钻井技术专业简介
专业代码520401
专业名称钻井技术
基本修业年限三年
培养目标
本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握石油天然气钻井技术基本知识，具备石油天然气钻井生产与管理能力，从事石油天然气钻井等工作的高素质技术技能人才。
就业面向
主要面向石油天然气、非常规天然气、地热等钻探企业，在石油天然气、煤层气、页岩气等钻井技术岗位群，从事钻井设备安装、使用、维护、保养等工作。主要职业能力
1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力；
2.具备钻修井设备及工具在钻井现场的使用、维护及故障判断与排除能力；
3.具备钻井复杂情况判断与事故处理能力；
4.具备钻井液准备、配制、性能测定及调节的能力；
5.具备井控设备的安装、调试、使用及维护能力；
6.具备钻井仪器仪表安装、调试、使用及维护能力；
7.具备钻井动力机组的安装、调试、使用、维护及故障排除能力；
8.具备一定专业应用、自我学习与知识拓展、钻井生产基本管理等能力；
9.掌握井场搬家、设备吊装操作技能；
10.掌握各井型钻井工艺及岗位操作技能。
核心课程与实习实训
1.核心课程
石油钻井地质、油气层保护、钻井作业、钻井设备使用与维护、钻井液配制与维护、油气井压力控制、修井作业、钻井仪表及自动化等。
2.实习实训
在校内进行地质、泥浆、修井、井控等技能实训。在石油天然气、非常规天然气钻修井企业进行实习。
职业资格证书举例
钻井中级工泥浆中级工井控证
衔接中职专业举例
石油钻井
接续本科专业举例
石油工程海洋油气工程
旋转导向钻井技术新进展 旋转导向系统(RSS)是在钻柱旋转钻进时，随钻实时完成导向功能的一种导向式钻井系统，是20世纪90年代以来定向钻井技术的重大变革。RSS钻进时具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点，被认为是现代导向钻井技术的发展方向。 在RSS出现以前，多采用由泥浆马达驱动的滑动导向钻井系统实施导向钻井。该系统的特点是在钻井过程中钻柱不旋转，而是沿井壁轴向滑动，并通过滑动导向工具改变井眼的井斜角和方位角，从而控制井眼轨迹。旋转导向系统与滑动导向钻井系统相比，具有钻速快、井眼质量高、降低压差卡钻风险、可清洁井眼等优点。 旋转导向系统按其导向方式可分为推靠钻头式(Push the Bit)和指向钻头式(Point the Bit)两种系统。下面将通过对市场上最新型RSS系统的介绍，展示旋转导向钻井技术的进展。 1. AutoTrak X-treme系统 AutoTrak X-treme系统是由井下钻井马达驱动的旋转导向系统。其最大的优势是将普通转盘式RSS最高250rpm的转速提高到400rpm。该系统由旋转闭环导向系统Auto Trac和高效钻井马达X-treme组合而成。其特殊设计的模块化结构可以允许BHA持续高速旋转，而X-treme马达的设计也解决了导向数据通过马达传输的问题，真正实现了精确、实时的近钻头导向。 2. Revolution RSS Revolution旋转导向系统是一种“指向”式的旋转导向系统，导向的主要组件为不可旋转的套筒稳定器、近钻头旋转稳定器和旋转传动轴(drive shaft)。地面导航设施接收到泥浆脉冲传输的LWD信号后确定偏移方向和偏移角度，使传动轴产生偏移。传动轴在套筒稳定器中运转，将扭矩和载荷传递至钻头，“指引”钻头向既定方向前进。近钻头旋转稳定器起到支点的作用。 3. 3D旋转导向系统——Pathfinder RSS Pathfinder 3D旋转导向系统实现了在冲蚀井眼中的定向钻进。一般的旋转导向工具依靠与井壁的直接接触来施加导向力，或者通过这种接触来维持导向部件的稳定。Pathfinder RSS 采用特殊设计的导向垫块最多可以伸长1in，使121/4in的井眼工具在13in的井眼中仍能与井壁接触。 4. PowerDrive系统 PowerDrive旋转导向系统是通过高速旋转同时导向来进行钻进的，然而高速旋转下的定位比较困难。斯伦贝谢公司的PowerDrive采用了在RSS内部安装不旋转组件的方法解决该问题，因其外部钻杆始终处于旋转状态而大大提高了钻速。“让每个接触井壁的部分都在转动”的思想是斯伦贝谢旋转导向系统的核心，也是优于其它RSS系统的根
石油钻井新技术研究毕 业论文 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文） 题目：石油钻井新技术研究 年级专业层次：2013秋中原油田钻井技术高起专培训班学生姓名：xxx学号：000000 中国石油大学应用技术学院 论文完成时间：2015年3月1日
石油行业日益发展的今天，需要越来越多的专业人才来提升行业水平。并且石油工业现在是现代行业的重中之重，钻井技术以及采油方法成为了发展这个行业的关键，固井和完井技术的先进则决定着油水井的增产、增注。石油钻井是一项复杂的技艺工程，需要诸多方面的工种协调密切配合才能使钻井顺利完成。钻井主要的工种有钻井、内燃机、石油泥浆。这是紧密联系的三兄弟。有人形象比喻说：“石油内燃机犹如人的心脏、钻井液（泥浆）犹如人的血液、石油钻井犹如人的骨骼。”我认为这种比喻有一定的道理。石油钻井就是由这三种主要的工种组成的一个完整的钻井体系。钻井技术不断发展，对钻井液要求越来越高。本文从套管钻井新技术、连续油管钻井新技术等几方面对现今钻井新技术进行阐述分析。 关键词：钻井；石油钻井；钻井新技术；套管钻井；水基钻井液；无渗透钻井液
2.1.2山前高陡构造和逆掩覆体防斜问题 (2) 2.1.3钻头选型和钻井效率问题 (2) 2.1.4井漏问题 (2) 2.1.5井壁稳定和井深结构问题 (3) 2.1.6固井问题 (3) 2.1.7深井钻进中套管严重磨损问题 (3) 2.2重点研究方向 (3) 2.2.1提高钻前压力预测精度 (3) 2.2.2高陡构造防斜打快 (3) 2.2.3防漏堵漏技术 (3) 2.2.4特殊工艺井技术 (4) 2.2.5小井眼钻井配套技术 (4) 3.1.2套管钻井的优点 (5) 3.1.3套管钻井的范围 (6) 3.1.4套管钻井的准备条件 (6) 3.1.5套管钻井的参数设置 (6) 3.2水基钻井液新技术 (7) 3.2.1无渗透钻井新技术 (7) 3.2.2水基成膜钻井液技术 (7) 3.2.3纳米处理剂基础上的钻井技术 (8) 3.3应用钻井新技术控制污染 (9) 3.3.1小井眼钻井工艺 (9) 3.3.2多功能钻井液技术 (9) 3.3.3分支井钻井技术 (9) 3.3.4应用新型钻井液体及添加剂 (9)
钻井新技术介绍 交流材料 编写人：刘修善刘月军 华北石油管理局钻井工艺研究院 2001年11月
目录 一、水平井钻井技术·····························································································２ 二、分支井钻井技术·····························································································５ 三、大位移井钻井技术···························································································８ 四、地质导向钻井技术······················································································１１ 五、深井超深井钻井技术 ··················································································１４ 六、欠平衡钻井技术··························································································１８ 七、小井眼钻井技术··························································································２１ 八、连续油管钻井技术······················································································２４
2015年度国家技术发明奖推荐项目公示材料 一、项目名称 大直径反井钻井新技术及装备 二、推荐单位 中国煤炭工业协会 三、项目简介 反井是指地下采矿连接不同水平巷道的暗竖井，是重要的井巷工程，一般采用由下向上的施工方法，反井是施工难度最大、风险最高工程，以往反井钻机只能钻凿直径较小的溜渣孔，解决溜渣孔施工的安全问题，但爆破刷大的安全问题依然存在。近年来反井概念有了很大拓展，泛指煤矿、金属、非金属采矿具有下部巷道通向地面的井筒，以及包括军事等其他地下工程中井筒。这些工程施工都需要工人在井筒内复杂条件下进行钻爆作业，塌方、涌水、瓦斯、设备等经常造成伤亡事故，每年井筒掘进消耗炸药约5.5万吨，向大气中排有毒气体550万m3及大量粉尘。因此，需要研究安全、排放少的新技术及装备，本项目提出反井钻机一次钻成大直径井筒新工艺，钻孔直径从1.5m到5.0m，岩性从以沉积岩为主的煤矿软岩地层（普氏系数f<8），到水电、交通的火成岩以及铁矿的高强度变质岩（f>25），需要提高机械破岩效率和寿命；钻孔深度从100m到600m，钻孔偏斜控制需要从现在1.0%降低到0.5%；从垂直孔到抽水蓄能电站大倾角斜井（50°）的钻井工艺，以及大直径钻孔带来的井帮稳定控制安全等问题，解决了从反井“钻孔”到“钻井”的技术难
题。本项成果是科技部科研院所专项研究开发资金项目、北京市重大科技成果转化落地培育项目、发改委煤矿深井建设技术国家工程试验室建设及多项煤炭、水电研究项目成果的创新与集成。 项目取得多项创新成果：1、创造性提出了反井钻机钻凿大直径井筒新技术，研制出一次钻孔直径达到5m，钻进深度600m的大直径系列反井钻机；2、突破了反井镶齿滚刀破碎坚硬岩石刀具寿命低磨损快的技术瓶颈，使反井钻井能够适应不同类型地下工程所遇到的各类岩石； 3、形成了多种反井钻井工艺，创新反井钻井偏斜控制，大直径井帮稳定控制、反井钻井安全控制技术和理论； 4、研发出新型钻具结构形式，新型锯齿形螺纹解决了传递大扭矩、大拉力钻杆可靠联接问题，组装式大直径扩孔钻头解决井下运输和组装及稳定运行难题； 5、首次采用反井钻井法钻成直径5.3m，深度近500m的煤矿井筒工程，一次钻进破岩面积达到23.7m2，在水电站f系数达到20的岩石中，一次钻成直径3.5m 多种用途的井筒工程。形成了新的机械破岩钻井凿井新工艺。 项目申报发明专利12项（授权8项，受理4项），授权实用新型专利6项，建立行业标准3项，发表学术论文200多篇，其成果作为煤炭协会重点推广项目，在煤炭建设、生产得到全面应用，在冶金、黄金、核矿、非金属等地下矿山开发，水电、抽水蓄能电站、公路、铁路隧道等领域广泛应用，并在我国承担的国外煤炭、水电、冶金建设项目中发挥巨大作用，经济效益社会效益显著。 经专家鉴定，5m大直径井筒反井施工技术达到国际领先水平，实现反井施工人员不下井，无有害物质排放，符合煤炭、能源科技发展规划，
钻井新技术 吴红建137******** QQ:286657189 E-mail : whj_818@https://www.doczj.com/doc/1d18312956.html, 石油工程学院 2014年9月
目录 钻井技术概况 1 钻井新技术简介2
（1）油气勘探发展现状 我国陆上剩余油气资源丰富，剩余油气资源量集中在岩性地层油气藏、前陆盆地、叠合盆地中下组合与成熟盆地精细勘探等四个重点勘探领域。 油气勘探开发发展现状与趋势 石油资源 255 73.63 181.4 50100150200 250300可采资源 探明可采储量 剩余可采资源量 亿吨 天然气资源 27.5 3.36 24.1 5 10152025 30可采资源 探明可采储量 剩余可采资源量 万亿立方米 资源探明率 29% 资源探明率 12%
针对六个趋势，亟需发展新一代石油地质勘探理论和配套的勘探工程技术，为勘探部署提供科学指导和技术支撑。 复杂化，呈以下趋势： 从简单构造向复杂冲断带发展从中浅层 向深层、超深层延伸 成熟盆地 进入精细勘探阶段 天然气勘探 进入了快速发展时期从构造圈闭 向岩性地层圈闭发展 从碎屑岩为主向 碳酸盐岩和火山岩勘探发展 油气勘探六大趋势
钻井工程的特点 （1）钻井工作量和井数不断增加 1999～2007年钻井数对比 年199920002001200220032004200520062007全世界49410719407547468631747188427893803118164125447美国187002999432894289103049837257377105396260335加拿大125001848018017142001962221671242053115230494俄罗斯211055775140550046504630487038504581中国石油730463736746667778858873105771178213800
钻井工艺流程 以中原油田三开井为例 一.选井位(甲方) 二.定井位:原则:地面服从地下 三.搬迁准备及搬安 井队,材料,技术员资料的(准备)钻井工程设计.井史,本井资料,仪器,工具(∑rA型井架)基础图;校正(要清楚校正的标准) 天车,游车和转盘≤15mm.校正转盘与天车〈2-3mm 泵(不单是皮带轮,还要校正水平尺),不水平度应〈1mm吊测房,地质录井,气测,指重表参数仪(技术员在搬家过程中要经常四处转圈,而不是做一个劳动力) 四.一开准备及一开作业 1.钻具:井口工具,井下工具的准备,配合接头9"钻铤=731 8"=631 7"=521x520 API 411(国内)x410 6 1/4=4A11x410 5" 加厚卡瓦
2.套管与套具的准备(套具由固井队提供) 最主要的是联顶节的长度 联顶节主要考虑:1)转盘面2)封井器四通接出管线离工字钢1.5 cm (3)井架底座 ( 一开的时候要送封井器为啥?就是因为联顶节,封井器,厂家不一样四通等的长度有出入) 封井器送来要问一下,闸板芯子是否是5寸~5-1/2的变径闸板,5寸的封钻杆,5-1/2寸的封油套,所以要问一下.下油套前要封井器试压. 3.测斜与工具的准备(不是拉回来就万事大吉,要做个地面试验) 冲鼠洞钻头用8-1/2的. 4.配浆. 5.一开验收 6.一开钻进 (接一根钻铤提起来,靠住转盘面,看钻铤是否居中,然后卸掉方钻杆,上接钻头,水龙带吊着,只准旋转不准加任何钻压.
200-300米表层要接2柱8寸钻铤,一柱7寸钻铤. 钻进过程中在表层一般用双泵,预防堵水眼,因为沙子很多.用双泵在钻完后,停一个泵,上提,快提完时在停泵.停完泵要抢接单根,根据钻铤的重量确定钻压,第一根不加压,第二根加压10KN-15KN,钻压的多少根据钻铤的多少,(钻压要算好)钻完一开后,循环泥浆,一定要上提下放,不能定点.更不能沉底循环,特别是一开更不能沉底循环,因为一开泥浆不成体系.应打个封闭,尽量不能留下水泥环. 现场灰量要准备好,水量要准备好.下表层套管不好下.斜坡引鞋. 表层固井的水泥质量很差.如果下不到底即使接循环头,方钻杆上提下放,尽量下到底. 7.固井. 固井时替浆量的计算:一开:经验公式:一般是100米8方 留水泥塞是20~30米+2米的口袋=25米检测表层固井水泥浆的比重≥1.85,比重低了凝固时
钻井新技术及发展方向分析 1 钻井技术新进展 1.1石油钻机 钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。主要进展有: (1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。 (2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。 (3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。 1.2随钻测量技术 1.2.1随钻测量与随钻测井技术 21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。由于该技术的市场价值大,世界范围内有
几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。 1.2.2电磁波传输式随钻测量技术 为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。 1.2.3随钻井底环空压力测量技术 为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling，APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。 1.2.4 随钻陀螺测试技术 美国科学钻井公司将航天精确陀螺定向仪封装在MWD 仪器中研制出随钻陀螺测试仪( gyro measurement-while-drilling ,gMWD) ,截至2007 年底,gMWD 已经在美国的多分支井中成功应用数百口井,特别是在需要精确定向或对接井中起到了关键作用。 1.2.5 井下随钻诊断系统 美国研究人员开发出了井下随钻诊系统 (diagnostics-whiledrilling，DWD)包括井下温度、压力、钻头钻压、钻头扭矩、井斜方位和地层参数等各种参数测量仪器,高速实时数据传输
Φ178旋转导向钻井工具机械结构设计 摘要:旋转导向钻井技术是石油工业工程技术领域的关键技术之一，得到了石油钻井工程界的极大关注，发挥着越来越重要的作用，主要应用于水平井、大位移井、超深井、三维多目标井等复杂结构的井作业。本文综述了旋转导向钻井工具的国内外现状，闸明了在我国发展旋转导向钻井技术的重要性和必要性，介绍了它的工作原理及结构组成，指出了研制该工具的主要技术特点。调制式旋转导向钻井工具的导向执行机构是靠内外泥浆液压力差驱动的原理来实现的，这是旋转导向钻井工具能否正常工作的关键。所以，对其液压盘阀分配系统进行分析计算，及其在井下不同工况下所受的力进行分析计算。分析了旋转导向钻井系统的井下钻井工具系的偏置方式和导向方式，完成了导向执行机构机械部分的设计。 关键词:旋转导向钻井工具；机械结构设计；压力差；
Φ178 Rotary Steerable Drilling Tool Mechanical Structure Design Abstract:In many oil industry engineering filed key technologies,rotary steerable drilling technology is one that has been paid much attention to in recent years and exhibits more and more importance in oil drilling industry, mainly used in horizontal well,extended reach well,ultra-deep well ,3D multi-target well the complex structure of multi-lateral wells in wells operating. This paper reviews the domestic and international drilling tool status, illustrates the development of rotary steerable drilling technology of the importance and necessity to introduce the working principle and its composition, that the development of the main technical features of the tool. Modulated rotary steerable drilling tool driven by the executing agency is the pressure difference between inside and outside the mud fluid-driven principles to achieve, which is whether the drilling tool to work the key. Therefore,its hydraulic disc distribution system analysis and calculation, and its different working conditions in underground analyzing and calculating the force. Analysis of downhole rotary steerable drilling tool drilling system orientation bias way. Complete guide the design of mechanical parts of the implementing agencies. Key words: Rotary steering drilling tool；Mechanical parts design；Pressure difference
一、作业工具； 1 无压磅、DN140自由钳两把、DN127自由钳两把、200KG铁铊、DN140套管、大扳手、12寸管子钳、24寸管子钳、钢卡、套筒扳手、梅花扳手、梅花改锥、克丝钳等 2﹒钻进设备 使用合格钻机，回转和给进系统工作必须正常，滑轨和机器之间不能有松旷。 设备安装应符合质量标准。钻机必须正确水平安装在基台上，保证滑轮、立轴和孔的中心在一条直线上。 钻具组配要合理。粗钻具与孔壁的间隙要小，可采用扶正器来加强钻具的稳定性，粗钻具长度要合理，一般为5～8m。钻具要准确、规范；不同岩层改换不同钻具；钻具不弯曲，不偏心。 二、钻孔准备 1了解并确定土壤地质条件。 2确定地下综合管线分布及设置情况，并做好明显的标识记号。 3平整土地，根据地埋管施工图，标示具体钻孔位置及总管管沟位置。 4确认钻孔支架打设位置。 5确认钻孔机械电源容量及供给情况。 6提供水源至钻孔现场。 三、工程钻孔 1根据工程实际情况，随时填写记录表并及时分析土壤实际状况。
2预先挖好泥浆池，利于泥浆收集和清理。 3采用原浆混合黄沙、膨润土进行泥浆护壁，防止产生孔壁坍塌。 4采用地源热泵专用全液压钻井机，以确保钻孔深度和垂直度，钻孔实际深度要大于设计深度。 5 利用岩芯管取出岩芯，观察地质情况，从而选择不同的钻头。 6钻孔完毕后，应及时埋设管道并注浆回填。 7地埋管施工完毕后应及时对现场进行清理，以利于土建单位下一步工作的顺利进行。 四、钻机操作步骤 1下钻联动操作步骤当钻场准备工作完成后，要实现下钻联动操作步骤是： 1）回转手柄处于中位，实现主副泵合流状态； 2）起下钻功能阀手柄处于下钻位置，夹转联动与分离功能阀手柄处于夹转分离位置，副泵溢流加压给进与卡盘增压减压给进功能阀手柄置于副泵溢流加压给进位置； 3）操作起下钻手柄即可实现下钻联动功能。 2起钻操联动操作步骤完成钻进工作或需要起钻时，要实现起钻联动操作步骤是： 1）回转手柄处于中位，实现主副泵合流状态； 2）起下钻功能阀手柄处于起钻位置，夹转联动与分离功能阀手柄处于夹转分离位置，副泵溢流加压给进与卡盘增压减压给进功能阀手柄置于副泵溢流加压给进位置；
旋转导向钻井技术介绍 引言 近十几年来，水平井、大位移井、多分支井等复杂结构井和“海油陆采”的迅速发展。为了节约开发成本和提高石油产量，对那些受地理位置限制或开发后期的油田，通常通过开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井来实现，进而造成复杂结构的井不断增多。目前通行的滑动钻井技术已经不能满足现代钻井的需要。于是，自20世纪80年代后期，国际上开始加强对旋转导向钻井技术的研究；到90年代初期，旋转导向钻井技术已呈现商业化。国外钻井实践证明，在水平井、大位移井、大斜度井、三维多目标井中推广应用旋转导向钻井技术，既提高了钻井速度，也减少了钻井事故，从而降低了钻井成本。旋转导向钻井技术是现代导向钻井技术的发展方向。 旋转导向钻井技术 旋转导向钻井法是在用转盘旋转钻柱钻井时随钻实时完成导向功能。钻进时的摩阻与扭阻小、钻速高、钻头进尺多、钻井时效高、建井周期短、井身轨迹平滑易调控。此外，其极限井深可达15 km，钻井成本低。旋转导向钻井技术的核心是旋转自动导向钻井统，如图1所示。它主要由地面监控系统、地面与井下双向传输通讯系统和井下旋转自动导向钻井系统3部分组成。 1、地面监控系统 旋转导向钻井系统的地面监控系统包括信号接收和传输子系统及地面计算存储分析模拟系统，有的还具有智能决策支持系统。旋转导向钻井系统的主要功能通过闭环信息流监视并随钻调控井身轨迹，其关键技术是从地面发送到井下的下行控制指令系统。 2、地面与井下双向传输通讯系统 目前已提出的信号传输方式有4种，即钻井液脉冲、绝缘导线、电磁波和声波。通过比较分析，笔者发现这4种传输方式各有优缺点和应用局限，如表1所示。
3、井下旋转自动导向钻井系统 井下旋转自动导向钻井系统是旋转自动导向系统的核心，它主要由3部分构成，即测量系统、导向机构、CPU和控制系统。 （1）测量系统测量系统主要用于监测井眼轨迹的井斜、方位及地层情况等基本参数，使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制。它经历了随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)、随钻地震(SWD)、随钻地层评价测试技术(FEMWD)和地质导向技术(GST)几个阶段。 （2）导向机构导向机构代表了目前导向技术的先进水平。按原理不同，导向机构原理可分为: ①导向力原理。推力式（或称偏置式）旋转导向工具和指向式旋转导向工具。推力式旋转导向工具是通过侧向力推靠钻头来改变钻头的井斜和方位。而指向式旋转导向工具是预先定向给钻头一个角位移，通过为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角来使钻头定向造斜。 ②控制原理。可变径稳定器式旋转导向工具和调制式旋转导向工具。前者是先通过电磁阀调节在伸缩块上的液压，以使导向力矢量满足所需导向目标；再通过定向控制系统进行方位与井斜的控制（图2）。而后者是通过调节涡轮发电机负载电流改变涡轮发电机绕组回路阻抗，以使携带高强度永磁铁的涡轮叶片与稳定平台内的扭矩线圈耦合产生不同的电磁转矩和加速度，进而使旋转换向阀保持一个相对于井壁的固定角度，即工具面角，最终实现控制轴在受控状态下的运动状态改变（图3）。 ③套筒旋转与否原理。全旋转导向工具和不旋转套筒旋转导向工具。全旋转导向工具与井壁动态接触，其旋转控制阀在垂直井段随钻柱一起旋转。不旋转套筒旋转导向工具与井壁静态接触，其外套不随钻柱旋转。
钻井工艺基本流程 一、开钻前准备钻头，一二三开接头，测量圆井，导管距地平面高度，大 鼠洞深度，导管埋深等于圆井高度，入地3m，补心高之和，提1根9″钻铤校井口，通知重仪站安装八参数仪器，上二开PDC钻头，钻具，套管头及表层套管，LG36井导管割高以基础平面向下量1400mm，交资料时搞列卷，钻井保障措施，空白资料带上井，分析钻井设计，划出重点，绘制井身结构图，8″随钻一套，171/2″ST127钻头，扣型731，钻头一般不用等级喷嘴。 二、一开 （泵压允许条件下，保证排量尽量大），PDC钻头钻压3～5T，一般4T。套管附件：引鞋，套管头（01），（02）部分，套管循环头，吊卡，接箍长度，最后一根套管外径，垫叉高度，租用5″短钻杆，固井时调节钻具长度。套管插入头（133/8″×5″）插座，B型吊钳。121/4″钻头冲鼠洞，丈量方钻杆有效长度，大鼠洞长度。具备开钻条件后报调度室开钻验收。上录井队，井口，井场深井泵，安全合同。 一开钻进： 钻压0.5～8T,转速50～100N，排量35～60L/S,泵压1～6Mpa，钻35m循环5～10min，起钻加扶正器，前35m钻压0.5T, 转速50~60N,排量35～40L/S，（单泵100冲，转速55N，钻头喷嘴22，18，0），加入扶正器后每接一根钻铤增加1T，每根单根划眼1～2次，禁止定点循环。钻铤加完钻压8T,转速80~100N,排量50～65L/S,泵压8～12Mpa，钻至设计井深循环2～3周起钻，通井一次，起钻前垫高粘，下套管，若为插入式固井，下完套管下插入头循环。表层套管不留口袋，安装井口，按钻井设计要求试压（5″钻杆2根+试压塞+5″钻杆1根），下3柱钻铤后校井口。 三、二开起钻加扶正器时将测斜座装在钻头以上的接头上，若有螺杆应装在离螺杆1~3 柱钻铤上。下钻时安装好防磨套，以后每趟起钻都要松顶丝，第一只钻头121/4″ST127，铣齿，15，12，18；下钻探塞，遇阻不超过5T，探得塞后起1柱，接钻杆套管内试压（按设计要求试压），钻塞不宜太快，钻压0.5~2T, 转速45～50N，钻进地层5~10m 循环1～2周，地破试验，套管鞋以下50m控制钻压2～4T，转速45～55N，排量35～40L/S，每根单根循环10~20min，钻附件时注意扭距。 备注：套管内钻水泥塞一般不带扶正器，钻出管鞋要考虑扶正器不敲打管鞋后起钻加入扶正器。 二开牙轮钻头钻压6~8T,排量50～60L/S，泵压18～20Mpa，转速100~120N, 钻进300～400m循环测斜，1000m后可400～500m测斜一次。第一次短起至管鞋，轮古构造700～800m易遇阻（该井段应考虑测斜短起，若有挂卡应加密测量），起钻每柱灌满泥浆。测斜时将钻具内容积算出来，通过排量算出测斜仪到达井底的时间，超过4500m后若井不斜可不再测斜，但钻压必须控制在4T以下，且不能溜钻，特别是奥陶系灰岩软硬交替地层（即快钻时和慢钻时同存段）。 平时的工作中多注意柴油机转速，扭距，泵压，转盘转速及岩性变化。钻至1300m左右，起钻换121/4″MS1952SS,PDC钻头（钻井参数：钻压0.5～1T塑形
复合冲击破岩钻井新技术 摘 要：针对传统旋冲钻井和扭冲钻井在钻头的匹配性及地层的适应性方面存在的局限性，结合高效钻井技术发展趋势，提出了复合冲击破岩钻井新技术，并开发了可实现扭向反转冲击联合轴向脉动冲击的新型复合冲击 钻具。该钻具可将流体的液压能转换成工具扭向和轴向交替的高频冲击机械能并直接传递给钻头，给钻头施加周 期性的低幅高频复合式冲击，在不需要改变任何设备的前提下提高破岩效率。在介绍复合冲击破岩钻井新技术破 岩原理的基础上，详细介绍了复合冲击钻具的结构和工作原理、影响破岩效率的关键参数等。新型复合冲击破岩 钻井新技术，可真正实现“立体破岩”，从而提高机械钻速和井身质量。 Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ｒｏｃｋ ＢｒｅａｋｉｎｇＬＩＵ Ｇｏｎｇｈｕｉ １，２，ＬＩ Ｙｕｍｅｉ １，ＬＩ Ｊｕｎ１，ＺＨＡ Ｃｈｕｎｑｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｔａｏ３，ＨＵＯ Ｍｉｎｇｍｉｎｇ４（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０２２４９；２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１００１２４；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１００１９２；４．Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｐｅｔｒｏ－ｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｒａｍａｙ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，８３４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｏｔａｒｙ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｎ ｄｒｉｌｌｂｉｔ ｍａｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ，ａ ｎｅｗ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ａ ｎｅｗ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｃｕｓｓｉｖｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅｖｅｒｓａｌ ｔｏｒｓｉｏｎ－ａｌ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｐｕｌｓｅ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌ ｃｏｕｌｄ ｃｏｎｖｅｒｔ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｆｌｕｉｄｓｉｎｔｏ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｔｔｏ ｔｈｅ ｂｉｔ．Ｔｈｕｓ，ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｌｏｗ－ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｂｉｔ ｉｎ ｏｒ－ｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｔａｉｌｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌｓ，ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄ ｍｏｒｅ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｔｏｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｗｅｌｌ ｂｏｒｅ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｉｃｋ－ｓｌｉｐ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｒｏｔａｒｙ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎ－ｓｉｏｎａｌ ｒｏｃｋ ｂｒｅａｋｉｎｇ；ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌ；ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ 随着油气资源勘探开发的不断深入，深井、超深井越来越多，钻遇“三高地层”（岩石硬度高、岩石可钻性级值高、岩石研磨性高）的可能性越来越大，这严重影响了深部硬地层的机械钻速和勘探开发成本［１－７］。针对硬地层钻进过程中机械钻速低、钻头因黏滑振动失效快、钻井成本高等问题，亟待研制开发一种新型破岩工具来提高高硬度和高研磨性地层的机械钻速。 冲击钻井技术的设想最初源于欧洲，冲击回转钻井技术的实际应用距今已有上百年的历史［８－９］。１９５８年，我国开始旋冲钻井技术研究与试验，至今
石油钻井技术的现状与发展 摘要：石油钻井技术的全面发展是当前技术运用中的一个重要环节，要从多方 面深入分析造成各种机械性能失效的重要原因。完善管理措施，加强设备维护与 管理措施，走上科学化、规范化、现代化的发展模式，推动石油开采技术的全面 进步。 关键词：石油钻井；现状；技术；发展研究 石油开采技术的不断上升，尤其是钻井技术的全面进步，给石油开采带来了 更大的前景，在整个技术运用中，可以结合当前石油开采的现状进行分析，采取 高效、先进的开采技术，将能收到更好的效果。本文将围绕当前石油钻井现状， 结合石油钻井设备的运行状况深入分析，全面探讨石油钻井技术的整体发展，更 好的推动石油钻井技术的全面升级。 1石油钻井工程技术简介 1.1水平井钻井技术 水平井钻井技术是在上世纪八十年代迅速发展起来的一种钻井技术，同目前 各类钻井技术相比较，水平井钻井技术具有很多优势，发展到现在，其逐渐成为 比较核心钻井技术。随着一些大型油田的开采已经接近尾声，现需要寻找新的油 气资源，然而目前发现油田相对比较分散，针对这一情况，采用水平井钻井技术 恰好能够满足钻井工程的需求。作为一种定向钻井技术，水平井钻井技术的钻井 倾斜角度需要大于86度，且最大为90度左右。并且利用水平井钻井技术更适用 于特别薄的油气层钻井，利用该技术可以明显的提高薄油层的裸露程度，能够很 大程度上的提高油气的产量。此外，针对纵向薄油层，水平钻井具有明显的贯穿 效果，由于这方面技术的突破，可以保证一些薄油层能够被开采利用。 1.2欠平衡钻井技术 欠平衡钻井技术是在19世纪末被人们提出来的，其理论发展已经相当的完善。但是欠平衡钻井技术具有较高的要求，需要对油气资源地层压力比较了解，压力 控制比较精确，这样才可以发挥欠平衡钻井技术的优势，使得钻井速度加快，钻 井成本降低。不过利用欠平衡钻井技术进行钻井施工时，还是具有很大的风险， 由于需要相对精确的压力控制，所以钻井的难度也是相当的大，尤其是在水平钻 井以及超深钻井方面，近几十年来，我国在欠平衡钻井技术上投入很大，因此快 速地促进了欠平衡钻井技术的发展。 1.3大位移钻井技术 作为一种新型钻井技术，大位移钻井技术结合了深井钻井技术与水平井钻井 技术的优点。因此大位移钻井技术所具备的技术含量比较高，具有比较复杂，比 较特殊的性质。大位移井指的是水平位移与垂直深度的比值不小于2.0，并且水 平位移大于3000米，αmax大于63度。大位移井能够扩大控油面积，提高石油 开采效率，此外大位移钻井技术还具有以下三个优点：第一，能够节省钻井平台，较少钻井井数；第二，可以用于开发主油田附近的小油田；第三，对于海底油田 可以采取陆地开采的方法，避免搭建人工岛或者海上钻井平台，有利于保护环境。 1.4分支钻井技术 分支井指的是在一口主井的底部再钻出两口或者两口以上的分支井眼，也称 二级分支井眼，以进入地底油气藏，甚至还可以再从二级分支井眼的底部钻出多 个分支井眼（三级分支井眼）。其中主井眼可以是直井、定向斜井以及水平井； 分支井眼可以是水平井、定向斜井以及波浪式分支井眼。同普通定向井、水平井
导向钻井技术 一概述 1．定义 钻井技术发展的新阶段是自动化钻井。所谓自动化钻井就是钻井的全部过程依靠传感器测量各种参数，并用计算机采集，进行综合解释与处理，然后再发出指令，最后由各相关设备自动执行，使整个钻井过程变成一个无人操作的自动控制过程。 自动化钻井的全过程分六个环节： (1)地面实时测量主要用综合录井仪。 (2)井下随钻测量目前主要用MWD/LWD/FEWD等。 (3)数据实时采集由相关计算机（井下或地面）完成。 (4)数据综合解释并发出指令应用人工智能优化钻井措施。 (5)地面操作自动化地面操作自动化（铁钻工/自动排管机） (6)井下操作自动控制钻头自动导向（轨迹自动控制）。 以上六个环节中，井下随钻测量和井下自动控制是关键环节，同时也是关键技术，二者结合起来实际上是井眼轨迹自动控制技术（即自动导向钻井技术）（AutoTrak自动跟踪/ClosedLoopSteeringDrilling 闭环钻井）。
导向钻井实际就是井眼轨迹控制问题，无论是常规直井或特殊工艺井，都需要井眼轨迹控制。直井需要防斜打直，定向井需要按设计井眼轨道控制钻头钻进的轨迹。传统的导向钻井（即井眼轨迹控制）是由井下导向工具配以适当的钻井参数来实现的，自动导向钻井是由井下计算机根据随钻采集的参数自动控制导向工具来实现的。 2．发展沿革 自动导向钻井技术是钻井工程领域的高新技术，代表着世界最先进的钻井技术发展方向。目前，在世界范围内水平井、大位移井、分支井等高难度的复杂井正蓬勃发展，常规钻井技术难以适应需要，必 须依靠先进的导向技术才能保证井眼轨迹的准确无误。
迄今为止，定向钻井技术经历了三个里程碑：(1)利用造斜器(斜向器)定向钻井；(2)利用井下马达配合弯接头定向钻井；(3)利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井。这三种定向钻井工具的广泛使用，促进了定向钻井技术的快速发展，使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井、水平分支井技术开发油田。 随着石油工业的发展，为了获得更好的经济效益，需要钻深井、超深井、大位移井和长距离水平井，而且常常要在更复杂的地层如高陡构造带钻井。这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。 为了克服滑动导向技术的不足，从20世纪80年代后期，国际上开始研究旋转导向钻井技术，到20世纪90年代初期多家公司形成了商业化技术。旋转导向钻井系统实质上是一个井下闭环变径稳定器与测量传输仪器（MWD/LWD）联合组成的工具系统。它完全抛开了滑动导向方式，而以旋转导向钻进方式，自动、灵活地调整井斜和方位，大大提高了钻井速度和钻井安全性，轨迹控制精度也非常高，非常适
第二节油气井钻井基本工艺流程 文本框: 一口井从开钻到完钻要经过破碎岩石、取出岩屑并保护井壁、固井和完井多道工序。其基本工艺流程如下： ①钻前准备：定井位、道路勘察、基础施工、安装井架、搬家、安装装备。 ②钻进：加深井眼的过程。 ③固井：下入套管、注水泥固井。 （钻进、下套管固井作业是交替进行的，循环次数与井身结构有关。具体过程如下：第一次开钻（一开）→钻达一开设计井深→下表层套管、固井；二次开钻→钻达二开设计井深→下技术套管套管、固井；（井身结构复杂的井，继续进行三开、四开……等阶段的钻进和 一口井从开钻到完钻要经过破碎岩石、取出岩屑并保护井壁、固井和完 井多道工序。其基本工艺流程如下： ①钻前准备：定井位、道路勘察、基础施工、安装井架、搬家、安装装 备。 ②钻进：加深井眼的过程。 ③固井：下入套管、注水泥固井。 （钻进、下套管固井作业是交替进行的，循环次数与井身结构有关。具体 过程如下：第一次开钻（一开）→钻达一开设计井深→下表层套管、固井； 二次开钻→钻达二开设计井深→下技术套管套管、固井；（井身结构复杂的 井，继续进行三开、四开……等阶段的钻进和固井）钻达设计井深，下入油 层套管、固井。） ④完井：按设计要求连通油、气层和井眼，安装井口装置。
文本框: 1.钻前准备 在确定井位、完成井的设计后，钻前工程是钻井施工中的第一道工序，它主要包括： (1)修公路。修建通往井场的运输用公路，以便运送钻井设备及器材等。 (2)井场及设备基础准备。根据井的深浅、设备的类型及设计要求来平整场地，进行设备基础施工(包括钻机、井架、钻井泵等的基础)。 (3)钻井设备搬运及安装。包括设备就位、找正、调整、固定；钻井循环管线和油、气、水、保温管线及罐的安装等。 (4)井口设备准备。包括挖圆井(或不用)、下导管并封固、钻鼠洞及小鼠洞等。