利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作称为钻井。通常指勘探或开发石油、天然气等液态和气态矿产而钻凿井眼及大直径供水井的工程。
那么钻井的直径大小与深度由什么决定呢?
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。
钻井主要功用为:
①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。
②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。
③获取地下实物资料,即从钻井中采取岩心钻探取得的岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。
钻井用途分类:
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、煤田钻井、矿田钻井、建筑地面钻井等。
钻井的主要三项工作,深圳钻井公司源兴告诉你如下:
一口井从开钻到完成,需进行以下三项主要工作那就是:1. 破碎井底岩石;2. 将破碎的岩石(即岩屑)运移至地面;3. 巩固井壁(简称固井)。
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晋升系统 由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等组成的一套起重设备。绞车主要用于起下钻具、下套管和钻进时控制钻压。井架用于安放天车和吊挂游动滑车、大钩等晋升设备与工具,以及起下、存放管柱。天车与游动滑车是一套复滑轮装置,用以减少绞车钢丝绳上的张力,大、中型钻机复滑轮的钢丝绳数一般为8~12股。
旋转系统 主要设备是装在钻台井口上的转盘,滚动时,通过方钻杆带动钻柱和钻头旋转钻进。当采用井下动力钻具带动钻头旋转时,转盘用来承受反扭矩。
泥浆轮回系统 由泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成。功用是:维持泥浆轮回,对井底进行冲刷,将注入的高压泥浆能量传递给井底。
晋升系统 由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等组成的一套起重设备。绞车主要用于起下钻具、下套管和钻进时控制钻压。井架用于安放天车和吊挂游动滑车、大钩等晋升设备与工具,以及起下、存放管柱。天车与游动滑车是一套复滑轮装置,用以减少绞车钢丝绳上的张力,大、中型钻机复滑轮的钢丝绳数一般为8~12股。
泥浆轮回系统 由泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成。功用是:维持泥浆轮回,对井底进行冲刷,将注入的高压泥浆能量传递给井底。
泥浆泵从泥浆池吸入泥浆,通过地面泥浆管线、水龙带、水龙头,把泥浆注入钻柱,经钻头水眼冲向井底,携带井底岩屑从钻柱与井壁的环隙返回井口。
泥浆泵主要有双缸,双作用活塞式和三缸单作用活塞式两种,后者的长处是排量平均、压力高、压力波动小、体积小、重量轻、更换易损件利便、维护保养简朴。
水龙头用以连接可旋转的钻柱和不滚动的水龙带,并能维持泥浆轮回。
固控设备用以清除井中返出的泥浆中的无用固相颗粒。常用的设备有振动筛、除砂器、除泥器、除气器和离心分离机等。70年代末期,开始使用自动配制泥浆系统,与井控装置联用,可对井筒随时进行可靠控制,自动保持泥浆比重恒定。在泛起井喷预示时,能自动调节泥浆比重及其他机能。
动力与传动系统 包括动力机及传念头组。动力机主要用柴油机、电念头或燃气轮机。传念头组有链条、皮带、齿轮等机械传动、液压传动和电传动几种,把动力传递给绞车、转盘、泥浆泵等工作机。
柴油机驱动的钻机有机械传动和液压传动两种,后者具有随工作机负荷变化而自动无级变速和变矩的良好动力机能,在钻机上广泛应用。
电驱动钻机在深井和海上钻井中广泛应用。分两类:①柴油机或燃气轮机直流发电机组发电,带动直流电念头,简称直-直流电驱动;②交流电经可控硅整流带动直流电念头,简称交-直流电驱动。两者都具有良好的动力机能。后者长处是:动力分配灵活、装机功率利用率高,由电网供电,不需另配辅助的交流发电系统,经济效益高等,已成为主要发展方向。
控制系统 使各机组按照钻井工艺需要,协调地进行工作。包括对动力机、绞车、转盘、泥浆泵等的启动、泊车、调速、并车、换向等进行控制,方式有机械、气压、液压、电控制等,并向电子计算机控制方向发展。
井控设备 是用于油气钻井中保证安全钻进的重要设备,包括防喷器、阻流管汇、压井管汇、泥浆-气体分离器等。防喷器用以防止井内泥浆和油、气、水的喷出,防喷器有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等类型,安装在钻台下的井口处,分别用于封锁钻柱与套管之间的环隙或全部井口。此外,还有钻柱内防喷器,用于封锁钻柱内部空间。近代钻井设备都配备数套不同类型的防喷器,组成井口防喷器组,用以控制不同的钻井情况。
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1、压气洗井转盘式钻机。用压缩空气代替泥浆洗井。在转盘回转式钻机上用空气压缩机代替泥浆泵,通常采用反轮回方式,叫做气举反轮回。作用于井深较大和缺水的干旱地区与寒带冻土层。
2、液压动力头式钻井机。根据液压马达通过减速器驱动,还以沿塔架上下移动的动力头代替转盘式钻机上的转盘和水龙头,驱动钻杆和钻头旋转切削岩层。可钻凿大口径水井。
3、锅锥。应用其锅锥形钻具旋转切削土层。根据钻具的大小分别称大锅锥和小锅锥,可由人力或动力驱动。切下的土屑落到锅内,晋升到地面卸出。其结构简朴,功效低,相宜于一般土层或砂卵石土层。钻井深度小锅锥为80~100米,大锅锥为30~40米。
4、潜孔振动回转式钻机。以振动和回转运动相结合的方式钻进岩层。钻具由钻头、振动器、消振器和导向筒等组成。振动器产生的激振力使整个钻具作锥摆运动以破碎岩层。采用压缩空气反轮回方式洗井,使岩屑通过导管和钻杆内腔排出井外。打井机深度可达150米。
5、反轮回钻机工作时,泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底,携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井,回沉到沉淀池。钻机在钻杆内形成非常高的上升速度,排出岩屑和卵石的能力较强,钻井速度快,作用于土层、砂层和卵石直径不大于钻杆内径的疏松地层。轮回泥浆洗井转盘式钻机。根据转盘、钻具、泥浆泵、塔架、卷扬机、水龙头与电念头等组成。工作时,动力机通过传动装置驱动转盘,由主动钻杆带动钻头旋转破碎岩层。钻井深度一般在150米以内。
有正、反两种轮回方式。正轮回钻机工作时,井底岩屑通过钻杆外的环形通道被带出井口,在沉淀池沉淀后,泥浆流回泥浆池供轮回应用。
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