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关于钻井工艺及设备的论文

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关于钻井工艺及设备的论文

开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用文写作文体,这种文体报告体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要应运而生的。开题报告一般为表格式,它要把报告的每一项内容转换成相应的栏目,这样做,既便于开题报告按目填写,避免遗漏,又便于评审者一目了然,把握要点。 开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面。 开题报告作为技术论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题、如何研究、理论适用等主要问题。 开题报告的总述部分应首先提出选题,并简明扼要的说明这个选题的目的及相关课题的研究情况、理论及研究方法。 开题报告是由选题者把自己所选的课题的内容,向有关专家及技术人员陈述。然后由他们对科研课题进行评议,再由科研管理部门综合评审的意见,确定是否批准这一选题。开题报告的内容可以大概包括:课题名称、承担单位、课题负责人、起止年限、报名提纲。报名提纲包括:1、课题的目的、意义、国内外研究概况及有关文献资料的主要观点与结论2、研究对象、内容、各项有关指标、主要研究方法包括是否已丑时行试验性的研究3、大致的进度安排4、准备工作的情况和目前已具备的条件5、目前需要添加的有关设备6、经费概算7、预期研究结果8、承担单位和主要协作单位及人员的分工等 同行评议,着重是从选题的依据、意义及技术可行性上做出判断。即从科学技术本身为决策提供必要的依据。二、如何撰写技术论文开题报告 开题报告的基本内容和顺序:论文的目的与意义:国内外研究概况:技术论文拟研究解决的主要问题:论文拟撰写的主要内容提纲:论文计划进度及其它 其中的核心内容是“论文拟研究解决的主要问题”。在撰写时可以先写这一部分,以此为基础撰写其他部分三、 由于开题报告是用文字体现的论文总构想,因而篇幅不必过大,但要把计划研究的课题如何研究及理论适用等主要问题说清楚,应包含两个部分:总述和提纲更多指导可以参考

关于钻井液的论文

具体内容已经发送到邮箱,下面节选  一口油气井钻井成功在很大程度上取决于钻井液的性质和性能。钻井液始终是为钻井工程服务的,它的发展与钻井工程的发展紧密相关。由于初期的钻井液是由最简单的泥土和水组成,“泥浆”就成为钻井液沿用至今的代名词。实际上,这种称呼既不正确更不准确。钻井液的定义是指具有各种各样功能以满足钻井工程需要的循环流体。  第一节 钻井液的功能、组成和类型  一、钻井液的功能  油气钻井的基本功能是打开找油、找气和采油、采气的通道,是实现油气勘探开发的重要工程手段。为油气钻井、完井服务是钻井液的目的,钻井、完井的需要是钻井液发展的动力。因此,钻井液的功能就体现在油气井钻井、完井的两个方面,即在整个钻进过程中,要保持安全优质快速低成本钻井;在进入油气层时,要具有保护储层的作用。所以,钻井液的功用也就是钻井、完井对钻井液的基本要求。  在钻井方面,钻井液的主要功能有  ① 清洗井底,携带岩屑。  ② 冷却、润滑钻头和钻柱。  ③ 形成泥饼,保护井壁。  ④ 控制和平衡地层压力。  ⑤ 悬浮岩屑和加重材料。  ⑥ 提供所钻地层的地质资料。  ⑦ 传递水功率。  ⑧ 防止钻具腐蚀。  在保护油气储集层方面,钻井液(此时称完井液)的主要功用是保护油气层的渗透性,尽量降低对原始油气层物化性质的损害。主要表现在以下两方面:  ① 控制固相粒子含量及级配,防止固相粒子对油气层的损害。  ② 保持液相与地层的相容性。  二、钻井液的组成和类型  钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系。它既可以是固体分散在液体中,或者是液体分散在另一种液体中,也可以是气体分散在液体中,或者是液体分散在气体中所形成的分散体系。钻井液的基本成分由分散相+分散介质+化学处理剂组成。各相具体成分可以是:  处理剂(各种维护分散体系稳定和调整分散体系性能的化学添加剂)。  在以水为连续相的水基钻井液中,通常用重量体积百分含量表示钻井液配方中各组分,不考虑处理剂本身的体积。例如,某种水基钻井液组分为:1000ml水 + 50g膨润土 + 20g处理剂。用组分表示的钻井液配方为:5%膨润土浆+2%处理剂。  随着钻井工艺技术的不断发展,钻井液的种类越来越多。目前,国内外对钻井液已有各种不同的分类方法,其中较简明的分类方法有以下几种:  按照密度大小可将钻井液分为高密度钻井液和低密度钻井液,高低密度的界限一般为35g/cm3。  按照与粘土水化作用强弱程度可将钻井液分为抑制性钻井液和非抑制性钻井液;按照连续相性质可将钻井液分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液。  根据美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)认可的钻井流体共有九个类别:①不分散钻井液;②分散钻井液;③钙处理钻井液;④聚合物钻井液;⑤低固相钻井液;⑥盐水钻井液;⑦油基钻井液;⑧合成基钻井液;⑨空气、雾、泡沫和充气钻井流体(俗称低压钻井液)。  不分散钻井液(Non-dispersed Drilling Fluids)  该类型钻井液特指未经处理的天然泥浆或者仅仅轻度处理的泥浆,用在浅井或者上部井段钻进。一般不添加处理剂或者用极少量处理剂处理。需要说明的是,此处的“不分散”是指不作任何处理(或少量处理)的意思,与我国定义钻井液中

急求(国内外油基钻井液研究现状)论这还肯定比较多的信息

钻井工程设计论文

真给石油工程的人抹黑

随着我国石油勘探开发的深入,钻井工程越来越多地面临井深、高温高压等地质条件复杂的情况,使钻井工程风险更加突出。针对这些问题,石油钻井技术的研究与应用也在不断深化。针对复杂地质条件下深井超深井技术发展,国内外都开展了钻井地质环境因素描述技术研究,并在此基础上进行钻井工程的优化设计与施工。钻井地质环境因素是钻井工程的基础数据,主要包括岩石力学参数、地应力参数、地层压力参数及岩石可钻性参数等。准确掌握这些基础数据对钻井工程设计及施工具有重要意义。对于岩石力学参数的求取,通常采用实验室对岩心试验,以及利用地球物理测井资料解释岩石力学特性参数。地层压力检测与预测研究主要是针对碎屑岩层系,对于海相碳酸盐岩地层压力预测,尚未取得成熟有效的方法,碳酸盐岩剖面中地层压力的准确预测难度较大。1 钻井地质环境因素描述技术钻井地质环境因素是钻井工程所面对的需要尽力去认识与掌握的客观影响力,主要包括地质构造因素、地层力学特征、地层可钻性以及钻井工具与地层相互作用耦合规律等。对钻井地质环境因素的研究与准确描述,可以提高钻井效率,降低钻井风险,对进行科学化钻井具有重要意义。(1)岩石力学参数求取岩石力学参数是反映岩石综合性质的基础数据,包括弹性参数和力学强度参数。岩石的弹性参数分为静态弹性参数和动态弹性参数。静态弹性参数一般通过室内对岩心进行直接加载测试换算求取,动态弹性参数则是通过测定声波在岩样中波速转换得到。岩石静态弹性参数可在室内应用三轴应力测试装置实测应力、应变曲线,并应用下列公式计算得出:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:μs为静态泊松比,无因次;Δεθ为径向应变,mm;ΔL为轴向应变,mm;Es为动态杨氏模量,MPa;Δσ为应力,N/mm;Δε为应变,mm。根据岩石弹性参数之间的关系,可导出计算岩石动态弹性参数的公式:中国海相油气勘探理论技术与实践静态弹性参数和动态弹性参数之间存在明显的差别。一般情况下,动态弹性参数大于静态弹性参数(Ed>Es,μd>μs)。为了从测井资料中获得静态弹性参数,需要把动态弹性参数转换成静态弹性参数,国内外在动静弹性参数转换方面提出了多个的转换模式。岩石力学强度参数包括:岩石硬度Hd、单轴抗压强度Sc、初始剪切强度C和内摩擦角Φ、抗拉强度St和三轴抗压强度Sp,均可在实验室通过实际岩心测试求出,也可以利用测井资料进行计算,岩石强度的方法和有关模式:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:Hd为史氏硬度,MPa;Vs为横波速度,km/s单轴抗压强度:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:C为内聚力,MPa;ρ为岩石密度,g/cm3;Vp为纵波速度,km/s;Vcl为泥质含量,小数;μd为泊松比。中国海相油气勘探理论技术与实践其中:M=93-785C中国海相油气勘探理论技术与实践式中:Sp为围压下的岩石抗压强度,MPa;Sc为单轴抗压强度,MPa;P为围压,MPa;a、b为经验系数;a=10(1948+4009dr);b=10-(7452+56126dr);dr为岩石平均颗粒直径,mm。(2)地应力参数求取地应力室内测试方面有多种测量技术,通常分岩心测试和矿场测试两种。岩心测试主要有:差应变分析(DSA)、滞弹性应变分析(ASR)、波速各向异性分析、声发射(Kaiser效应)等。矿场测试以水力压裂(水压致裂)为主。对深层地应力的求测,水力压裂测定技术是公认的最准确的和有效的方法,井壁崩落可给出较可靠的地应力方位。其他技术多为间接测定方法,需采用多种方法对比使用,才能给出比较可靠的数据。根据地应力与地质环境、岩石力学特性的关系,分析研究地应力分布规律和影响地应力诸多因素,建立地应力模型。利用测井资料计算模式中的各参数,并计算得到地层的地应力数据。该方法可以得到沿纵向的地应力剖面,得到了广泛应用。在水平应力求取方面,国内外发展了多种计算模型。如莫尔-库仑模式、金尼克模型、Mattews&Kelly模型、Terzaghi模型、Anderson模型、Newberry模型等。中国石油大学黄荣樽教授提出的地应力预测模式如下:中国海相油气勘探理论技术与实践(3)地层可钻性参数求取国内采用微钻头可钻性法进行地层可钻性的分级标准划分,将地层可钻性分为10级,定量表示地层的可钻性。利用测井资料与岩石可钻性关系分析得出规律:声波时差ΔT和岩石密度ρ与岩石可钻性kd存在显著的相关性,在一定的条件下,ΔT和ρ可反映岩石的可钻性,但是由于地层的复杂性和测井技术的限制,单一的参数有时不能全面反映岩石的抗破碎能力,为了更准确地找出测井变量与可钻性的关系,采用多元回归方法以建立多因素测井参量与可钻性的关系模型。中国海相油气勘探理论技术与实践2 深井超深井井身结构设计技术(1)井身结构设计原则1)有利于安全钻井,缩短钻井周期,减小钻井成本,避免漏、喷、塌、卡等复杂情况的发生,满足封隔不同压力体系的需要。2)能有效封隔目的层,满足环空间隙和提高固井质量的需要。3)考虑地质加深的要求和满足完井作业要求。4)符合API和国内常规钻井套管、套管头系列,特别是国内完井井口的要求。5)能有效的保护油气层,使不同压力梯度的油气层不受钻井液的伤害,减少钻井液对油气层的浸泡时间。6)打开下部高压层时,高密度的钻井液不会引起压差卡钻和压漏套管鞋处裸露的薄弱地层井段。7)井口有一定的控压能力,能满足压井及憋压堵漏等特殊施工措施的需要。(2)超深井井身结构设计基础数据1)地层层序预测、岩性剖面与地质故障提示。2)地层压力系统。3)抽吸压力与激动压力系数。4)井涌允量值。5)压差卡钻允值。6)地层破裂压力安全系数。(3)井眼与套管尺寸的匹配1)复杂地层、深探井、超深探井的井身结构设计时应留有余地,满足地质加深、取心及工程方面的要求。2)完井套管尺寸应满足采油、增产措施、井下作业等要求。3)应考虑钻井施工队伍的技术素质。4)根据国内外的钻井实践,一般由内向外的井身结构尺寸设计步骤,套管与井眼尺寸的间隙最好为19mm(3/4″),最小不低于5mm(3/8″)。(4)深井超深井井身结构设计套管下深1)导管的下深:既要考虑地表层的深度,又要考虑国家的环保法规。2)表层套管的下深:表层套管承受的压力与磨损比技术套管与尾管苛刻,在考虑岩性变化的同时,应以能承受合理的井涌压力为原则。3)技术套管下深:技术套管数量大,层次多,设计原则是让钻井液密度能控制地层压力而不至压漏上部地层。4)油层套管尺寸与下深:取决于完钻井深、储层深度、采油等后续作业措施。(5)深井超深井井身结构设计方法1)自下而上设计法。对于深探井超深探井设计,一般参考资料很少或者没有,仅仅依靠预测的地层压力剖面来设计井身结构是很不完善的,比较理想的方法是采取倒推法设计必封点,确定套管鞋位置的最大承压能力,确定最小的完井尺寸,从下到上一级一级设计,进而确定开孔尺寸,同时考虑预留一级或两级套管层序调整尺寸,以便解决工程地质设计中的变化;当套管层序确定后,以最大钻井液密度为计算依据,压差卡钻临界值为基础,井壁稳定为前提,确定各个套管层次的下入深度(特别是主要技术套管)。这个深度对于一口具体的探井,是一个深度区间,而不是一个具体的深度位置,即可根据录井结果调整套管的下入深度。2)自上而下设计法。自下而上设计法要求对下部地层情况资料有很好的掌握,设计结果的可靠性是以对下部地层的岩性特征、地层压力特性的充分了解为前提条件。这种以每层套管下入深度最浅、套管费用最低为目标的设计方法,非常适用于已探明地区开发井的井身结构设计。在对所钻地区深层的地质情况不清楚的情况下,深层钻井的井身结构设计不应以每层套管下入深度最浅、套管费用最低为首要目标,而应以确保钻井成功率、顺利钻达目的层为首选设计目标。要提高成功率,就必须有足够的套管层次储备,以便一旦钻遇未预料到的复杂层位时能够及时封隔,并继续钻进。目前国内现行套管钻头系列所提供的套管层次有限,只有2~3层技术套管,只能封隔钻井过程中的2~3个复杂层位。在这种情况下,希望每一层套管都能尽量发挥最大作用,即希望上部裸眼尽量长些,上部大尺寸套管下入深度尽量大一些,以便在下部地层的钻进中有一定的套管层次储备,且不至于小井眼完井。根据深探井钻井条件及要求,可以采用自上而下的设计方法。依据求取的地层特性剖面、地层三个压力剖面、地区井身结构设计系数等。条件关系式:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:ρcmax为裸眼井段钻遇的最大井壁坍塌压力的当量钻井液密度。3)综合方法。将上述两种方法结合应用,并将两个设计结果进行比较,确定出每层套管的合理下入深度区间。3 井眼稳定技术从岩石力学的角度进行分析,造成井壁坍塌的原因主要是由于井内液柱压力较低,使得井壁周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏所造成的,井壁岩石的破坏,对于软而塑性大的泥岩表现为塑性变形而缩径。对于硬脆性的泥页岩一般表现为剪切破坏而坍塌扩径。剪切破坏剪切面的法向和σ1的夹角等于β,法向正应力为σ,剪应力为τ。根据库仑-莫尔准则,岩石破坏时剪切面上的剪应力必须克服岩石的固有剪切强度C值(称为黏聚力),加上作用于剪切面上的内摩擦阻力μσ,即:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:μ为岩石的内摩擦系数,μ=tanψ;ψ为岩石的内摩擦角。利用两个以上不同围压的三轴压缩强度试验可以求取岩石的内聚力与内摩擦角参数。(3-95)式也可用σ1和σ3坐标图上的直线来表示,主应力σ1和σ3改写成:中国海相油气勘探理论技术与实践或中国海相油气勘探理论技术与实践式中:σC为单轴抗压强度。当岩石孔隙中有孔隙压力Pp时,库仑-莫尔准则应用有效应力表示为:中国海相油气勘探理论技术与实践内聚力和内摩擦角是表征岩石是否破坏的两个主要参数,也是井壁稳定计算中的重要参数。岩石剪切破坏与否主要受岩石所受到的最大、最小主应力控制,σ3与σ1的差值越大,井壁越易坍塌,从井壁岩石受力状态分析中,可以发现岩石的最大、最小主应力分别为周向应力和径向应力,这说明导致井壁失稳的关键是井壁岩石所受的周向应力σθ和径向应力σr的差值,即σθ-σr的大小。差值越大,井壁越易坍塌。通常水平地应力是非均匀的,即σH≠σh,所以井壁上的周向应力是随井周角而变化的(井周角为井壁上点的矢径与最大地应力方向的夹角)。井周角在θ=90°和θ=270°处,σθ值最大。因此,该两处的差应力值达到最大(因为r在井壁各处为常数,与θ无关),是井壁发生失稳坍塌的位置。采用库仑-摩尔强度准则进行分析,可求得保持井壁稳定所需的钻井液密度计算公式为:中国海相油气勘探理论技术与实践式中:H为井深,m;ρm为当量钻井液密度,g/cm3;C为岩石的黏聚力,MPa;η为应力非线性修正系数;σH,σh分别为最大、最小水平地应力,MPa。

在尽可能多地获得地层和储层参数并加以分析后,就可以进行钻井的设计工作。钻井设计很大程度上决定了所用钻井、完井、生产工艺类型以及所需的设备。钻井设计应包括钻井地质设计、钻井工程设计、钻井施工进度设计和钻井成本预算设计4个部分。设计的基本原则是:1)钻井地质设计要明确提出设计依据、钻探目的、设计井深、目的层、完钻层位及原则、完井方法、取资料要求、井深质量、产层套管尺寸及强度要求、阻流环位置及固井水泥上返高度等。2)钻井地质设计要为钻井工程设计提供邻区、邻井资料,设计地层水、气及岩石物性,设计地层剖面、地层倾角及故障提示等资料。3)钻井工程设计必须以钻井地质设计为依据,有利于取全、取准各项地质工程资料;保护煤层,降低对煤层的损害;保证井身质量;为后期作业提供良好的井筒条件。4)钻井工程设计应根据钻井地质设计的钻井深度和施工中的最大负荷,合理选择钻机,所选钻机不得超过其最大负荷能力的80%。5)钻井工程设计要根据钻井地质设计提供的邻井、邻区试气压力资料,设计钻井液密度、水泥浆密度和套管程序。6)钻井工程设计必须提出安全措施和环境保护要求。

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摘要:简述雷达的基本原理,介绍了地质雷达在工程质量检测中的应用实例。关键词:地球;地质雷达;水利工程;质量;应用;必须把地质、钻探、地质雷达这三个方面的资料有机结合起来,建立测区的地质——地球物理模型,才能获得正确的地下地质/html/shuili/20090317/html

钻探工程施工技术设计002  第一节 钻孔结构 一、概念  钻孔结构是指开孔至终孔孔身口径的变化。换径次数愈多,钻孔结构越复杂,反之越简单。钻孔结构的选择,要充分考虑矿区的岩石性质、水文地质条件、终孔口径、钻孔深度、钻进方法、钻孔用途等因素。  二、确定钻孔结构总的原则  以终孔直径做为拟定钻孔结构的标准,对照理想岩层剖面自下而上拟定各段的口径和开孔直径。在保证钻孔质量和安全钻进的前提下,尽可能地采用泥浆护孔从而减少或不下套管和少换径,最大限度地简化钻孔结构。  三、钻孔结构选择示例  勘探某金属矿床时,设计孔深700米, 采用金刚石钻进,地质剖面包括以下层位:(1)0至100米为可钻性1-7 级的岩石,该段全漏水不循环;(3)100至700米为可钻性9至10级的稳定岩石;(4)地质取样要求以59mm终孔。试确定该钻孔结构。[分析]从已知条件,自160米至终孔适于一径到底,不下套管;分析地质剖面,该钻孔下孔口管和一层套管即可;为封闭漏失层,套管下放深度为120-130米,管鞋伸进稳定层10至20米,套管直径为73mm,因此该孔段须用76mm钻进;孔口管长18至20米。直径89mm,因此开孔取91或110mm。据此可作出如上图的钻孔结构图。  在矿区钻探技术设计书中,值得注意的是应该将矿区的钻孔结构划分为简单钻孔结构和复杂钻孔结构二种类型加以作图说明,同时作图时应将各要素如直径、换径深度等标明。  第三节 钻进方法 目前岩心钻探工作中,一般根据各矿区地层岩石力学特性、结构与构造,结合钻探设备与护壁堵漏措施等因素,常采用合金与金刚石分层钻进的方法。一般地,开孔采用合金钻进至完整岩面3至5米,然后扩孔下孔口管隔离上部松散层、覆盖层等不稳定地层,然后改用金刚石钻进至终孔。因此,在此只介绍这二种钻进方法。  一、硬质合金钻进 1概念 将具有一定强度和形状的硬质合金,按钻进要求固定于钻头上,在一定的技术条件下,作为切削具破碎岩石的一种钻进方法。  2钻探对硬质合金的要求 合金钻进是靠固定在钻头体上的硬质合金来破碎岩石的,而各种岩石都具有一定的强度和研磨性,钻进时钻头上受力也很复杂,因此,所使用的硬质合金应具有如下性能:  ①硬度大且耐磨性强。便于钻头能有效地切入或压入岩石,并能抵抗岩石对硬质合金的磨蚀作用。  ②抗弯强度大且韧性好。便于能承受破碎岩石过程中各种变化的负荷而不至于崩刃和碎裂。  ③热硬性好而导热性高。钻进中孔底会产生很高的温度,因此要求较高的热硬性,而且在冲洗液中易于释放热量。④成型性好,容易镶焊在钻头体上。  地质勘探用的硬质合金主要是钨钴合金,这类合金其性能满足上述要求。  3硬质合金钻头 钻探用的硬质合金钻头的结构合理与否直接影响到钻进效率、钻头寿命、钻孔质量以及材料成本,因此要认真对待合金钻头的结构要素的研究与选择。它一般分为二大类:取心钻头和全面钻头。地质勘探中一般都只采用取心钻头。  ①钻头体:它是镶嵌切削具的基体,用D35或D45号无缝钢管制成,针状合金钻头的内外出刃应与相应的金刚石钻头一致,钻头体长度不得短于95mm,其中丝扣部分长度40mm,钻头钢体壁厚7至9mm,过厚克取岩石面积大,消耗功率多,过薄影响强度而容易变形。壁厚在保证足够强度与刚度的条件下力求减小,以使克取面积减少以提高钻进效率。  ②合金镶焊数目和排列形式:应根据岩石性质、钻头直径、合金质量、钻具强度和设备功率等因素来确定。钻头直径大、孔较深、岩石硬度大和研磨性较高时,合金数量要适当增加。地质勘探中常用的数量如下表所示。  钻头规格(mm)  合金数量(个)  岩石性质 36 46 59 76 91 110 130 150  研磨性较强的岩层 3-4 3-4 4-6 6 6-8 8-10 10-14 12-14  弱研磨性岩层 3-4 3-4 4 4-6 6 6-8 8 10  在排列形式上一般采用均匀单环排列。  ③切削具的出刃:主要是底、内、外三种出刃。其中底出刃起切入并破碎岩石的任务,大出刃利于破碎岩石和冲洗液流通,但过大容易造成崩刃与折断;内外出刃主要是形成环状间隙,以保证冲洗液流通,较大的内外出刃会导致钻头回转阻力增大,容易崩刃折断,但有利于排粉和减少岩心堵塞的机会,太小了则容易造成岩心堵塞和影响排粉效果甚至会造成糊钻等不良现象。因此,出刃的大小应根据岩石性质来考虑,实际工作中可参考下表进行选择。  岩石性质 内刃(mm) 外刃(mm) 底刃(mm)  松软、弱至中等研磨性岩石 5-5 5-3 2-3  中硬、强研磨性岩石 1-2 1-2 5-5  ④镶焊角:合金颗粒与钻头唇面的夹角,一般采用正前角镶焊,这种镶焊切削具有自磨作用也有利于排粉,但所需轴向压力要较其他方法大些。  ⑤水口及水槽:起到冲洗液流通冷却钻头和携带岩粉的作用,其形状与大小应根据岩层性质、钻头结构形式、冲洗液种类的不同而考虑。一般地,水口面积的总和要大于钻头与岩心之间或钻头与孔壁之间的环状面积,以减少循环阻力。  4合金钻进技术参数  合金钻进的技术参数主要包括钻压、转速和冲洗液量。它们对钻进效率、钻孔质量、磨料消耗、施工安全等直接有关系。在操作过程中,应根据岩石的物理机械性质、钻头结构、钻探设备和钻具的可能性以及钻孔质量要求等条件来合理掌握,并通过实践当中进行修正、总结出适合矿区的最优钻进技术参数。  ①钻压:合理的钻压应该既保证钻头耐久性又获得最大的平均机械钻速。在其它条件不变的情况下,在一定范围内,钻速随着钻压的增加而成比例地增加。实践证明:钻速的提高主要是依靠钻头压力的增加来实现。但压力过大会导致崩刃、钻具折断、钻孔弯曲、软岩层中容易烧钻等事故。钻压可通过下式进行计算:  钻头总压力 = 每颗切削具上应加的压力(如柱状合金70-120kgf/颗) X 钻头上切削具的颗数  实际工作中应该根据所钻的岩层性质而选择的合金切削具型式和钻头的排列与数目进行初步计算,同时在施工中不断总结出最优的钻压。  ②转速:钻具转速有二种表示方法,一是钻头每分钟的回转数(转/分),另一个是用钻头的圆周速度V(米/秒)来表示。 V = [π(D + D1)n ]/(2X60)  生产实践表明:在一定条件下,提高钻头转速可增大钻速,但超过最优值后反而随转速的增高而使钻速降低。一般情况下,在软至中硬岩中钻进时,可采用较高的转速;在坚硬和强研磨性岩石或非均质和裂隙发育的岩石中钻进,则应降低转速;深孔或大口径钻进也应降低转速。  ③冲洗液量:冲洗液量的大小应根据岩石性质和钻孔直径等因素而定。一般地,在软岩层中钻进因进尺快所产生的岩粉多而选择较大的冲洗液量;在岩石颗粒粗比重大的岩层钻进也应相应加大冲洗液量;在大直径孔、深孔钻进时,钻杆和孔壁渗漏多也应加大冲洗液量;而在松散、破碎地层钻进,为防止冲蚀岩心和冲垮孔壁,应选择较小的冲洗液量。冲洗液量Q的大小一般用经验公式进行计算:Q = KD K—经验系数(6—15l/in)D—钻头直径(cm)  实际钻进工作当中,各参数之间有着密切的联系,要达到合理的配合,其配合关系大致如下:  岩石 钻压 转速 冲洗液量  研磨性大的硬岩石 大 小 小  裂隙岩层 小 小 相应地小  软岩 小 大 相应地大  设计中可根据下面的技术参数表的数据范围内根据矿区地层岩性特点加以选择,同时应在实际工作中摸索出适合矿区地层的最优技术参数。  不同岩层钻进技术参数范围表  岩石级别 钻进技术参数  钻头压力 转速  (rpm/min) 泵量  (L/min)  取心钻头  (kg/粒) 刮刀钻头  (kg/cm)  1~4级 50~60 100~120 200~350 >80  5~6部分7级 80~120 120~150 150~250 >80  注:(1)针状硬质合金块每块能承受的压力为150~200kg;  (2)100型钻机的泵量,以水泵最大有效排水量送给。  (3)刮刀钻头单位压力(kg/cm)中的cm,系指钻头直径。  5 合金钻进注意事项  采用合金钻进,除了合理选用钻头结构和钻进技术参数外,还必须有正确的操作方法,才能达到提高钻进效率和钻头使用寿命的目标。因此,应注意以下几方面:  ①新钻头入孔内,应离孔底5米以上并轻压慢转扫至孔底,以防止新钻头被挤夹住。扫孔时速度要慢,以防止合金崩刃或因孔底有残留岩心而堵塞。  ②要经常保持孔底清洁。孔内的岩粉、崩落的合金须及时捞取,孔内有残留岩心在5米以上或有脱落岩心时不得下入新钻头。  ③为保持孔径一致,钻头应排队使用。原则是先用外径大内径小,后用外径小内径大的。  ④正常钻进压力要均匀,不得无故提动钻具,并随着合金的磨钝逐步加大压力。发现岩心堵塞时要及时处理,无效时立即提钻以防止孔内事故。  ⑤合理掌握好回次进尺时间。合金钻进时因磨料逐渐磨钝而出现钻孔缩径和钻速逐步下降,因此,为避免下一回次的扩孔、起下钻时间和提高回次效率,应当确定合理的回次进尺时间,这是提高钻速的有效措施之一。可通过计算法或作图法进行现场确定,各矿区地层情况不一,在此无法具体给出数据。  回次钻速= (回次累计进尺)/(钻进时间累计 + 起下钻时间)  二、金刚石钻进  1 金刚石钻进的优点:与其它方法相比具有如下优点:  ①钻进效率高;②钻孔质量好(采取率可达90%以上,岩矿心代表性好,岩矿心光滑完整、无选择性磨损和富矿流失、污染等现象,钻孔弯曲小);③事故少;④劳动强度低;⑤成本低;⑥应用范围广。  2 金刚石钻头  在这里我们要了解和掌握金刚石钻头的组成、类型和规格及其结构等知识,才能在进行设计或审查设计时对矿区所选择使用的钻头是否合理做出一个评价。  ①钻头的组成:由三个部分组成,即金刚石、胎体、钻头体。  金刚石:分底刃、边刃、侧刃金刚石。底刃用于克取岩石,要选择晶形较好的金刚石;边刃主要用于克取岩石并要保内外径。因此要选择质量最好的金刚石;侧刃仅用于保内外径,可选择较次质量的金刚石。  胎体:是钻头底部包镶金刚石的一圈假合金,采用粉末冶金法或电镀法制成各种需要的形状,用来包镶金刚石颗粒并牢固地与钻头体焊接在一起。胎体部分开有水口,供冲洗液流通之用。金刚石钻头胎体硬度一般在HRC20—50之间,要根据矿区岩性研磨性、破碎程度等因素来合理选择钻头胎体硬度。  钻头体:钻头钢体部分,用中碳钢制作,上部车有丝扣,用来与扩孔器连接。  3、合理选择金刚石钻头与磨料  生产实践证明,金刚石钻头并非能全部顺利钻进各类岩石,在某些岩层中钻进钻速非常低甚至不进尺(如俗称的“打滑地层”)。因此,必须根据岩石的硬度、强度、研磨性、完整度进行合理的选择,做到钻头分层选用“对号入座”,以充分发挥金刚石钻进的优越性。如果选择不当,不但不能发挥其效能,相反会增加金刚石的消耗量使钻探成本增加、事故增多、效率低、质量差,因此必须在设计与实际工作中重视这项工作。  1分层钻进的选择原则  ①在中硬至坚硬岩层以及中、强研磨性岩层、破碎岩层中宜采用孕镶钻头钻进。  2金刚石钻头选择的基本原则  1钻头型式的选择原则  应根据岩石研磨性、完整度和可钻性进行选择。表镶钻头适用于软的、中硬完整岩层钻进;孕镶钻头适用于硬的、坚硬的、破碎的和软硬不均的、裂隙性的岩层钻进。  2钻头胎体的选择原则:在研磨性强,很破碎、较软、颗粒度粗的岩层钻进所选择的胎体硬度应大;反之,研磨性弱、均质完整、硬度大、颗粒度细的岩层所选用的胎体硬度应偏软;而在研磨性强、硬度特硬的岩层不应选用偏软胎体,而是要选择特硬的胎体,否则胎体很快被岩层磨损使钻头失去工作能力。  3具体选择条件:根据上述原则,目前常用的人造孕镶金刚石钻头的金刚石浓度、粒度和胎体硬度的具体设计和使用时可按下表从不同厂家生产的钻头中选择适合矿区地层的钻头。  岩石性质 坚硬 中硬 软  金刚石粒度 细  100目 80—46目 粗  46目  金刚石浓度 低  50% 50—75% 高  100%  胎体硬度 较软  HRC30± HRC40 较硬  HRC40—50  4合理使用金刚石钻头与扩孔器  目的在于以最小的金刚石消耗量,取得最高的机械钻速和最长的钻头使用寿命,达到降低成本。其原则是:先用外径大的,后用外径小的。同时也应考虑先用内径小的,后用内径大的。这样做的好处在于:  1使钻头的外径与孔底部位的孔径尽量吻合,避免扫孔;  2使钻头内径与卡簧内径和残留岩心外径尽量吻合,防止扫岩心而造成岩心堵塞或损坏钻头;  3防止钻头、扩孔器下不到底被挤卡造成事故;  4可防止单个钻头连续进行多回次钻进而形成“喇叭形“钻孔,造成长距离扫孔;  5可使钻头与扩孔器均匀磨损以延长寿命,降低成本。  5钻头与扩孔器、卡簧的配合  1扩孔器外径与钻头外径的配合  扩孔器外径过大,形成“台阶式”钻进,扩孔器易崩刃或过早磨损,导致钻进效率低;而扩孔器外径过小就起不到扩孔的作用导致钻头过早磨损。因此,扩孔器的外径与钻头外径的合理配合尺寸为:扩孔器外径比钻头外径大3—5mm,在坚硬岩层中不得大于3mm。  2钻头内径与卡簧自由内径的合理配合  卡簧内径是岩心进入内管的第一道“关口”,若卡簧内径过大,则取不上或卡不住岩心而造成岩心脱落或残留孔底过长;而卡簧内径过小,则会造成岩心堵塞或岩心顶死卡簧被迫提钻。因此,它们间的配合尺寸是:卡簧自由内径比钻头内径小3—4mm。现场机台使用时应有2至3种规格的卡簧供机台选择,在使用时先用内径小的后用大的。值得注意的是短节与卡簧座为过渡配合,卡簧座的下端与钻头内台阶应有4—5mm的间隙(防止岩心堵塞)。  6金刚石钻进常见事故的预防措施  1如何防止岩心堵塞  实际钻进中,当岩层节理发育、岩石破碎或因工艺规程不合理及操作不当,钻具配合不好等因素存在时,将容易导致岩心堵塞。采取单动双管钻具钻进或专门的取心工具来进行预防。单动双管的内管有扶正岩心、减少钻具旷动和容纳岩心的作用,同时卡簧座与钻头内台阶必须有3至4mm的间隙,以保证内管自由扶正岩心从而防止堵塞;而在节理发育、破碎倾角大的岩矿层中应设计带容纳管的或活塞式的等专门取心工具。另外要保证岩心顺利进入内管,主要的措施有:内管光滑平直;双管内设减振机构或加半合管;良好的卡簧自由内径和钻头内径的配合;精心操作,技术参数稳定,不无故提动钻具等。  2如何防止烧钻事故  当井底钻头得不到充分冷却时将会发生烧钻,烧钻事故严重时会伴随恶性卡钻和断钻杆等孔内事故,因此应该做好预防工作。  烧钻事故主要原因:钻杆中途渗漏,到达孔底冲洗液量不足;水泵工作不正常;岩心堵塞不及时提钻;孔底岩层漏水;钻速过快岩粉没及时排清等方面的原因都会引起烧钻事故。  事故征兆:泵压突然增高,返水变小;回转阻力增加,进尺变慢或不进尺;机械运转不正常;柴油机声音异常或电动机电流表值增高等均是发生烧钻事故的征兆。  预防措施:①要防止冲洗液从钻杆漏失。可在提钻时认真检查钻杆磨损情况,不合格都及时更换;下钻时钻杆接头丝扣缠棉纱等措施。  ②要防止泵量不足。可通过经常检查水泵、使用变量泵和抗震性能好的抗震压力表和随时检查水眼、水路是否畅通来实现;  ③较软地层控制钻速,不得盲目加压追求进尺。地层由硬变软时,压力要随之改小。  ④经常修磨水口、水槽。要求水口高度不小于3mm,水槽深不小于5mm。  ⑤精心操作。操作者随时观察泵压表、孔底压力表、电流表(使用电动机时),孔内返水情况,观察进尺速度和动力机的负荷变化,发现异常立即提钻。  ⑥下钻不能一次到孔底,必须离孔底5m以上开泵送水待循环畅通后再慢速回转下放钻具到孔底。  ⑦发现岩心堵塞或蹩泵时,应立即提钻。不得用加大压力或加快转速的办法来处理。  ⑧保持孔内清洁,残留孔底岩粉不得超过3m。同时也要经常清除清除冲洗液净化系统内的杂物异物和沉渣。  8金刚石钻进技术参数  在正确选择金刚石钻头的情况下,金刚石钻进效率取决于钻进规程参数的合理调节,即钻头轴向载荷、钻头转速和冲洗液量。许多可变因素对规程参数均有直接影响,如岩石物理机械性质、钻头类型、钻孔直径和深度、所用设备与钻具等。金刚石钻进所采用的是以高转速为主体的钻进规程,转速参数的变化影响钻进效果非常明显。评价所选择的钻进规程的合理性,主要是根据钻速、钻头进尺和单位进尺金刚石的消耗量(克拉/米),其中以单位进尺金刚石消耗量和钻头进尺尤为重要。在实际工作中应结合以下的分别论述根据矿区地层岩性特点和选择的设备、孔径和深度等因素,综合选定出自己所在矿区施工的技术参数范围,而不是盲目在设计中套用规程参数。  1钻压  是指钻进过程中直接加在钻头上的轴向压力。合适的钻压可保证金刚石钻头有效地破碎岩石,效率高、进尺多、金刚石消耗量少。钻压低于岩石抗压强度时,金刚石无法克取岩石而在岩石上滑动并迅速被抛光;钻压过大会造成孔底岩屑聚集而使钻头胎体磨损过快,金刚石消耗量大,导致钻速不高甚至糊钻和烧钻。  选择压力时要根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻头类型、金刚石的质量、数量和粒度以及钻头克取岩石的环状面积等,笼统地按钻头直径推荐钻压是不够全面的。一般地,从岩石性质的角度在软或弱研磨性岩层中用较小的钻压;在完整、中硬到坚硬或中等研磨性的岩层中适当加大钻压;在破碎裂隙和非均质的岩层中应视裂隙程度适当减小钻压(减少25—50%)。从钻头类型上看,口径大、壁厚、胎体较硬时,用较大的钻压,反之用较小的钻压,值得注意的是如果用表镶钻头时所采用的钻压要较孕镶钻头大,以利于金刚石能压入所钻岩石产生体积破碎。从钻头的成份看,当所有的钻头金刚石品级高、质量好,量多、粒度大时,钻压应大些,反之应小些。同时,在实际工作中,确定钻压时也应考虑钻头的新旧程度和估计好钻压在孔底的损失,新钻头在初磨阶段应用较小的钻压(200—300kgf)等正常出刃后方可用正常钻进压力;孔底损失主要是受孔深与泵压的影响,随着孔深的增加,钻柱与孔壁间的磨擦及泵压的增大抵消了部分钻压,因此也要相应地加大钻压以保证钻头有效地破碎岩石。  设计时,可根据下列公式进行计算:  表镶钻头的压力:P = (66—76)g m p  式中P—表镶钻头总压力(kgf);  g—钻头上的金刚石的克拉数;  m—金刚石粒度(粒/克拉);  p—经验单位压力(5—5kgf/粒);  66—76是系数,表示实际克取岩石的金刚石数量为钻头总克拉数的66—76%。孕镶钻头压力的计算:P = F p 式中:P——钻头总压力(kgf); F——钻头环状克取面积(cm2),F=π/4 (D2 – d2)  D——钻头外径(cm)d——钻头内径(cm)  2转速  转速是主要技术参数之一,金刚石钻进破碎岩石时切入深度小(百分之一到千分之一毫米),想获得高的钻速就必须采用较高的转速。生产试验研究表明,在一定范围内,转速越高,钻速也越高。因此,在实际工作当中,当岩层比较完整、管材有足够的强度和稳定性、配有润滑剂、设备能力允许的情况下,应该选用较高的转速。值得注意的是,当转速超过一定的限度时钻速会下降且严重影响钻头寿命,国内长寿命钻头一般均在800rpm/min下获得。一般地,孕镶钻头出刃很小,切入岩石的深度更小,为获得较高钻速,要求线速度达到5—0m/s;表镶钻头的出刃较孕镶钻头大,转速过高时容易引起振动而损伤金刚石,因此表镶钻头的线速度要求在0—0m/s。  转速的选择应从钻孔深度、设备能力、钻孔结构及岩石性质等方面综合考虑。深孔钻进时,钻具重量大受力情况复杂,钻具回转所消耗的功率也大,受功率和钻具强度的限制以及在泵压和泵量不足时,转速应该降低;浅孔钻进可选用较高的转速;钻孔结构简单,钻具级配合理时,适当采用高转速;反之,钻孔结构复杂,钻杆与孔壁间隙大时,钻具稳定性差,则不宜开高转速。在完整岩层应采用高转速;在岩层破碎、裂隙发育、软硬不均时钻具振动大,容易损坏金刚石,应降低转速。转速的划分为高、中、低三个范围,高转速一般在700—800rpm/min甚至1000rpm/min以上;中转速一般在400—600rpm/min;低转速一般在200—300rpm/min,最低速100rpm/min左右。那么在设计和实际工作中,可根据上面的这些选择原则,先确定采用多大的线速度,通过V = πDn/60 进行换算出转速n,式中:V是线速度(m/s)、D钻头平均直径(m)、n是钻头转数(rpm/min)。同时根据钻孔深度、设备能力和岩石性质等因素综合考虑后确定合理的转速。  3冲洗液量  一般地说,金刚石钻进要求不大的泵量和较高的泵压,同时也要求泵量均匀连续,有较高的流速。其原因在于孔底与孔壁间隙小加之岩粉颗粒细,必须要有较高的上返流速和较大的冲洗液压力才能克服流动阻力。因此,钻探工作中要求使用变量泵作为冲洗液的输送设备。确定泵量时考虑因素是岩石性质、钻杆与钻孔的环状间隙、钻头类型、金刚石粒度、胎体性能等主要因素。泵量的确定原则如下:  从岩石性质角度看:钻进坚硬、颗粒细的岩层时,因钻速低、颗粒细岩粉少,可用较小的冲洗液量;软的、中硬、颗粒粗的岩层。因钻速较高,冲洗液早应用大些;在裂隙、轻微漏失的岩层中钻进,为补偿一些漏失应用较大的冲洗液量;钻进研磨性高的岩层摩擦产生的热量多,用较大的冲洗液量,但注意如果太大会在强烈的液流作用下冲蚀钻头胎体而使金刚石颗粒过早暴露导致崩刃脱落。  从钻头类型看:孕镶钻头钻进时用大的冲洗液量,原因是转速高需要及时冷却胎体避免金刚石损伤和防止胎体磨损过快。表镶钻头出刃量较孕镶钻头大,排粉和冷却条件好,冲洗液量较孕镶钻头小。  从环状间隙看:钻孔环状间隙内岩粉的下沉速度一般在1m/s,冲洗液的上返流速超过下沉速度时方可携带岩粉至孔口。因此,金刚石钻进时要求冲洗液上返流速在3—5m/s。当冲洗液上返流速超过5m/s时,会冲刷岩石和孔壁上不稳固的岩石,容易导致事故的发生。  从钻孔深度看:孔深的增加,钻杆接头处的渗漏也增加,泵量应适当增加。  泵量的计算可用经验公式:Q = K D  式中:Q——泵量(l/min);D——钻头直径(cm);K——经验系数,取5至8。  根据上述,在设计或实际工作中,可先从直径大小初步计算出冲洗液量,再结合所在矿区的钻进岩石性质、钻孔深度、采用的钻头类型、钻具级配等方面综合考虑确定合理的冲洗液量。  关于泵压问题:金刚石钻进钻孔环状间隙小,钻头水口窄,过水断面小,因此流动阻力大从而泵压较高。泵压的损失包括地表管路、钻杆内孔、双管、钻头和环状间隙几部分,其中地表管路(包括高压胶管、水龙头、主动钻杆等)、双管和钻头的压力损失大约8个大气压;每百米钻杆约损失2个大气压。设计时在设备选择中应该将这些因素考虑在内。同时,在实际工作中,可根据泵压的变化来判断孔内情况作出相应的处理对策。一般地,钻进过程中泵压发生小幅度的上升或下降现象,是孔底换层的征兆,这时要注意进尺情况和钻具响声,必要时可调整钻进参数(包括三个参数),以防岩心堵塞;泵压如果大幅度增高,是发生严重堵塞的反映,要尽快将钻具提高孔底以防止发生烧钻;如果泵压大幅度下降,多半是钻杆折断或脱扣,应立即停车检查。因此,钻进过程中经经常观察泵压的变化,严防送水中断和中途泄漏,同时也要配备性能良好的泵压表,以便帮助迅速地判断孔内情况。  4技术参数的合理配合  钻压、转速、泵量三者间是相互配合与相互制约的一种关系。在一定条件下存在最优的配合关系,这种最优关系称最优钻进规程。只有在最优的规程下钻进。才能在以最小的金刚石消耗量获得最高和钻速和较长的钻头寿命,达到优质、高效、低成本和安全的目的。  一般地,在较软地层钻进,采用高转速、大泵量和适当的压力;在坚硬的研磨性强的岩层钻进,则采用大钻压和适当的转速和泵量;在裂隙发育的破碎岩层和研磨性强的岩层钻进,则采用最小限度的钻压、转速中低和适当的泵量;在“打滑层”中钻进,应用大钻压、中低转速和适当的泵量。  总之,各参数的合理配合要结合实际情况加以摸索、总结,不断积累经验,逐步丰富和完善矿区的钻进工艺规程。  绳索取心钻进规程参数较普通金刚石钻进参数大些,这主要取决于钻头唇面的不同而引起的,其钻压较普通外头大些,转速在动力条件允许情况下宜选择高转速,而水量因环状间隙很小应采用比普通双管要小(一般35—35升/分),具体在此就不讲了。  9钻具的的选择  目前我区钻探中除了开孔使用单管外,换径后一般均采用双管钻具进行钻进,双管钻具分单动双管和双动双管钻具,各矿区可根据所钻地层岩性特点与取心难易来灵活选择。  ………… 写个设计吧 ——余下一点写不下了!

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真给石油工程的人抹黑

你这不叫论文,叫文摘。

论文写作,先不说内容,首先格式要正确,一篇完整的毕业论文,题目,摘要(中英文),目录,正文(引言,正文,结语),致谢,参考文献。学校规定的格式,字体,段落,页眉页脚,开始写之前,都得清楚的,你的论文算是写好了五分之一。然后,选题,你的题目时间宽裕,那就好好考虑,选一个你思考最成熟的,可以比较多的阅读相关的参考文献,从里面获得思路,确定一个模板性质的东西,照着来,写出自己的东西。如果时间紧急,那就随便找一个参考文献,然后用和这个参考文献相关的文献,拼出一篇,再改改。正文,语言必须是学术的语言。一定先列好提纲,这就是框定每一部分些什么,保证内容不乱,将内容放进去,写好了就。参考文献去中国知网搜索,校园网免费下载。 合适采纳

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