機(jī)1.鉆機(jī)的組成現(xiàn)代石油鉆機(jī)是一套大型聯(lián)合機(jī)組,。圖5-2所示為旋轉(zhuǎn)鉆井的基本設(shè)備,。根據(jù)鉆井工藝中鉆進(jìn),洗井,起、下鉆具等工序的需要,，一套鉆機(jī)必須具備下列系統(tǒng)和設(shè)備：

圖5-2　鉆井設(shè)備

(1)起升系統(tǒng),。用于起、下鉆具,，更換鉆頭,，下套管等作業(yè)。

(2)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),。用于帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn),，破碎巖石，加深井眼,。

(3)循環(huán)系統(tǒng),。用于循環(huán)鉆井液以清洗井底,，攜出已被破碎的巖屑，保證連續(xù)鉆進(jìn),。

(4)動(dòng)力設(shè)備。驅(qū)動(dòng)絞車(chē),、轉(zhuǎn)盤(pán),、鉆井泵等工作機(jī)的動(dòng)力設(shè)備，多用柴油機(jī),，也有部分鉆機(jī)由交流或直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),。

(5)傳動(dòng)系統(tǒng)。主要任務(wù)是把動(dòng)力設(shè)備的能量傳遞和分配給各工作機(jī),。

(6)控制系統(tǒng),。為了指揮各系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作，在整套鉆機(jī)中還裝有各種控制設(shè)備,，如機(jī)械,、液動(dòng)或電控制裝置，配備有集中控制臺(tái)和觀測(cè)記錄儀表等,。

(7)底座,。包括鉆臺(tái)底座、機(jī)房底座和鉆井泵底座等,。

(8)輔助設(shè)備,。一般包括井口防噴裝置、空氣壓縮設(shè)備,、輔助發(fā)電設(shè)備,、輔助起重設(shè)備、井口工具及活動(dòng)房屋等,。

2.井口工具為了起,、下鉆具和旋卸鉆具，需要使用吊鉗,、吊卡和卡瓦等手動(dòng)井口工具,。

吊鉗由幾個(gè)鑲有牙板的鉗頭和鉗柄組成，它們之間用鉸鏈互相連接,。吊鉗用來(lái)旋卸鉆桿,、鉆鋌等組成鉆柱的各類(lèi)下井工具的連接絲扣。吊鉗都是內(nèi)外兩把(一正一反)成對(duì)使用,，用貓頭繩來(lái)旋扣,。

吊卡用來(lái)懸持、提升和下放鉆柱,。吊卡的內(nèi)徑比鉆桿外徑略大,，但比鉆桿接頭的外徑小,。工作時(shí)卡住鉆柱接頭，以便進(jìn)行起,、下鉆,。

當(dāng)旋接或卸開(kāi)鉆柱時(shí)，位于井內(nèi)的那段鉆柱必須暫時(shí)懸掛在轉(zhuǎn)盤(pán)上,。裝入轉(zhuǎn)盤(pán)補(bǔ)心中的卡瓦是用來(lái)卡住鉆桿并懸持鉆柱的,。

隨著深井、硬地層及海洋鉆井?dāng)?shù)量的迅速增加,，起,、下鉆操作的工作量顯著增加。用上述手動(dòng)井口工具旋卸絲扣體力消耗大,、工效低,、又不安全，迫切需要改進(jìn),。目前,，已有多種形式的動(dòng)力大鉗和動(dòng)力卡瓦廣泛用于鉆井生產(chǎn)中。加快了起,、下鉆速度,，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鉆井工作的全盤(pán)機(jī)械化,、自動(dòng)化打下了基礎(chǔ),。

3.井口防噴器鉆開(kāi)高壓油氣層時(shí)有可能發(fā)生井噴，引起嚴(yán)重事故,。為了在井噴發(fā)生時(shí)能控制井內(nèi)鉆井液和油,、氣、水的噴出,，通常在鉆臺(tái)下面安裝防噴器,。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的鉆機(jī)上都配備整套較完善的防噴器系統(tǒng)。如圖5-3所示為壓力等級(jí)在21～34MPa的防噴器組合,。

圖5-3　井口防噴器組示意圖

一般每臺(tái)鉆機(jī)配備3～4套防噴器,，如閘板防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬(wàn)能防噴器等,。閘板防噴器有單閘板,、雙閘板和三閘板三種。閘板的結(jié)構(gòu)又有盲閘板,、孔閘板和剪刀閘板三種,。孔閘板的芯子中心有孔，鉆井過(guò)程中發(fā)生井噴時(shí),，可將鉆柱與套管之間的環(huán)形空間封閉,，防止井內(nèi)的鉆井液、油,、氣,、水噴出，也稱(chēng)為鉆桿防噴器,。盲閘板防噴器也稱(chēng)為全封閉防噴器,，其芯子可直接把井口封閉，用于井口無(wú)鉆桿的情況下,。剪刀閘板可以在緊急情況下剪斷井中的管子，以保證井口安全,。旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：其橡膠芯子可以在抱緊鉆桿的情況下隨鉆桿一起旋轉(zhuǎn),，從而可以在封閉鉆桿與套管環(huán)形空間的同時(shí)，滿足邊噴邊鉆的工藝要求,。萬(wàn)能防噴器的膠皮芯子能在幾秒鐘內(nèi)對(duì)任何鉆具進(jìn)行封閉,，爭(zhēng)取寶貴的搶險(xiǎn)時(shí)間。

當(dāng)鉆機(jī)上配備有閘板防噴器,、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬(wàn)能防噴器三類(lèi)防噴器時(shí),，它們既可以單獨(dú)使用，也可以重疊使用,，可以實(shí)現(xiàn)邊噴邊鉆,，不壓井起、下鉆和反循環(huán)鉆井等鉆井新工藝,。大多數(shù)防噴器都配有手動(dòng)和液動(dòng)兩套控制裝置,，以便在緊急情況下遠(yuǎn)距離控制。

二,、鉆具在鉆井中除必須配備一整套的地面鉆井設(shè)備外,，還要配備一系列井下鉆井工具。包括鉆井時(shí)下入井內(nèi)的鉆頭,、鉆柱,、井下動(dòng)力鉆具、取心工具以及一些輔助鉆井工具(如事故處理工具)等,。井下鉆井工具簡(jiǎn)稱(chēng)為鉆具,。

鉆柱是從鉆頭到地面全部管柱的總稱(chēng)。鉆柱是連通地面與地下的樞紐,，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)快速鉆井的重要手段和工具,。隨著鉆井深度的不斷增加，鉆井工藝技術(shù)不斷發(fā)展,，對(duì)鉆柱的性能要求也越來(lái)越高,。目前,，已廣泛使用具有防斜、防震,、防卡等作用,，由一種或數(shù)種鉆具組合而成的復(fù)合鉆柱。這種復(fù)合鉆柱與不同的工藝措施相互配合,，可以控制井斜的變化,、改善鉆頭的工作狀態(tài)、減少卡鉆事故,，進(jìn)而獲得多方面的綜合效益,。

鉆柱的使用貫穿于鉆井作業(yè)的全過(guò)程，因此鉆柱的作用有：(1)起下鉆頭,；(2)施加鉆壓,；(3)傳遞動(dòng)力；(4)輸送鉆井液,。鉆柱在井下工況復(fù)雜,、環(huán)境惡劣，往往是鉆井設(shè)備和工具中的薄弱環(huán)節(jié),。正確選配鉆柱,、合理使用好鉆柱，對(duì)于提高鉆井速度,、降低鉆井成本有著不可忽視的重要意義,。

鉆柱由多種不同的鉆具組成。其組成方式隨鉆井條件和鉆井方法不同而有區(qū)別,。組成鉆柱的基本鉆具包括鉆鋌,、鉆桿、方鉆桿和配合接頭,。

1.鉆鋌鉆鋌又叫做加重鉆桿,。在鉆井時(shí)，鉆鋌下面與鉆頭相連,，用自身的重力給鉆頭施加壓力,。鉆鋌的特點(diǎn)是壁厚、強(qiáng)度和剛度大,，受壓后不易彎曲,，因而有利于鉆直井眼。

2.鉆桿鉆桿連接在鉆鋌和方鉆桿之間,。鉆桿的兩端裝有相互連接用的接頭,。鉆井工人習(xí)慣稱(chēng)單根鉆桿為“單根”，2～3根鉆桿連在一起時(shí)稱(chēng)之為“立根”。

鉆桿的壁厚比鉆鋌薄,。鉆桿在井內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)與井壁摩擦而不斷磨損,，在拉、壓與扭轉(zhuǎn)力的作用下有時(shí)會(huì)出現(xiàn)折斷事故,。近年來(lái),，已廣泛使用對(duì)焊接頭鉆桿和高強(qiáng)度鋁合金鉆桿等，從而減輕了鉆柱重力,，減少了鉆桿的折斷事故,。

3.方鉆桿方鉆桿連接在鉆柱的最上部，它的多邊形截面與轉(zhuǎn)盤(pán)中的方補(bǔ)心內(nèi)孔相配合,。方鉆桿進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)后只能上下移動(dòng),，因此在轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，就能帶動(dòng)鉆桿,、鉆鋌和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),。為了避免接單根后方鉆桿入不了轉(zhuǎn)盤(pán)，方鉆桿的長(zhǎng)度一般比鉆桿長(zhǎng)2～3m,。

4.配合接頭由于組成鉆柱的鉆具種類(lèi)、尺寸和扣型不同,，因此一般不能直接相互連接,，需要使用配合接頭才能連接成統(tǒng)一和諧的鉆柱。

綜上所述,，鉆鋌,、鉆桿、方鉆桿和配合接頭等幾種鉆具構(gòu)成了基本的鉆柱,。隨著鉆井工藝技術(shù)的發(fā)展,，在鉆井中除使用上述基本鉆柱外，還研究開(kāi)發(fā)出一系列能進(jìn)一步提高鉆井工作指標(biāo)的復(fù)合鉆柱,。使用最廣泛的是基本鉆柱加三器(扶正器,、減振器和震擊器)構(gòu)成的復(fù)合鉆柱。鉆具組成如圖5-4所示,。

圖5-4　鉆具組成示意

1—水龍頭,；2—配合接頭；3—方鉆桿,；4—保護(hù)接頭,；5—鉆桿；6—鉆鋌,；7—配合接頭,；8—鉆鋌；9—鉆頭5.扶正器要用好鉆頭、提高鉆速,，就要強(qiáng)化鉆井措施,。一般情況下，鉆壓加得過(guò)大就會(huì)引起井斜,。在鉆井實(shí)踐中往往根據(jù)地層的不同性質(zhì)和防斜要求,，用扶正器構(gòu)成多種防斜鉆柱。通常要使用好幾個(gè)扶正器：下扶正器緊接在鉆頭之上,，中扶正器距鉆頭約十幾米,。鉆進(jìn)時(shí)，扶正器與井壁接觸,，對(duì)鉆頭起扶正和導(dǎo)向作用,。為了保證扶正器能較好地接觸與支承井壁，其外徑要盡可能接近鉆頭直徑,。

加用扶正器構(gòu)成的防斜鉆柱若設(shè)計(jì)和使用恰當(dāng),，可以防斜，使井眼規(guī)則,，保證鉆頭平穩(wěn)工作,，提高工作指標(biāo)。實(shí)踐證明,，這些防斜措施是行之有效的,。

6.減振器減振器能吸收鉆井過(guò)程中所產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)負(fù)荷，從而提高鉆頭的使用壽命,，減輕鉆鋌以及其他井下鉆具的疲勞,。減振器一般都裝在靠近鉆頭的地方。

減振器的最主要構(gòu)件是減振元件,。有各種類(lèi)型的減振元件：不銹鋼網(wǎng)柱,、橡膠筒、鋼蝶形盤(pán),、鋼彈簧及可壓縮介質(zhì)(水墊或氣墊)等,。有些減振器只能吸收垂直振動(dòng)，而另一些減振器可以同時(shí)吸收垂直和扭轉(zhuǎn)振動(dòng),。

國(guó)外從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研究減振器,，60年代推廣使用，取得了明顯的效益,。

7.震擊器由于普遍使用小間隙的扶正器,、滿眼鉆具等防斜鉆柱以及減振器等特殊鉆具，增加了卡鉆的可能性,，尤其是在復(fù)雜地層中,。國(guó)外很早就使用震擊器,，不僅僅把它作為打撈和處理卡鉆事故的常用工具之一，而且在地層測(cè)試,、取心鉆進(jìn),、側(cè)鉆、套銑等作業(yè)和正常鉆進(jìn)時(shí)也在鉆柱中裝接震擊器,。震擊器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多,，有機(jī)械的和水力的等。它們都是采用一定的結(jié)構(gòu),，在鉆柱受拉作彈性伸長(zhǎng)時(shí)積存彈性能量,，當(dāng)拉到一定位置時(shí)突然釋放能量使震擊器發(fā)生震擊動(dòng)作，震動(dòng)被卡的下部鉆柱以達(dá)到解卡目的,。

三,、鉆頭油氣埋藏在地下，為了尋找油氣,，取得地下資源,，必須大量地破碎巖石、鉆穿地層?，F(xiàn)在的鉆井方法主要是用機(jī)械方法破碎巖石,。破碎巖石的工具就稱(chēng)為鉆頭。

鉆頭是破碎巖石,、形成井眼的主要工具,。鉆頭的性能直接影響著鉆井速度、鉆井質(zhì)量與鉆井成本,。如果能少用鉆頭迅速鉆完一口井，那將會(huì)使整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中的起,、下鉆次數(shù)減少,，建井速度加快，鉆井成本降低,。因此,，制造具有高破碎效率、堅(jiān)固耐用的鉆頭,，選擇和使用好鉆頭,，就具有特別重要的意義。

由于鉆頭所破碎的巖石性質(zhì)不同,、鉆井目的和要求不同,，在石油鉆井中會(huì)使用多種不同類(lèi)型的鉆頭，如刮刀鉆頭,、牙輪鉆頭和金剛石鉆頭等,。使用最廣泛的是牙輪鉆頭,，多用于中硬和堅(jiān)硬地層以及深井中。刮刀鉆頭在我國(guó)一些高塑性,、軟地層的油田也有突出的地位,。金剛石鉆頭在極硬地層和深井中使用效果較好。隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展,，鉆頭的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展和改進(jìn),。20世紀(jì)70年代以后，出現(xiàn)了以人造金剛石為切削元件的鉆頭,。多年的現(xiàn)場(chǎng)使用效果已經(jīng)證明,，這種鉆頭具有很好的發(fā)展遠(yuǎn)景。

1.刮刀鉆頭刮刀鉆頭是旋轉(zhuǎn)鉆井中最早使用的一種鉆頭,。這種鉆頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、制造方便，各油田都能自己設(shè)計(jì)和制造,。刮刀鉆頭適用于鉆松軟的地層(如泥巖,、頁(yè)巖和泥質(zhì)膠結(jié)的砂巖等地層)，可以取得很高的機(jī)械鉆速和鉆頭進(jìn)尺,。但是,，在鉆硬且研磨性高的地層時(shí)，刀片吃入困難,、鉆頭磨損快,、機(jī)械鉆速低，有時(shí)還出現(xiàn)憋跳現(xiàn)象,，對(duì)鉆具和設(shè)備壽命有一定的影響,。盡管如此，只要我們正確使用,，充分發(fā)揮刮刀鉆頭在軟地層中鉆進(jìn)的優(yōu)勢(shì),，對(duì)提高鉆井速度、降低鉆井成本仍然是有效的,。

20世紀(jì)70年代以后,，我國(guó)開(kāi)始研制和使用人造金剛石刮刀鉆頭。這種鉆頭刀翼的幾何形狀基本上與硬質(zhì)合金鑲塊刮刀鉆頭相同,，只是將部分硬質(zhì)合金塊換成了人造聚晶金剛石鑲塊,。由于金剛石的耐磨性高于硬質(zhì)合金，可以增加鉆頭的使用時(shí)間,，延長(zhǎng)鉆頭壽命,，提高單只鉆頭進(jìn)尺，創(chuàng)造出許多先進(jìn)的鉆井指標(biāo),。

2.牙輪鉆頭牙輪鉆頭是石油鉆井中使用最廣泛的鉆頭,。牙輪鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)具有沖擊,、壓碎和剪切破碎巖石的作用。牙齒與井底的接觸面積小,、比壓高,，工作扭矩小，工作刃總長(zhǎng)度大,。因而使牙輪鉆頭能適用于多種性質(zhì)的巖石,。常用的三牙輪鉆頭如圖5-5所示。

圖5-5　三牙輪鉆頭

目前,，國(guó)內(nèi)各鉆頭廠根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要,，不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，使牙輪鉆頭的生產(chǎn)在品種,、數(shù)量和質(zhì)量方面都得到很大的提高,，已初步建立了國(guó)產(chǎn)牙輪鉆頭的產(chǎn)品系列。

根據(jù)牙齒的特征,，將三牙輪鉆頭產(chǎn)品分為銑齒鉆頭和鑲齒鉆頭兩大類(lèi),。其中銑齒鉆頭有六個(gè)系列，鑲齒鉆頭有兩個(gè)系列,。

in,、6in等規(guī)格的鉆頭。國(guó)外鉆頭系列十分繁雜,，這里不做介紹,。

3.金剛石鉆頭以金剛石做工作刃的鉆頭稱(chēng)為金剛石鉆頭。金剛石鉆頭早期是在地質(zhì)鉆探中使用,，在石油鉆井中使用只有四十多年的歷史,最初只用在極硬地層和研磨性大的地層,。近年來(lái)，金剛石鉆頭品種增加,，使用范圍擴(kuò)大,。從極軟地層到極硬地層均可使用，并取得了滿意的效果,。

金剛石鉆頭的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要由金剛石,、胎體,、鋼體和接頭等四部分組成，如圖5-6所示,。

圖5-6　金剛石鉆頭

1—鋼體,；2—胎體；3—金剛石,；4—接頭接頭上部有用于連接鉆柱的絲扣,。鋼體與接頭之間也用絲扣連接,，然后焊死形成一體。鋼體下部與胎體燒結(jié)在一起,。胎體是固定金剛石的母體,，由帶粘結(jié)劑的碳化鎢粉制成，中間有水眼,，底面有水槽,，側(cè)面開(kāi)有排屑槽。

聚晶金剛石切削塊鉆頭是20世紀(jì)70年代后期美國(guó)鉆井工業(yè)的一項(xiàng)重要成就,。這種鉆頭的切削塊是用人造金剛石單晶在高溫高壓下聚合而成的聚晶體,。鉆進(jìn)時(shí)，聚晶體不斷剝落,，新的鋒銳小晶體不斷出露,，因而能使切削塊在磨損過(guò)程中不斷地“自銳”。其切削刃是鋒利,、高耐磨,、能夠“自銳”的金剛石切削塊，因此能在低鉆壓下取得高進(jìn)尺(為牙輪鉆頭的4～6倍)和高鉆速(為牙輪鉆頭的2倍以上),。聚晶金剛石切削塊鉆頭有聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭(簡(jiǎn)稱(chēng)PDC鉆頭),、熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭(簡(jiǎn)稱(chēng)TSP鉆頭或BDC鉆頭，也稱(chēng)巴拉斯鉆頭),、馬賽克鉆頭和大復(fù)合片PDC鉆頭,。

PDC鉆頭切削塊上的聚晶金剛石復(fù)合片極薄極硬，比碳化鎢底層的抗磨性高100倍以上,。鉆頭工作時(shí),，由于碳化鎢比復(fù)合片磨損得快，使復(fù)合片隨時(shí)裸露出保持銳利的刃口,。在較低的鉆壓下即可切入巖石,，并在扭矩的作用下切削巖石。由于切削塊可以“自銳”,，這就使整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭以切削方式破碎巖石,，從而能實(shí)現(xiàn)快速鉆進(jìn)。PDC鉆頭適用于軟至中硬地層,。

巴拉斯鉆頭的切削塊是耐溫1200℃的熱穩(wěn)定聚晶人造金剛石,。熱穩(wěn)定聚晶金剛石切削塊可制成三角體形、立方體形,、圓柱體形和針狀等多種幾何形態(tài),。巴拉斯鉆頭以剪切和研磨方式破碎巖石，適合在中硬到硬地層使用,，曾經(jīng)獲得過(guò)很好的鉆井指標(biāo),。四川川東地區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果表明：用這種鉆頭在某些地層中鉆進(jìn),，比XHP5型三牙輪鉆頭平均鉆頭進(jìn)尺提高2～4倍、機(jī)械鉆速提高20%～40%,、純鉆井成本下降10%～12%,。

馬賽克鉆頭既有熱穩(wěn)定聚晶塊的耐高溫性質(zhì)，又兼有復(fù)合片的切削能力,。

目前,，天然金剛石鉆頭和大復(fù)合片PDC鉆頭在油田使用較多，能獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效益,。

6. 海洋鉆井液技術(shù)手冊(cè)下載

海域鉆井也叫海上鉆井,、海洋鉆井。海上鉆井是在大陸架海區(qū),，為勘探開(kāi)發(fā)海底石油和天然氣而進(jìn)行的鉆探工程,。鉆探深度一般為幾千米。最深的海上石油鉆井可達(dá)6000多米

      海上完井：生產(chǎn)井鉆井完鉆后,，為開(kāi)采該井中的油氣,，采用 將井中替換為完井液、射孔,、下入井內(nèi)生產(chǎn)管柱（或 安裝電潛泵等）以及安裝井口采油樹(shù),，達(dá)到開(kāi)啟采油 樹(shù)閥門(mén)后，即可采出石油天然氣的整個(gè)過(guò)程,。完井是從下完套管,、固井結(jié)束開(kāi)始，包括射孔,、防 砂,、下生產(chǎn)管柱或大修、增產(chǎn)作業(yè)等,，直至投產(chǎn)正常后 交付生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程,。 通常鉆完井作業(yè)實(shí)行一體化，采用批鉆批完的方式,。 具體由有限公司各分公司鉆井部統(tǒng)一負(fù)責(zé)組織實(shí)施,，委 派海上施工平臺(tái)鉆完井監(jiān)督作為作業(yè)代表，由其負(fù)責(zé)組 織,、協(xié)調(diào)海上完井作業(yè)按照設(shè)計(jì)進(jìn)行施工,。

7. 海洋鉆井液技術(shù)復(fù)雜情況

空氣鉆井是通過(guò)地面的空氣壓縮機(jī)組將空氣變成壓力為1.2-2.0MPa壓縮氣體，排氣量為100-130m/min的高壓空氣,，經(jīng)由輸氣管匯注人鉆井平臺(tái)上的立壓管線內(nèi),，以高壓空氣替代普通鉆井液,，把鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑攜帶到地面同時(shí)對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻降溫,，然后經(jīng)過(guò)專(zhuān)用排砂管線排人至廢砂坑的一種鉆井模式,。

8. 海洋鉆井液技術(shù)手冊(cè)pdf

廣義地說(shuō)，包括用于鉆井的成套地面設(shè)備,、專(zhuān)用的鉆井工具和鉆井儀表,。鉆井設(shè)備按功用分旋轉(zhuǎn)、提升,、循環(huán),、動(dòng)力與傳動(dòng)、控制等系統(tǒng),。

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 主要設(shè)備是裝在鉆臺(tái)井口上的轉(zhuǎn)盤(pán),，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)方鉆桿帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),。當(dāng)采用井下動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí),，轉(zhuǎn)盤(pán)用來(lái)承受反扭矩。

提升系統(tǒng) 由絞車(chē),、井架,、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē),、大鉤,、鋼絲繩等組成的一套起重設(shè)備。絞車(chē)主要用于起下鉆具,、下套管和鉆進(jìn)時(shí)控制鉆壓,。井架用于安放天車(chē)和懸掛游動(dòng)滑車(chē)、大鉤等提升設(shè)備與工具,，以及起下,、存放管柱。天車(chē)與游動(dòng)滑車(chē)是一套復(fù)滑輪裝置,，用以減少絞車(chē)鋼絲繩上的張力,大,、中型鉆機(jī)復(fù)滑輪的鋼絲繩數(shù)一般為8～12股。

泥漿循環(huán)系統(tǒng) 由泥漿泵,、高壓泥漿管線,、水龍帶、水龍頭,、鉆柱以及泥漿固控設(shè)備等組成,。功用是：維持泥漿循環(huán)，對(duì)井底進(jìn)行沖洗,，將注入的高壓泥漿能量傳遞給井底,。

泥漿泵從泥漿池吸入泥漿，通過(guò)地面泥漿管線、水龍帶,、水龍頭,，把泥漿注入鉆柱，經(jīng)鉆頭水眼沖向井底,，攜帶井底巖屑從鉆柱與井壁的環(huán)隙返回井口,。

泥漿泵 主要有雙缸，雙作用活塞式和三缸單作用活塞式兩種,，后者的優(yōu)點(diǎn)是排量均勻,、壓力高、壓力波動(dòng)小,、體積小,、重量輕、更換易損件方便,、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單,。

水龍頭用以連接可旋轉(zhuǎn)的鉆柱和不轉(zhuǎn)動(dòng)的水龍帶，并能維持泥漿循環(huán),。

固控設(shè)備 用以清除井中返出的泥漿中的無(wú)用固相顆粒,。常用的設(shè)備有振動(dòng)篩、除砂器,、除泥器,、除氣器和離心分離機(jī)等。70年代末期,，開(kāi)始使用自動(dòng)配制泥漿系統(tǒng),與井控裝置聯(lián)用,，可對(duì)井筒隨時(shí)進(jìn)行可靠控制,自動(dòng)保持泥漿比重恒定。在出現(xiàn)井噴預(yù)兆時(shí),，能自動(dòng)調(diào)節(jié)泥漿比重及其他性能,。

動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng) 包括動(dòng)力機(jī)及傳動(dòng)機(jī)組。動(dòng)力機(jī)主要用柴油機(jī),、電動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī),。傳動(dòng)機(jī)組有鏈條、皮帶,、齒輪等機(jī)械傳動(dòng),、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)幾種，把動(dòng)力傳遞給絞車(chē),、轉(zhuǎn)盤(pán),、泥漿泵等工作機(jī)。

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種,，后者具有隨工作機(jī)負(fù)荷變化而自動(dòng)無(wú)級(jí)變速和變矩的良好動(dòng)力性能,，在鉆機(jī)上廣泛應(yīng)用。

電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)在深井和海上鉆井中廣泛應(yīng)用。分兩類(lèi)：①柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直流發(fā)電機(jī)組發(fā)電,，帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)直-直流電驅(qū)動(dòng),；②交流電經(jīng)可控硅整流帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)交-直流電驅(qū)動(dòng)。兩者都具有良好的動(dòng)力性能,。后者優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)力分配靈活、裝機(jī)功率利用率高,，由電網(wǎng)供電,，不需另配輔助的交流發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益高等,，已成為主要發(fā)展方向,。

控制系統(tǒng) 使各機(jī)組按照鉆井工藝需要，協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作,。包括對(duì)動(dòng)力機(jī),、絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán),、泥漿泵等的啟動(dòng),、停車(chē)、調(diào)速,、并車(chē),、換向等進(jìn)行控制，方式有機(jī)械,、氣壓,、液壓、電控制等,，并向電子計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展,。

井控設(shè)備 是用于油氣鉆井中保證安全鉆進(jìn)的重要設(shè)備,包括防噴器、阻流管匯,、壓井管匯,、泥漿-氣體分離器等。防噴器用以防止井內(nèi)泥漿和油,、氣,、水的噴出，防噴器有閘板防噴器,、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬(wàn)能防噴器等類(lèi)型,，安裝在鉆臺(tái)下的井口處，分別用于封閉鉆柱與套管之間的環(huán)隙或全部井口,。此外,，還有鉆柱內(nèi)防噴器，用于封閉鉆柱內(nèi)部空間。近代鉆井設(shè)備都配備數(shù)套不同類(lèi)型的防噴器,，組成井口防噴器組,，用以控制不同的鉆井情況。

9. 海洋石油鉆井船,、鉆井平臺(tái)

“海洋石油286”的建造彌補(bǔ)了這一空缺,。它專(zhuān)門(mén)用于深海油氣資源開(kāi)發(fā)，其技術(shù)含量高,，具有優(yōu)異的操縱性和耐波性,，配有升沉補(bǔ)償功能的400噸大型海洋工程起重機(jī)和最大作業(yè)水深達(dá)3000米的水下機(jī)器人；可在3000 米水深及復(fù)雜海況下作業(yè),，定位能力達(dá)到業(yè)內(nèi)最高的DP-3 級(jí),，總體作業(yè)能力在國(guó)際同類(lèi)船舶中處于一流水平。

10. 海洋鉆井液預(yù)案

鉆井隊(duì)安全員 ：

1）在公司安全環(huán)?？萍熬?duì)長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下,，負(fù)責(zé)本隊(duì)日常監(jiān)督管理工作。

2）認(rèn)真學(xué)習(xí)和貫徹執(zhí)行安全生產(chǎn)方針政策,、法律法規(guī),，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全生產(chǎn)規(guī)章制度和安全生產(chǎn)禁令,；業(yè)務(wù)上接受安全環(huán)?？频闹笇?dǎo)，有權(quán)直接向安全環(huán)?？茀R報(bào)工作,。

3）協(xié)助隊(duì)長(zhǎng)抓好“兩表一卡”管理，督促落實(shí)“兩制一規(guī)”制度和環(huán)境保護(hù)措施的執(zhí)行,，檢查并及時(shí)糾正違章行為,，防止事故的發(fā)生。

4）負(fù)責(zé)特種作業(yè)的審查,，辦理安全作業(yè)手續(xù),，監(jiān)督安全技術(shù)措施的執(zhí)行。

5）負(fù)責(zé)檢查安全管理制度,、操作規(guī)程,、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況。組織編制,、完善本隊(duì)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案,，并督促應(yīng)急預(yù)案演練。

6）協(xié)助領(lǐng)導(dǎo)抓好員工的安全意識(shí),、安全知識(shí)及操作技能教育工作,，負(fù)責(zé)組織新員工（包括實(shí)習(xí),、代培人員）、轉(zhuǎn)崗或復(fù)崗人員的隊(duì)級(jí),、班組級(jí)安全教育,，督促檢查班組（崗位）的安全教育。

7）負(fù)責(zé)本隊(duì)安全裝置,、消防器材,、防護(hù)和急救器具的管理；掌握塵毒發(fā)生情況,，提出改進(jìn)意見(jiàn)和建議,。

8）加強(qiáng)基礎(chǔ)工作，建立健全各項(xiàng)軟件資料,，完成隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)交辦的其他工作任務(wù)。

9）參與本隊(duì)安全生產(chǎn)事故的調(diào)查,、分析,、處理及上報(bào)工作。

11. 海洋鉆井液類(lèi)型

這主要取決于鉆井液的類(lèi)型和所處地方對(duì)環(huán)保的要求,。但目前使用最多的：

一開(kāi)：坂土鉆井液,，可以儲(chǔ)備一部分，排放少部分,，都很少,；

二開(kāi)：聚合物鉆井液，這是使用最多的,，也可以直接往鉆井液污水池內(nèi)排放,，最后完成鉆井工程后統(tǒng)一處理；

三開(kāi)：用的比較多的KCL鉆井液,，鹽水鉆井液,，聚磺鉆井液，油基鉆井液,，但三開(kāi)的鉆井液往往污染最大,，處理的也最嚴(yán)格。需要專(zhuān)業(yè)的廢棄物處理公司進(jìn)行招投標(biāo)后并進(jìn)行相應(yīng)的處理作業(yè),。