Landing the Big one - 打捞的艺术
司钻通常将遗留在井下的工具及设备称为“落鱼” 。实际上，这 些物体被错误地遗失于地表以下几千英尺。 自油田开发早期， 从井筒 移除这些物体对司钻而言一直是一个极大的挑战。
Enos Johnson
美国新墨西哥州 Hobbs
Jimmy Land Mark Lee
在油田上，落鱼指留在井筒并且阻 碍后续作业的任何物体。这个定义广义 上涵盖了各种钻井、测井和生产设备， 包括钻头、钻柱、测井工具、手动工具 或可能会丢失、损坏、卡住或遗落于井 眼中的任何其他废弃物。当废弃物或硬 件阻塞了后续作业的通路，这些落物必 须首先通过称为打捞的作业从井眼中移 除。 打捞这个词起源于早期的绳式顿钻 钻井时代，这种方式通过连接着弹簧钻 杆上的缆绳上下反复升降一个比较重的 钻头去凿开岩石，以钻出新井筒。当缆 绳断裂时，司钻在弹簧钻杆上挂一段新 缆绳，下入一个临时准备的大钩，试图 从井底收回断裂的缆绳和钻头。从事地 下废弃物回收工艺的专家被称为落鱼打 捞者。多年来，他们的工作已经备受追 捧，并且打捞工艺已经填补了油井服务 业的空白。 所有设备都可能会故障、遇卡、待 在一口井生命周期内的任何时间都可能 需要打捞作业。钻井阶段，大多数打捞 工作是意想不到的，通常是由机械故障 或钻柱遇卡造成的。卡钻也可能在电缆 测井、试井作业期间发生。随后，在完 包括射孔枪遇卡、过早坐封封隔器或砾 石充填筛管失败。井投产后，在修井、
弃井过程中， 打捞作业可能被规划为 修井、 更换或回收井下设备及管柱整 个过程的有机组成。 在许多油田， 修 井过程需要清洗或收回常年产油而 砂塞的油管， 因此在作业一开始就需 要实施打捞工作。 弃井过程中， 作业 公司们封堵油井前， 往往试图打捞井 下管柱、 泵和完井设备。 甚至打捞设 备也可能遇卡， 那么就需要改进原打 捞策略。 似乎油田上没有哪项作业能 免除打捞的可能性。 从上世纪 90 年代中期以来的统 计结果表明， 打捞作业占全球钻井成 本的 25%[1]。如今，采用其他更具成 本效益的选择常可避免或规避打捞。 例如， 现代钻井技术如旋转导向， 通 过影响用于决定是否要打捞， 是否购 买称之为落鱼的被卡设备， 是否侧钻 或是否弃井（J&A）的经济性评价， 实现了打捞策略的转变。 每次打捞情形均是独一无二的： 连续油管或电缆， 且每次情况都面临 不同的环境和问题， 落鱼回收的解决 方案必须与之相匹配。 在这个范围宽 泛的话题中， 本文主要讨论在钻井过 程中采用的打捞技术； 对这些技术进 续油管、 电缆测井及修井应用。 本文 概述了可能导致设备落井的常见过
美国德克萨斯州休斯顿
Robert Robertson
挪威斯塔万格
《油田新新术》 （2012/2013 冬季刊） ：24 卷，第 4 期。 ?斯伦贝谢 2013 年版权所有。 在本文编写过程中得到以下人员的帮助，谨表谢 意：挪威斯塔万格的 Torodd Solheim 及美国休斯顿 的 Eric Wilshusen。 FPIT 为斯伦贝谢公司商标。
更换或需要从井筒回收。从钻井到弃井， 计划内或计划外、裸眼井或套管井、
井阶段，各种各样的问题可能阻碍作业， 行了各种改进， 以适用于套管井、 连
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油田新技术
程，描述了一些打捞工具和相应的技 术设备。文中还讨论了决定从事打捞 作业的时长的策略，最后讨论了对新 的打捞人员培训，使他们具备继续从 井筒回收落物的技能。
根本原因
大多数打捞工作可以追溯为三个 基本原因之一：人为错误、设备故障 或井壁失稳。进入井中的任何东西都 有可能成为落鱼。出错的情况下，小 于转盘方补心卡瓦座内径的任何物体 都可能落井（右图） 。与大钳、卡瓦和 其他物品的碎片一样，手持工具、锁 链和手电筒会从钻台进入井筒，使井 眼报废。幸运的是，大多数钻井人员 对这种危险保持警惕，密切注意钻台 上的清洁和维护作业，防止以上情况 的发生。 井下钻柱的机械故障会把一个常 规钻井作业变为打捞作业。故障的模 式千差万别。管柱即钻杆、套管或油 管可能坍塌、爆裂、断裂或脱扣（右 图） 。钻头可能破裂。工具接头可能会 从钻柱脱扣，或管柱可能会卡住。每 一种情况产生不同类型的落鱼，这反 过来又决定了打捞工作将如何进行。 虽然管柱故障可能并不常见，但 避免这类问题却列为司钻的最优先考 虑事项。由于过量的外部压力导致管 柱坍塌，太多的内部压力导致管柱爆 裂，当受到过度张力管柱产生裂缝或 由于扭矩过大而断裂。油气行业已经 制定了各种措施以减少钻柱故障的风 险，从工具、钻柱、螺纹下井前的磨 损和腐蚀检查开始，其次是小心使用 管道安装/拆卸设备，避免管柱装配过 程中施加过大力矩。 在今天的大角度井中，井眼轨迹 的急剧变化可能加速管柱磨损。管柱 通过狗腿时，急转弯处交替的弯曲应 力施加到管柱上[2]。此外，大角度井经 常被井眼的清洁问题所困扰。为了防 止岩屑在钻柱周围堆积，司钻可能会
∧ 大补心。大补心将动力从转台传递至方补心使得钻柱旋转。大补心与钻面持 平（照片所示） ，且任何通过卡瓦座的物体都可能成为落鱼。
采用高转速、高循环速度来清洁井眼。 然而，这种做法增加了在钻柱中形成 当井眼清理干 孔洞或冲蚀的可能性[3]。 净之前发生钻柱冲蚀，作业公司必须
在继续循环清洁井筒或试图起钻之间 作出选择。继续循环清洁井筒有扩大 冲蚀、降低钻柱强度的风险；在井筒 清洁前起钻有卡钻的风险[4]。
∧ 钻柱故障。扭矩过大会导致钻柱在井
下断裂。 （左图） 钻柱在钻具接头以下发生断裂。 甚至厚壁钻铤也可能磨损或疲劳（上图） 。
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也可能是罪魁祸首。在钻台上装配钻 柱的过程中谨慎操作钻具接头，钻进 过程中监测振动和旋转速度以减少钻 柱应力，可部分避免此问题。 一个作业公司发现，卡钻事故的 原因有时可以追溯到生产控制环节。 下入尾管后，司钻可下钻至水泥面。 虽然顶驱停顿几次才钻过尾管鞋，司 钻在钻台控制台观察到不稳定的扭矩 读数前，还能够在尾管鞋以下继续钻 进约 150 米（490 英尺） 。后来，大约 5.5 公斤（12 磅）的金属钻屑在钻井液 中被循环至地表，从筛网和泥浆槽磁 体回收，因此司钻确定井下出现了问 题[5]。
? 超压页岩的地层孔隙压力超过正常 静水压力。在这些地层中，如果泥 浆重量不足将使井筒变得不稳定， 在钻柱周围坍塌。 ? 反应性页岩和粘土从钻井液中吸收 水分。随着时间的推移（从几小时 到几天） ，它们可能膨胀进入井筒。 ? 钻柱振动可能会导致井眼坍塌。这 些坍塌的落石围在管柱周围，将其 卡住。通过监测各种参数如钻压、 机械钻速和旋转速率可控制井下钻 柱的振动，这些参数可从司钻控制 台调整。 ? 压差卡钻是常见的井下问题。井筒 压力和渗透性地层孔隙压力之间出 现静水失衡时、钻柱被挤压在井筒 上，形成压差卡钻。当静止或缓慢 移动的钻柱接触渗透性地层且存在 厚滤饼时经常出现这个问题。枯竭 油气藏是压差卡钻的罪魁祸首。 ? 旋转的钻杆在井壁上摩擦形成一个 凹槽，造成键槽卡钻。起钻时，井 底钻具组合（BHA）或更大直径的 工具接头被提至键槽并卡住。如果 在套管或套管鞋开口处摩擦形成一 个凹槽，那么也会在套管鞋处产生 键槽。在起钻期间或在两次划眼起 下钻之间长时间钻井，如果倾角或 方位角突然变化，则通常会发生键 槽卡钻。电缆测井仪器和电缆也容 易出现键槽卡钻。 ? 钻进坚硬、耐磨的岩石时，可能发 生井眼缩径。由于岩石磨损钻头和 扶正器，造成钻头钻出一个直径小 于指定内径的井眼。后来入井的正 常直径钻头在缩径段会遇到阻力。 如果钻柱下井过快或没有扩眼，钻 头可能会卡在缩径段。 下入新钻头、 取心后、钻进强研磨性地层或在牙 轮钻头后下入 PDC 钻头时都有可能 出现这个问题。 ? 当套管鞋周围坚硬的水泥开裂，掉 入从套管下钻穿的新裸眼井段时， 水泥块可能会堵塞钻柱。
^
钻头组件。钻头牙轮、喷嘴及其他废弃碎片
通常很小，可以通过磁铁或打捞篮回收。
为了防止管柱塌陷，司钻将泥浆 注入管柱，抵消环空泥浆的静水压力。 司钻们监测装配扭矩、液压、转速、 钻压和大钩载荷，避免超过钻柱设计 限值。当管柱发生故障，会产生断口 锯齿状、不规则长度的钻柱落鱼，打 捞专家必须参与打捞。
司钻起钻后，作业公司为现场订 购了打捞篮、磨鞋（因为没有相关的 检验合格证，磨鞋到现场后被弃用； 作业公司不希望冒加剧井下问题的风 险） 。司钻将一个钻头和打捞篮下入井 底，缓慢钻进 3 米（10 英尺）后发现 钻头是另一种常见的落鱼。钻头 所有钻井参数读数正常，确认井筒内 可承受很大的重量、扭转力和磨损； 无废弃物。打捞篮起出井口后，回收 然而，司钻必须注意钻压、转速、钻 了几公斤金属屑，更多铁屑吸附于泥 井液液压、钻屑控制、地层特性和钻 浆槽磁铁上。进一步调查显示，尾管 进时间以防止钻头的过度磨损及相关 鞋连接处的管柱螺纹无法承受与加载 问题。偶尔，钻头可能遇卡、破裂， 于尾管柱相同的扭矩载荷。作业公司 钻头牙轮、 轴承和钻齿会落井 （上图） 。 认为，顶驱停顿形成的反扭矩可能造 尽管体积较小，这些组件非常坚硬， 成尾管鞋的左旋螺纹松扣。 并且往往须回收以防止损坏新钻头或 大量的打捞工作是由钻柱卡钻引 随后入井的其他设备。 发的（下一页） 。许多此类事件是由不 钻具接头有时会逆转或从钻柱脱 稳定地层造成的；其他则与钻井实践 落。当一节管道装配到另一节管道时 相关： 如果扭矩不足，或当钻柱没按其正常 ? 由于支撑岩石被钻头钻穿，松动或 的顺时针方向旋转时，这种情形可能 松散地层砂或砾石可能坍塌进入井 会发生。然而，磨损或损坏的管螺纹 筒，堵塞钻柱。片岩、层叠页岩、 4. Eck-Olsen J and Foster BM： “Backing Off a Free 裂缝和断层也产生疏松的岩石，落 Drillstring： Planning and Execution on a World-Class 入井内且堵塞钻柱。 ERD Well ”， SPE/IADC 104478 论文， 发 表 于
SPE/IADC钻井大会， 阿姆斯特丹， 2007年2月 22–24日。 5. 泥浆槽磁铁是置于流动管线内的强力磁铁，在 泥浆循环至地表的过程中收集钻井液中的金属 碎屑。 Ali A， Blount CG， Hill S， Pokhriyal J， Weng X， Loveland MJ， Mokhtar S， Pedota J， R?dsj? M， Rolovic R and Zhou W： “Integrated Wellbore Cleanout Systems： Improving Efficiency and Reducing Risk”， 《油田新技术》 17卷， 第2期 （2005年夏季刊） ： 4–13页。
6.
? 在构造应力高的地区，地壳运动导 致岩石变形。在这些地区，井筒周 围的岩石可能坍塌落井。在某些情 况下，稳定井筒需要的静水压力远 高于裸露地层的初始破裂压力。 ? 蠕动地层，通常是盐层或页岩层， 具有可塑性。受上覆岩石压缩时， 可能流入和挤压进入井筒，从而使 井眼收缩、变形，困住管柱。
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疏松带
裂缝或断裂带
蠕动地层
地质高压带
反应性地层
钻柱振动
压差卡钻
键槽卡钻
缩径
水泥问题
套管坍塌
井眼废弃物卡钻
井眼清洁效果不好
井眼几何形状问题
^ 各种卡钻机理。司钻须避免或应对各种各样的潜在问题，以到达完钻深度。
? 下套管后， 未凝固的水泥可能会陷住 钻柱。 下钻期间， BHA 遇到水泥顶时， BHA 会产生高于预期的压力波动， 导 致水泥瞬间在 BHA 周围凝结。
发生套管坍塌。 套管也可能由于起下 操作过猛而变形。当 BHA 下入井中 悬挂在套管中时， 一般都会发现这些 情况。
阻止固体岩屑运出井 ? 当压力超过套管的额定坍塌压力、 套 ? 井眼清洁问题， 管磨损或腐蚀降低了套管强度时， 会 筒。当岩屑沉积在斜井眼的低侧时，
它们会能形成包裹 BHA 的层状沉积 床。泥浆泵关闭时，岩屑和塌落物也 可能会沿环空下滑，从而包裹钻柱。 这些问题通常是由低环空流速、 泥浆 性能不足、 机械搅拌不充分和循环时 [6] 间短引起的 。
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钻台上钻速、 泥浆压力、 大钩载荷 或旋转扭矩突然变化预示着井下有落 鱼； 这些变化往往提醒司钻起钻。 提出 转盘的最后一根钻杆的状况印证了钻 井人员的猜测。 钻杆的锯齿状断面， 配 合准确的钻具计数， 不仅能让司钻知道 钻杆断裂了， 还能知道留在井底的钻杆 长度。 相比较而言， 损坏的钻头则表明 一些小的金属片留在井底。
要；这些参数可能会限制打捞工具的 类型和外径，并限制操纵打捞设备打 捞落鱼时的可用空间。然而，在大直 径井筒内， 可能很难确定鱼顶的位置。 在制定打捞方案之前，作业公司 必须知道落鱼精确的尺寸和形状。如 果缺少正确的尺寸数据，会导致打捞 工作失败。为此，甲方公司代表要求 每个入井工具要有精确绘制的图形， 然后用卷尺测量工具的长度，用测径 打捞工具选型 规测量宽度。 井下落鱼的类型和井下状况决定 如果司钻不能确定待打捞废弃物 打捞策略。 业界已经开发出大量创新工 具和技术， 用于打捞管柱、 井下组件和 的类型，钻井人员可以下一个印模来 。印 井筒内的各种废弃物。 打捞工具一般分 确定鱼顶的位置和形状（左下图） 为下列五类： 模有一段较短的钢体，下面带有一块 ? 废弃物打捞篮用来打捞过重无法被 软质材料，通常是一个铅块。印模连 泥浆循环出井眼的小落物或废弃物 接在打捞管串的末端，下钻直到它接 碎片。 有些印模有一个循环孔， ? 铣削工具用来磨平井下落物的上表 触到障碍物。 面。 用来循环泥浆，有助于在印模接触到 ? 切割工具用来切断管柱。 落鱼前清洗鱼顶。打捞管柱自身的重 ? 外打捞工具通过抓紧落物的外表面 量可以把印模压在鱼顶上，形成一个 打捞落鱼。 ? 内打捞工具通过抓紧落物的内表面 印痕；印模取出井口后，司钻或打捞 回收落鱼。 专家仔细研究这个印痕的形状。这一 对任何打捞问题的解决方案取决 初步信息可以帮助操作员判断落鱼的 于落鱼的位置、造成井下落鱼的原因、 落鱼的状况、 其尺寸和在井筒内的朝向 深度和选择正确的打捞工具。印模也 可以使用钢丝绳下入井筒，速度远快 等。井筒的方向和井眼尺寸也很重 于使用钻杆；然而，这种方法有重量 和尺寸的限制。 小块废弃物和碎片， 如手工工具、 钻头牙轮或钳牙，可以用废物打捞篮 或磁铁打捞器打捞。废物打捞篮有各 种配置，每种配置打捞落鱼的方法都 不相同。 有时需要取芯形打捞篮，通过在 地层中缓慢钻取一段小岩芯，然后用 打捞蓝把岩芯和包裹在其中的小块废 弃物一起打捞上来，此操作通常适用 于软地层至中等软地层。 钻井和磨铣作业中使用的靴式打 ^ 印模。如果不确定须打捞落物的类型，作业公 司会首先在井筒中下入印模。 这个工具采用嵌入的 捞篮可以抓住那些太重而无法循环到 软铅块获取落鱼顶部的印痕。 地面上的碎片。这种靴式打捞篮通常 连接在靠近钻头或磨鞋的位置，有时 需要钻井液的悬浮力而下沉落进靴式 打捞篮内（上图） 。
^
靴式打捞篮。循环的钻井液举升井底废弃物。
工具接头下， 泥浆上返速度随着环空截面变大而降 低，使得井底废弃物进入打捞篮。
在打捞管柱里串联几个打捞蓝以提高 捞取废弃物的能力。 靴式打捞篮下到井 底位置，靠泥浆循环将废弃物冲离井 底， 由于打捞篮上部环空较大， 环空内 泥浆上返速度变慢， 因此废弃物会克服 反冲式打捞篮产生的循环力可举 升难以打捞的落鱼如链条。 反冲式打捞 篮通过底部的小孔形成反循环， 迫使井 下废弃物通过中心的小孔循环上来。 反 冲式打捞篮可用于打捞套管井和裸眼 井内的小碎片， 且在直井和水平井内都 非常有效 （参见 “井筒内杂物专用打捞 工具” ，第 4 页） 。 磁铁打捞器可以用来打捞含铁废 弃物，如牙轮、轴承、磨铣铁屑和销钉 等用其他打捞方法很难打捞的井下落 物（下一页，左上图） 。磁铁打捞器是 在一个非磁性的本体内放置一个高度 磁化的内极板。 磁铁打捞器通常用在金 刚石钻头之前， 把井内可能损害金刚石 钻头的废弃物清理掉。
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磁铁打捞器。 这种磁铁打捞器用来回收井眼内的金
属小碎片。一些磁铁打捞器有循环孔，可将碎屑冲离 落物。
如果废弃物还未完全回收， 作业公司 可以选择将一个旧钻头下入井内， 对残余 落鱼进行钻削、磨铣处理。如果这个策略 失败， 可用落鱼炸药包或磨鞋将废弃物破 碎成小块。落鱼炸药包是一种聚能炸药， 可将能量向下传导，击碎落物。一个更传 统的方法是使用凹面铣鞋（下图）磨碎落 物。 铣鞋的凹面有助于将落物集中在厚厚 的碳化钨切削面下部， 切削面可将落物切 削成更小的碎片，之后冲洗或循环碎片， 最后由磨鞋上的打捞篮收集起来。 磨鞋有各种配置，可用于不同环境 （右图） 。它们常用于修整落鱼顶部以适 应一款打捞工具， 也有一些是用来磨碎浮 箍、桥塞和钢圈。磨铣产生的碎片通过磁 铁打捞器或废弃物打捞篮回收或从井内 循环出来。
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井下磨铣工具。有各种尺寸和构造的磨鞋。锥形磨鞋（上图）用以通过卡点
进行磨铣，并清理坍塌或变形的管柱。导向磨鞋（中图）可用来磨铣管状落鱼或 在安装套管补贴前修整套管。较大的磨铣刀翼由位于工具前端较小的中央导向器 引导。管柱连接锥形磨鞋（下图）可用来清理受损管柱，还可应用于修整裸眼井 的键槽。工具顶部和底部的锥形结构使它可用于上下双向的扩眼。
大体积落鱼的打捞技术
大型落鱼的打捞， 如钻杆或钻 铤，需要采用其他方法。在进行这 些打捞工作之前， 通常假设落于井 底的管柱很可能被卡住。 落鱼周围 没有泥浆循环时， 岩屑会在管柱周 围堆积，地层会垮塌，这将限制管 柱进一步的活动。因此，当钻柱遇 卡、脱扣或倒扣时，打捞计划通常 涉及落鱼的解卡。 打捞管柱的基本策略包括将 震击器、打捞筒下入井眼，锁紧落 鱼，震击管柱解卡，然后将落鱼提 出井口。然而，实际打捞工作不可 能像教科书般标准， 不可能如此轻 松；鱼顶可能已损坏，需要下磨鞋 修整鱼顶，或落鱼可能不易抓到， [7] 需要尝试几次才能锁住它 。 此外， 上面的每个基本步骤都包括多个 流程。
当钻柱卡住后，司钻通常激活井下 [8] 震击器，通过冲击力解卡 。在压差卡 钻的情况下，作业公司通常订购解卡液 （表面活性剂、溶剂或其他化合物的特 殊混合物） ，将其泵入井底，促进管柱 解卡。司钻将解卡液泵入井底，穿透、 打破包裹在管柱周围的泥浆滤饼，减少 受粘附管柱的面积。这有助于减少活动 管柱所需的外力，从而使钻柱解卡。这 种方法解决问题的可能性随着时间的 推移迅速降低，所以一旦钻柱被卡，需 要尽快向井下打解卡剂。在解卡剂发挥 作用的同时，作业公司通常开始规划打 捞方案，动员设备和人员。
7. Adkins CS： “Economics of Fishing”， Journal of Petroleum Technology， 45卷， 第 5期 （1993年5月） ： 402–404页。 有 关 震 击 器 的 更 多 信 息 ， 请 参 考 ： Costo B ， Cunningham LW， Martin GJ， Mercado J， Mohon B 和 Xie L： “Working Out of a Tight Spot”，《油田
^
落物磨鞋。磨鞋表面稍有凹陷，有助于将井下落鱼
集中在切削面的下部，然后被磨成碎片。
8.
新技术》24卷，第1期
页。
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如果解卡剂不起作用， 作业公司可以 选择在卡点以上切断管柱，并起出井口， 以防止压差卡钻进一步向上延伸。 这样做 的目的是尽量在最大深度切断钻柱， 从而 收回最大数量的钻柱。然而，这个过程的 第一步是确定钻柱卡点最上端的深度。 根 据胡克定律， 当钻柱受到其弹性范围内的 拉力或扭矩时，管柱发生线性形变。这一 特征可用来计算卡点以上有多长的自由 管柱。如果解卡剂不起作用，作业公司可 以选择在卡点以上切断管柱，并起出井 口，以防止压差卡钻进一步向上延伸。这 样做的目的是尽量在最大深度切断钻柱， 从而收回最大数量的钻柱。然而，这个过 程的第一步是确定钻柱卡点最上端的深 度。根据胡克定律，当钻柱受到其弹性范 围内的拉力或扭矩时，管柱发生线性形 变。 这一特征可用来计算卡点以上有多长 的自由管柱。 作业公司通常使用 FPIT 卡点测量仪来 精确测量管柱的拉伸和扭矩。 用电缆将该 装置从钻杆中心下入井内， 然后向钻杆施 加外力， 将它锚定在目标位置。 FPIT 应变 仪可感知钻柱受拉或旋转时扭矩和张力 的变化。 外力作用下钻柱的伸长量和自由 管柱的长度、 钢材的弹性及管柱的横截面 积有关。如果该工具位于卡点以下，则检 测不到拉伸载荷或扭矩。 如果循环已经建立，可将 FPIT 装置 从钻杆中心泵入井底；否则，作业公司可 借助于连续油管或电缆牵引车将工具
送入井底[9]。当卡点位置确定以后，可采 用同样的方式将管柱切割工具送入井 下。分离钻杆包括倒扣或切割井下钻杆。 管柱倒扣是一种最温和的措施，可 以保留鱼顶管接头的螺纹。管柱井下倒 扣之前，司钻必须对钻柱施加左旋扭矩。 当扭矩累积到一定程度，通过管柱的反 复摆动，扭矩向井下传递。松扣炸药包， 即一段导爆索，通过钻杆下入到卡点以 上钻杆接头的深度。井下爆破后，爆炸 压力使接头母扣螺纹膨胀，施加的左旋 扭矩作用在螺纹连接上使钻杆倒扣。这 个过程可反复几次，以迫使钻杆松开。 如果钻杆无法倒扣，还有多种方法 可用于切割钻杆。化学切割器是一种电 缆起下的工具，利用推进剂和反应剂在 管柱上形成一系列间隔很小的孔洞。这 些孔洞大大降低管柱的强度，从而可以 拉断管柱。该方法不需要对钻柱施加扭 矩，切割后钻柱的截面整齐，管道的膨 胀很小，因此无需磨铣修整。爆炸切割 器是另一种电缆起下的工具，产生 360° 径向爆炸喷射流来切断管柱。一些爆炸 切割器产生平整的切割断面，但另一些 则产生喇叭型棱角，必须下入磨鞋修整 以完成随后的打捞作业。第三种方法采 用机械切管器，该工具随冲洗管下至所 需深度。液压压力使切削臂紧靠在管柱 内壁。随着工具在管柱内的慢慢旋转， 镶有碳化钨硬质合金颗粒的切削面会切 断管柱。 当卡点以上的钻柱分开后，司钻起 钻。打捞专家在钻台上检查最后一根出 井的钻杆。这根钻杆的状况决定了后续 打捞工作的进程。
^
打捞筒。打捞筒分为三段。上部短节将
打捞筒连接到钻柱。 卡瓦座具有锥形螺旋设 计来容纳抓钩，而抓钩用来抓紧落鱼。引鞋 帮助打捞筒套住落鱼。
抓取
打捞落鱼最常用的两种方法就是外 打捞和内打捞。落鱼尺寸及其相对于井 筒的 朝向决定了采用哪种打捞方法。 通常使用打捞母锥或打捞筒来进行 外打捞。打捞母锥采用锥形螺纹在落鱼 顶部造扣（左图） 。通常用来抓紧破裂、 断开的管柱，该工具下到落鱼顶部时缓 慢旋转。它底部的边缘镶着硬金属 ^
打捞母锥。该装置用于从外部抓住并收回那些不能 够转动的管状落物。它使用一个锥形的柳条螺纹在鱼 顶造扣。
或碳化钨颗粒，可帮助在落鱼的 外表面切削造出新的螺纹。 打捞筒可咬合、抓紧和回收 断裂的钻杆或钻铤（上图） 。打捞 筒锥形螺旋状卡瓦座内装有抓 钩，用来抓住落鱼的外表面。当 向鱼顶方向下放打捞筒时，司钻 循环泥浆，同时左右摆动打捞管 串，以清洗鱼顶和冲洗打捞筒内 部。 抓紧落鱼之前，司钻记录打 捞管串重量和扭矩。 冲洗鱼顶后， 司钻慢慢下入打捞筒直到悬重略 有减少， 这表明它已接触到鱼顶。 司钻缓慢下放、旋转打捞筒，卡 瓦打捞筒的引鞋滑过鱼顶。顺时 针旋转时，抓钩张开，抓紧落鱼。 司钻上提打捞管串且不旋转，会 导致抓钩在锥形卡瓦座里收紧， 锁住落鱼。鱼顶被紧抓在打捞筒 内之后，司钻将打捞管串和落鱼 起出井口。
9. 有关井下工具传输方法的更多信息，请 参 考 ： Billingham M ， El-Toukhy AM ， Hashem MK ， Hassaan M ， Lorente M ， Sheiretov T and Loth M ： “ Conveyance—Down and Out in the Oil Field ，” 《油田 新 技术》 23 卷，第 2 期 （2011年夏季刊）：18–31页。
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油田新技术
斯伦贝谢旋转导向系统Power-V 使用介绍 1 Power-V 简介和应用范围 Power-V是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。所谓旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点。 旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。 2 旋转导向系统PowerDrive的优点 ⑴反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。用泥浆马达打30m井段，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4°，得到平均狗腿度4°/30m。实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化，这15m的实际狗腿度是零；而4°的井斜角变化是由滑钻15m产生的，这15m的实际狗腿度是 8°/30m。而用Power-V在同一设置下打出的每米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。 ⑵使用Power-V钻出的井径很规则。使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。这种井径的忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。 ⑶由于Power-V钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。 ⑷在钻进过程中，由于Power-V组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。 ⑸由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。使用泥浆马达在大井斜的长裸眼段滑动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压弯了，而钻压还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震击器下击，损害钻头寿命。 3 Power-V 组成部分和工作原理简介 Power-V主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit
斯伦贝谢金地伟业中石油服务汇报
柏险峰 斯伦贝谢金地伟业油田技术（ 斯伦贝谢金地伟业油田技术（山东） 山东）公司
汇报内 容
斯伦贝谢金地伟业公司简介 斯伦贝谢金地伟业运行能力介绍 斯伦贝谢金地伟业在中石油的服务表现
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公司概况
成立于2000年，初期主要业务为研发制造及销售 井眼轨迹测量仪器 公司位于山东省黄河三角洲地区的东营市开发区 目前主要业务
定向井，水平井钻井工程服务 o 随钻测量，随钻测井服务 o 研制，生产及销售MWD/LWD及电子单多点仪器
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为国内最大规模民营专业定向井、水平井钻井、随钻测量及随钻测井 服务公司 2009年和斯伦贝谢合作成立合资公司，引入更先进的斯伦贝谢仪器装备、 研发技术，管理经验，提升公司仪器品牌 结合斯伦贝谢技术装备领先优势，为国内油田客户提供本地化服务
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合资后的持续改进
成立合资公司后，斯伦贝谢金地伟业保留了原公司的基础架构和运作 模式，注重本地人才的培养，对自产设备的更新改造。增强本地化服 务的基础 斯伦贝谢引入先进的仪器装备、研发制造技术，管理经验，提升公司 品牌
注入主要管理人员 o 注入管理及作业流程 o 注入设备
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建立合资公司与斯伦贝谢的紧密联系
组织结构图 2012.1.1
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资质与荣誉
公司的技术开发能力自 2005年开始被东营市及 山东省认可为高新技术 企业 公司实行现代化、规范 化的管理，已于2001年 顺利通过了 ISO9001:2000质量管 理体系认证及健康，安 全与环境体系认证 公司多次荣获客户颁发 良好业绩与表现证明 逐渐纳入斯伦贝谢运作 体系
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COMPANY STRATEGY 公司战略 专利权具有严格的地域性，要使一项新发明技术获得多国专利保护，就必须将该发明创造向多个国家申请专利。同一项发明创造在多个国家申请专利而产生的一组内容相同或基本相同的文件出版物，称为一个专利族。在每一专利族中，向第一国申请专利的文件出版物称为基本专利。目前，全球范围内约2/3的专利申请是申请人为了在多个国家和地区获得专利保护，就基本专利的技术内容向多个国家和地区进行专利申请。 全世界每年90％～95％的发明创造成果能在专利文献中查到，基本专利申请状况真实体现了企业技术发展重点和技术实力，是研究企业技术发展策略的重要手段。 在2007年《财富》世界500强企业排名中，斯伦贝谢（Schlumberger ）公司在油气设备和服务领域利 润排名第一，营业收入排名第二。本文以德温特专利数据库（Derwent Innovations Index，DII）申请日截至2007年底的数据为依据，通过对申请日分布、申请人分布、德温特专利分布等展开分析，同时结合企业的市场表现、科研投入等信息，探讨斯伦贝谢公司基本专利策略，希望相关企业能够从中得到启示与借鉴。 一、斯伦贝谢公司 基本专利布局和特点分析 截至2007年底，斯伦贝谢公司拥有的基本专利数为3397件，其上游基本专利拥有量占世界石油上游基本专利的3.4%。检索结果显示，斯伦贝谢公司基本专利具有以下特点。 斯伦贝谢公司基本专利布局及其发展趋势 张运东 李春新 赵 星* （中国石油集团经济技术研究院） * 本文合作者还包括万勇、张丽。 摘 要 斯伦贝谢公司是全球最大的跨国石油技术服务公司，截至2007年底，该公司在石油上游主要技术领域拥有基本专利3397件，占全球石油上游基本专利的3.4%。其中在测井领域，该公司基本专 利拥有量占全球测井基本专利的16.8%；在美国和英国的分支机构申请的基本专利占公司基本专利的 65.5%。斯伦贝谢公司基本专利的11.9%是与其他机构或企业合作申请的，共同申请是该公司专利申请 的重要方式之一。斯伦贝谢公司的专利申请以市场为导向进行重点布局。欧洲和北美既是该公司的市场重点，也是专利申请的重点地区。1996年以来，斯伦贝谢公司对科研的投入不断增加，对科研成果的知识产权保护力度不断加强，其基本专利年均增长率达到21%，在钻井、采油、测井、物探领域的基本专利申请量几乎每年都上一个新台阶。其中，钻井领域技术研发重点为旋转钻井井控设备；测井领域研发重点为电测井、随钻测井和声波测井；采油领域的研发重点为完井/增产。 关键词 斯伦贝谢 基本专利 布局 技术研发 发展策略
Landing the Big one - 打捞的艺术
司钻通常将遗留在井下的工具及设备称为“落鱼” 。实际上，这 些物体被错误地遗失于地表以下几千英尺。 自油田开发早期， 从井筒 移除这些物体对司钻而言一直是一个极大的挑战。
Enos Johnson
美国新墨西哥州 Hobbs
Jimmy Land Mark Lee
在油田上，落鱼指留在井筒并且阻 碍后续作业的任何物体。这个定义广义 上涵盖了各种钻井、测井和生产设备， 包括钻头、钻柱、测井工具、手动工具 或可能会丢失、损坏、卡住或遗落于井 眼中的任何其他废弃物。当废弃物或硬 件阻塞了后续作业的通路，这些落物必 须首先通过称为打捞的作业从井眼中移 除。 打捞这个词起源于早期的绳式顿钻 钻井时代，这种方式通过连接着弹簧钻 杆上的缆绳上下反复升降一个比较重的 钻头去凿开岩石，以钻出新井筒。当缆 绳断裂时，司钻在弹簧钻杆上挂一段新 缆绳，下入一个临时准备的大钩，试图 从井底收回断裂的缆绳和钻头。从事地 下废弃物回收工艺的专家被称为落鱼打 捞者。多年来，他们的工作已经备受追 捧，并且打捞工艺已经填补了油井服务 业的空白。 所有设备都可能会故障、遇卡、待 在一口井生命周期内的任何时间都可能 需要打捞作业。钻井阶段，大多数打捞 工作是意想不到的，通常是由机械故障 或钻柱遇卡造成的。卡钻也可能在电缆 测井、试井作业期间发生。随后，在完 包括射孔枪遇卡、过早坐封封隔器或砾 石充填筛管失败。井投产后，在修井、
弃井过程中， 打捞作业可能被规划为 修井、 更换或回收井下设备及管柱整 个过程的有机组成。 在许多油田， 修 井过程需要清洗或收回常年产油而 砂塞的油管， 因此在作业一开始就需 要实施打捞工作。 弃井过程中， 作业 公司们封堵油井前， 往往试图打捞井 下管柱、 泵和完井设备。 甚至打捞设 备也可能遇卡， 那么就需要改进原打 捞策略。 似乎油田上没有哪项作业能 免除打捞的可能性。 从上世纪 90 年代中期以来的统 计结果表明， 打捞作业占全球钻井成 本的 25%[1]。如今，采用其他更具成 本效益的选择常可避免或规避打捞。 例如， 现代钻井技术如旋转导向， 通 过影响用于决定是否要打捞， 是否购 买称之为落鱼的被卡设备， 是否侧钻 或是否弃井（J&A）的经济性评价， 实现了打捞策略的转变。 每次打捞情形均是独一无二的： 连续油管或电缆， 且每次情况都面临 不同的环境和问题， 落鱼回收的解决 方案必须与之相匹配。 在这个范围宽 泛的话题中， 本文主要讨论在钻井过 程中采用的打捞技术； 对这些技术进 续油管、 电缆测井及修井应用。 本文 概述了可能导致设备落井的常见过
美国德克萨斯州休斯顿
Robert Robertson
挪威斯塔万格
《油田新新术》 （2012/2013 冬季刊） ：24 卷，第 4 期。 ?斯伦贝谢 2013 年版权所有。 在本文编写过程中得到以下人员的帮助，谨表谢 意：挪威斯塔万格的 Torodd Solheim 及美国休斯顿 的 Eric Wilshusen。 FPIT 为斯伦贝谢公司商标。
更换或需要从井筒回收。从钻井到弃井， 计划内或计划外、裸眼井或套管井、
井阶段，各种各样的问题可能阻碍作业， 行了各种改进， 以适用于套管井、 连
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油田新技术
前言 压裂车用于石油油井的压裂,陶粒砂、压裂液等介质通过液力端产生高压使地层瞬 间开裂,同时介质渗入裂缝中使原油溢出，液力端总成是压裂车上一重要易损件是石油 油井维护和提高油产量的重要设备。 本标准结合了国外（斯伦贝谢，哈里伯顿公司的技术规范,具体阐述了液力端相关 的加工技术,有利于该类产品的技术指导。 一、压裂泵阀箱锻件： 1.（斯伦贝谢；N14，规范号506562000、N22，规范号507643000） 哈里伯顿：4330V改型，规范号D0030175-C版，包括锻造要求，化学性能，机械性能等 要求。 2. 4330V改型钢阀箱锻件热处理：70.94191-D版。 3. 关键部位湿磁粉探伤：70.94154-G版。 4. 标准部位湿磁粉探伤检验：70.94158-J版。 5. 阀箱预应力：278.87558-O版。 二、加工流程： 1.粗铣面—超声波探伤--粗加工—热处理—抛丸清理—渗透探伤---精加工--- 磁粉探伤---试压---内腔喷丸处理---外形抛丸---（内腔淡化处理）--磁粉探伤—三坐 标检测—装配—油漆—包装。 三、液力端阀箱规格型号： 1. TG06---300泵-3.75”。TI06---300-4”、3ZB70-295----300-4.5”TH06---300-5”。 2. HT400- 3.375”. HT400-4”，HT400- 4.5”. 3. TWS600S-2.5”，TWS600S-3”,TWS600S-3.5”,TWS600S-4”TWS600S- 4.5”. 4. QWS1000S-3”,QWS1000S-3.5”. 5. TWS SPM2000-4.5”,TWS SPM2000-5”,QWS SPM2000-4”,QWS SPM2000-4.5”， QWS SPM2000-5”. 6. GD2250SGWS-4.5”GD2250SGWS-5”GD2500SGWS-4”GD2500SGWS-4.5”GD300-4.5” 7.5ZB2500-4”,5ZB2500-4.5”,5ZB2800-3.75”,5ZB2800-4”,5ZB2800-4.5”,5ZB2800-5” 8. OPI1800-4”,OPI1800-4.5”,OPI1800-5”. 9. RR1500-4”,RR1500-3.75”. 10. JMAC2250-4.5”Y型，FMC2700-4” 四、动力端： 300泵， 600S, 5ZB2500， 5ZB2800， 五、井下工具，井口保护器。内喷丸设备等。
城市送水泵站技术设计计算书 1 绪论 泵站的日最大设计水量Qd=万m3/d。 给水管网设计的部分成果： （1）泵站分两级工作。泵站第一级工作从时至次日时，每小时水量占全天用水量的；泵站第二级工作从时至时，每小时水量占全天用水量的%。 （2）该城市给水管网的设计最不利点的地面标高为，建筑层数为8层，自由水压为36m。 （3）给水管网平差得出的二泵站至最不利点的输水管和配水管网的总水头损失为。 （4）消防流量为144 m3/h，消防时的总水头损失为。 清水池所在地地面标高为，清水池最低水位在地面以下。 城市冰冻线为。最高气温为36℃，最低气温为-35℃。 泵站所在地土壤良好，地下水位为。 泵站具备双电源条件。 2 初选水泵和电机 泵站设计参数的确定 泵站一级工作时的设计工作流量 QⅠ/(m3/h)=9 800×%=3038s) 泵站二级工作时设计工作流量 QⅡ/(m3/h)=9 800×%=4802s) 水泵站的设计扬程与用户的位置和高度、管路布置及给水系统的工作方式等有关。泵站一级工作时的设计扬程 HⅠ/m=Z c+H0+∑h+∑h泵站内+H安全=(65-58++36+++2= 其中 HⅠ—水泵的设计扬程 Zｃ—地形高差；Ｚｃ=Ｚ１+Ｚ２； H０—自由水压； ∑h=总水头损失； ∑h泵站内－泵站内水头损失（初估为）； H安全－为保证水泵长期良好稳定工作而取的安全水头（m）；一般采用1~2m。 选择水泵 可用管路特性曲线和型谱图进行选泵。管路特性曲线和水泵特性曲线交点为水泵工况点。 求管路特性曲线就是求管路特性曲线方程中的参数H ST和S。因为 H ST/m=+36++=48 所以 S/(h2×m-5)=(∑h+∑h泵站内)/Q2=+2)/48022=8×10-7 因此 H=+8×10-7Q2 根据上述公式，在（Q-H）坐标系中作出管路特性曲线，参照管路特性曲线和水泵型谱图，或者根据水泵样本选定水泵。 经反复比较推敲选定两个方案： 方案一：5台350S75A型工作水泵，其工况点如图1（方案一）；
与贝克休斯强调独立的数字化业务板块和全产业链覆盖、侧重设备运营不同，斯伦贝谢的数字化转型，一是强调数据、管理系统和硬件设备的有效组合，以实现更高水平的技术一体化，重心在上游勘探开发生产的各个专业领域；二是强调数字技术赋能生产作业，提高作业效率、减少非生产时间、降低综合成本。 在组织架构方面，斯伦贝谢油藏描述、钻井、卡麦龙和生产四大业务集团负责搭建四个专业领域技术平台，将各业务集团内部的硬件设备、软件应用程序、专业领域知识和数字化技术组合在一起，向客户提供无缝衔接的一体化产品和服务。 斯伦贝谢软件一体化解决方案部门是数字化技术和软件开发的主体，成立35年来推出了大量专业应用程序、信息管理系统和IT设备，过去5年加速吸收数字化技术最新成果。2014年，斯伦贝谢在美国加州门罗公园建立斯伦贝谢软件技术创新中心；2016年，美国得州舒格兰工业互联网中心开始侧重云计算、大数据分析、工业物联网、自动化、网络安全领域的平台架构和基础设施架构研发；2017年，位于美国马萨诸塞州剑桥市的斯伦贝谢道尔研究所（Schlumberger-Doll Research Center）设立机器人部门，支持系统自动化业务。 2017年，斯伦贝谢将整个公司的技术研发与设备制造力量重组为勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台（基本上与四大业务集团对应），首先完成各个专业领域内部的研发一体化，推动数字化技术与硬件设备制造、软件开发和专业领域知识一起为专业领域技术系统服务，实现从单个技术创新到技术系统创新的转变。与此同时，斯伦贝谢推出DELFI勘探开发认知环境（DELFI Cognitive E&P Environment），为四个专业领域技术平台提供数字化技术支持；逐步建立数字化硬件框架，为硬件设备提供一套清晰的设计准则，使硬件设备产品能够更好地发挥数字化技术优势。DELFI环境和数字化硬件框架作为统一职能管理平台的一部分，支持各“业务—地域”单元的生产经营。 01专注上游业务专业领域内部创新 斯伦贝谢数字化转型的特点是分步骤的小范围整合，具体表现在业务集团内部努力将彼此独立的数字化技术、硬件设备、软件应用程序和专业领域知识有机组合成一体化专业领域技术系统，即勘探与开发、建井、非常规完井、生产管理四个专业领域技术平台。斯伦贝谢认为精心设计的平台架构既能够促进各个产品和服务共同提高系统绩效，又能够利用全部数据推动系统的持续改进，还能够不断提高系统的自动化水平。
矿用通风机工况点的确定方法 来源：西部石化网时间： 2010-6-23 字体: 大中小 所谓工况点，即是风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数。 已知通风机的特性曲线，设矿井自然风压忽略不计，则可用下列方法求风机工况点。 ⒈图解法当管网上只有一台通风机工作时，只要在风机风压特性（Ｈ─Ｑ）曲线的坐标上，按相同比例作出工作管网的风阻曲线，与风压曲线的交点之坐标值，即为通风机的工作风压和风量。通过交点作Ｑ轴垂线，与Ｎ─Ｑ和η─Ｑ曲线相交，交点的纵坐标即为风机的轴功率Ｎ和效率η。 图解法的理论依据是：风机风压特性曲线的函数式为Ｈ＝f(Ｑ)，管网风阻特性（或称阻力特性)曲线函数式是h=ＲＱ2，风机风压Ｈ是用以克服阻力h，所以Ｈ＝h，因此两曲线的交点，即两方程的联立解。可见图解法的前提是风压与其所克服的阻力相对应。 以抽出式通风矿井（安有外接扩散器）为例，如已知通风机装置静压特性曲线ＨS ─Ｑ，则对应地要用矿井系统总风阻ＲS（包括风硐风阻）作风阻特性曲线，求工况点。 若使用厂家提供的不加外接扩散器的静压特性曲线Ｈs─Ｑ，则要考虑安装扩散器所回收的风机出口动能的影响，此时所用的风阻ＲS应小于Ｒm，即 4-5-1 式中Ｒv──相当于风机出口动能损失的风阻，
ＳV──风机出口断面，即外接扩散器入口断面； Ｒd──扩散器风阻； ＲVd──相当于扩散器出口动能损失的风阻， ＳVd──为扩散器出口断面。 若使用通风机全压特性曲线Ｈt─Ｑ，则需用全压风阻Ｒt作曲线，且 4-5-2 若使用通风机装置全压特性曲线Ｈtd─Ｑ，则装置全压风阻应为Ｒtd，且 4-5-3 应当指出，在一定条件下运行时，不论是否安装外接扩散器，通风机全压特性曲线是唯一的，而通风机装置的全压和静压特性曲线则因所安扩散器的规格、质量而有所变化。 ⒉解方程法 随着电子计算机的应用，复杂的数学计算已成为可能。风机的风压曲线可用下面多项式拟合 4-5-4
一井双泵的安装程序设计 装备电泵分公司
目录 第一张-------------------------------------------------------- 2简述 第二章-------------------------------------------------------- 2 1.Y型换向阀--------------------------------------------------------- 2 2.用Y型换向阀并联的双泵机组效果图----------------------------------- 3 3. 导流罩------------------------------------------------------------- 5第三章 1.机组数据------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 2. 双电潜泵安装程序设计-------------------------------------------------------------------------------- 7 第四章 1.电缆下放程序设计-------------------------------------------------------------- 9 2.电缆的保护---------------------------------------------------------------------------------------------- 9 3.小扁电缆保护器--------------------------------------------------------- 10 4.电泵机组手铐----------------------------------------------------------------------------------------- 10 第五章作业中的关键点 1.封隔器的电缆连接------------------------------------------------------------------------------------- 11 2.安装电缆保护罩---------------------------------------------------------------------------------------- 12 3.油管挂处的电缆连接--------------------------------------------------------------------------------- 12 4.单井作业时间长、作业难度大---------------------------------------------------------------------- 12 小结---------------------------------------------------------- 13
第三章 叶片泵工况点确定及其调节 本章重点：通过本章的学习，要求学员熟练掌握两台同型号泵并联和串联运行工况点的确定、一台泵向高低不同的出水建筑物供水工况点的确定、高位出水建筑物和水泵联合向低位出水建筑物供水工况点的确定、水泵工况点调节的方法及其选择、变速调节和变径调节的原理、调节后的转速和车削量计算。掌握扬程性能曲线的转绘、功率性能曲线的转绘、效率性能曲线的转绘、并联运行中调速泵台数的选定。了解水泵非常情况下工况点的确定等。 第一节 单泵运行时工况点确定 前面我们讨论了叶片泵的性能曲线，它反映了水泵本身潜在的工作能力。但抽水装置在实际运行时，究竟是处于性能曲线上哪一点工作，不是完全由水泵本身所决定的，而是由水泵和抽水装置共同决定的。若确定水泵的实际工况点（或工作点），还需要研究抽水装置。 一、管路特性曲线 （一）水头损失曲线 由《流体力学》中得知，流体在管路中流动存在着水头损失w h ，它包括沿程水头损失f h 和局部水头损失j h 。 j f w h h h +=，g v d l f h 22λ=，28C g =λ，n R C 61=，4d R =，24d Q v π=联立各式即得式（3—1— 1）： ()()()()()???? ???????=+=+==?? ? ??==???? ??=∑∑∑∑∑∑∑22224223/162083.029.10Q S Q S S h h h Q S Q d h Q S Q d L n h j f j f w j j f f ζ （3—1—1） 式中：n ——管道糙率； L ——管道长度（m ） ； d ——管道直径（mm ） ； S ——管道总的阻力参数（52m /s ） ； f S 、j S ——管道沿程、局部阻力参数（52m /s ）； ζ——局部阻力系数， 可查阅《水力计算手册》、《流体力学》或《水力学》等。 对于给水管道，沿程水头损失的计算，可采用 带有比阻（A ）公式的计算： ()2KALQ h f ∑= （3—1—2） 图3—1—1 管路损失特性曲线和抽水装置特性曲线 （a ）管路损失特性曲线 （b ）抽水装置特性曲线
【机械仪表】 斯伦贝谢旋转导向系统 Power-V 简介 1 Power-V 简介和应用范围 Power-V是斯伦贝谢旋转导向系统PowerDrive家族中的一员。所谓旋转导向系统，是指让钻柱在旋转钻进过程中实现过去只有传统泥浆马达才能实现的准确增斜、稳斜、降斜或者纠方位功能，但相对于泥浆马达，PowerDrive有非常明显的优点。 旋转导向系统广泛用于使用泥浆马达进行滑动钻进时比较困难的深井、大斜度井、大位移井、水平井、分枝井(包括鱼刺井)，以及易发生粘卡的情况。 2 旋转导向系统PowerDrive的优点 ⑴反映和降低了所钻井段的真正狗腿度，使井眼更加平滑。用泥浆马达打30m井段，滑动钻进15m，转动钻进15m，井斜角增加4°，得到平均狗腿度4°/30m。实际上，转钻15m井斜角几乎没有变化，这15m的实际狗腿度是零；而4°的井斜角变化是由滑钻15m产生的，这15m的实际狗腿度是8°/30m。而用Power-V在同一设置下打出的每米都是同样均匀和平滑的，减少了井眼轨迹的不均匀度，从而减少了在起下钻和钻进过程中钻具实际所受的拉力和扭矩，减少了以后下套管和起下完井管串的难度。 ⑵使用Power-V钻出的井径很规则。使用传统泥浆马达在滑动井段的井径扩大很多，而转动井段的井径基本不扩大。这种井径的忽大忽小是井下事故的隐患，也不利于固井时水泥量的计算。 ⑶由于Power-V钻具组合中的所有部分都在不停的旋转，大大降低了卡钻的机会。使用传统泥浆马达在滑动钻进时除钻头外，其它钻具始终贴在下井壁上，容易造成卡钻。 ⑷在钻进过程中，由于Power-V组合中的所有钻具都在旋转，这有利于岩屑的搬移，大大减少了形成岩屑床的机会，从而更好的清洁井眼。这对于大斜度井、大位移井、水平井意义很大。 ⑸由于Power-V钻具组合一直在旋转，特别有利于水平井、大斜度井和3000m以下深井中钻压的传递，可以使用更高的钻压和转盘转速，有利于提高机械钻速。使用泥浆马达在大井斜的长裸眼段滑动钻进时送钻特别困难，经常是上部的钻杆已经被压弯了，而钻压还没有传递到钻头上，还常常引发随钻震击器下击，损害钻头寿命。 3 Power-V 组成部分和工作原理简介 Power-V主要有两个组成部分，它们分别是上端的Control Unit (电子控制部分，简称CU) 和下端的Bias Unit (机械部分，简称BU)。在两者中间还有一个辅助部分Extension Sub(加长短接，简称ES) 3.1 电子控制部分CU CU是Power-V的指挥中枢，它内部有泥浆驱动的发电机，还有陀螺、钻柱转速传感器、流量变化传感器、震动传感器、温度传感器以及电池控制的时钟等等。它可以独立于外面的钻铤而旋转或者静止不转。 工作原理：开泵后，发电机发电，陀螺测量到井底的井斜角和方位角(即高边)，然后按照地面工程师的要求把其内部的电子控制部分固定在某一个方位上(即高边工具面角)，从而实现无论钻柱如何旋转，CU内部的控制轴始终对准在需要的方位上，这个方位加上一个校对值后就是地面
斯伦贝谢的PowerV旋转导向钻井系统 PowerV仪器组成 PowerV是一种旋转导向工具，可实现在旋转钻进中对井斜和方 图5-11 PowerV简图 位进行控制。该工具应用泥浆驱动导向块作用于地层来控制井眼轨迹。在钻井工程作业中，PowerV既可独立使用，也可与MWD/LWD联合使用，与地面实现实时传输功能。 PowerV主要有两个以下部分组成：1）电子控制部分：电子控制部分是一根无磁钻铤及固定在其内部轴承上的电子仪器组件组成，直接连接在机械导向部分上部。控制部分可在钻铤内自由转动，当钻具组合随整个钻柱转动时，它可保持相对静止状态，将工具面摆在设计 图5-12 内部结构图 图5-12 内部结构图 的方向上。其控制功能通过以下组件实现：进行测量定位的内部传感器；电子扭 矩仪。 2）机械导向部分：机械导向部分与控制部分通过一引鞋相连。导向部分有三个导向/推力（Pad）组成。它可以通过伸缩来作用于井壁实现变钻进方向的目的。控制部分可以控制装在导向部分内的一个旋转阀，该旋转阀在导向部分中的相对位置决定那一个导向/推力块来作用于地层。通过将控制部分控制在一个
特定的角度上，当导向部分旋转时能使不同的导向/推力块来作用于同一个方向的地层上，这样就以 图5-13导向/推力块图 使钻进朝同一个固定方向进行。 PowerV下入井底钻进后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井斜和方位，与地表设定的设计工具面进行比较，然后通过引鞋（控制部分）及与之相连的控制导向轴（导向部分）控制旋转阀，决定那个导向/推力块在设计的方向伸出作用于井 图5-14 旋转阀 壁，实现对井眼轨迹的控制。 当PowerV起出井眼后，可以通过编程口下载出存储在控制部分内部存储器内的数据然后对数据进行详细分析，确定工具在井下的工作情况。 PowerV防斜打直机理 PowerV在井下工作后，电子控制部分的内部传感器（磁力仪和重力加速仪等）测量到井底的井斜和方位，与设定的工具面（180度，重力低边）进行比较，控制引鞋的方向，使机械导向部分的三个导向/推力块在每个转动周期当转到上井壁（高边）时在泥浆液压作用下伸出，作用于上井壁，改变钻头作用方向，切削下井壁（低边），实现降斜的目的。PowerV的最大优点就是可利用导向/推力块对井壁的作用力主动防斜，可使用攻击性更强的钻头，完全释放钻井参数（如钻压），极大地提高机械钻速。同时PowerV实现了在旋转钻进中改变井眼轨迹，避免了使用马达滑动钻进带来的弊端（如ROP低，井眼不清洁，短起下多等），
水泵选型的原则与步骤：列出基本数据、流量扬程的确定 第一节选用原则 泵是一种面大量广的通用型机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。大力降低泵有能源消耗，对节约能源具用十分重大的意义。 近年来，我们泵行业设计研制了许多高效节能产品，如IHF、CQB、FSB、UHB等型号的泵类产品，对降低泵的能源消耗起了积极作用。但是目前在国民经济各个领域中，由于选型不合理，许多的泵处于不合理运行状况，运行效率低，浪费了大量能源。还有的泵由于选型不合理，根本不能使用，或者使用维修成本增加，经济效益低。由此可见，合理选泵对节约能源同样具有重要意义。 所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面： 必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点（装置特性曲线与泵的性能曲线的交点）经常保持在高效区间运行，这样既省动力又不易损坏机件。 所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。 具有良好的抗汽蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生汽蚀，运行平稳、寿命长。 按所选水泵建泵站，工程投资少，运行费用低。 第二节选型步骤 一、列出基本数据： 1、介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 2、介质中所含因体的颗粒直径、含量多少。 3、介质温度：（℃） 4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。 5、压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降（扬程损失）。 6、管道系统数据（管径、长度、管道附件种类及数目，吸水池至压水池的几何标高等）。 如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时，应注意如下事项： A、合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。 B、排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。 C、管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲半径应该是管道直径的3～5倍，角度尽可能大于90℃。
+535水泵选型 一、+535水泵选型基本参数 正常涌水量：Qz=200m 3/h 正常涌水期Rz=320天 最大涌水量：Qmax=400m 3/h 最大涌水期Rman=45天 排水高度： 从+535水平至+610水平总计75米 二、水泵选型 1、水泵选型依据： 《煤矿安全规程》第二百七十八条规定，主要排水设备应符合下列要求： 水泵：必须有工作、备用和检修水泵。工作水泵的能力，应能在20h 内排水矿井24h 的正常涌水量，(包括充填水及其他用水)。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。 配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能同时开动工作和备用水泵。 2、水泵的选型计算 ①、正常涌水期，水泵必须的排水能力 Q B ≥Qz=1.2×200=240 m 3 /h ②、最大涌水期，水泵必须的排水能力 Qmax ≥Qmax=1.2×400=480 m 3/h ③、水泵必须的扬程 H B =(75+5) ×(1.25~1.35)=100~108m ④、初选水泵 根据涌水量 Q B 和排水高度 H B ,查泵产品目录选取MD280-43×3型号泵,其额 定流量Qe=280 m 3 /h,额定扬程He=129m.额定效率为0.77 工作泵台数:n 1≥ Qe Q B = 280 200=0.85, 取n 1=1台 备用泵台数：n 2=0.7 n 1=0.7 取n 2=1台 检修泵台数：n 3=0.25n 1=0.25 取n 3=1台 共计3台泵
三、确定管路系统、计算管径 1、管路趟数确定： 《煤矿安全规程》第二百七十八条规定： 水管：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h 内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在 20h内排出矿井24h的最大涌水量。 正常涌水时期一台泵工作，最大涌水时期两台泵工作，另外一台水泵作为备用检修水泵。根据各涌水期投入工作的水泵台数，选用两趟排水管路，正常涌水期时可任意使用一趟排水管工作，另一趟备用，最大涌水期时，两管同时排水，单泵单管工作。 2、管路材料和管径的选择 由于排水高度远小于200m，从建设经济型角度考虑，选用焊接钢管 初选管径：选择排水管径是针对一定的流量寻找运转费用和初期投资费用两者之和最低的管径。由于管路的初期投资费用与管径成正比，而运转费所需的电耗与管径成反比。所以，通常用关内流速的方法求得，经济流速Vp=1.5~2.2m/s。 排水管内径： 从《五金手册》中，选取近似的标准管径，初选管内径径为Φ200mm，外径为Φ219mm，壁厚δ=9.5mm。 吸水管内径的选择,为了提高吸水性能，防止气蚀发生，吸水管直径一般比排水管直径大一级，流速在0.8~1.5m/s范围内，因此吸水管内径为dx=dp+25=Φ225mm，本次选取dx=Φ250mm 验算流速： 四、计算管路特性 1、估算管路长度：本站排水从+535水泵房送至+610中央水泵房，其中垂直提升高度为75米，管路铺设为沿2#暗副井铺设至+610水平大巷，长度为400米，坡度为11°，沿+610水平大巷送至中央水仓，长度约为1600米，总计排水官场为2000米，吸水管长度可估算为7米。 2、计算沿程阻力系数，对于吸、排水管路分别为：
作为油服行业领头羊，斯伦贝谢2007年开始启动“研究与工程转型”项目， 完善科技创新体系，优化科研过程管理；应用提速手段推动内涵式科技创新， 扩展合作网络实现外延式科技创新，激发人才活力实现企业全方位创新。斯伦 贝谢坚持人才优先、聚焦战略需求、扩大开放合作等科技创新经验为中国油服 企业提供了有益启示。 01坚持科技创新巨额投资和有的放矢 作为全球油服行业的领头羊，斯伦贝谢对“追求卓越”有着独特的理解。重视人才、技术和股东价值是斯伦贝谢的核心价值观，也是其基业长青的秘诀，斯伦贝谢把依靠科技创新为股东创造最大价值，即为客户提供优质高效的全方位技术解决方案作为其不变的服务宗旨。为适应油服行业发展新变化，斯伦贝谢提出长期一体化发展战略，将科技创新作为企业专业能力建设、内外部流程优化、软硬件技术整体赋能的首要推动力量。 斯伦贝谢长期坚持进行巨额研发投资。斯伦贝谢巧妙运用自身体量优势，努力在技术雄心和商业目标中实现平衡，其研发投资在绝大多数时间里超过主要竞争对手哈里伯顿公司和贝克休斯公司之和，研发投资占总收入的比例长期维持在3%左右。依靠巨额投入，斯伦贝谢的技术和标准引领能力不断增强，截至2018年9月，斯伦贝谢申请专利37392件，专利授权16928件，稳居油服行业第一位。 斯伦贝谢在业务选择上有的放矢，深耕技术含量最高的细分专业市场。斯伦贝谢力争在开展业务的每个细分专业市场做到第一或第二，否则就选择退出。目前，斯伦贝谢在其从事的19个细分专业市场中，有12个排名第一， 4个排名第二。 02稳步实施科技创新发展战略 2.1 启动“研究与工程转型”项目
2007年，斯伦贝谢以提高效率和可靠性为目标，启动“研究与工程转型”项目，借鉴其他行业的最佳实践，通过约7年时间重组完善了研究与工程体系，优化了科研项目管理流程。 在此次优化重组中，斯伦贝谢累计投入约 3.5亿美元进行组织架构对标研究，与美国加州理工学院和密歇根大学合作设计项目管理和精益制造培训计划。通过轮训约600名科研项目经理、制造专家以及约4000名工程师，斯伦贝谢将新理念注入研究与工程体系，彻底改变了其全球各个技术中心的运营模式，完全重塑了科技研发、设备制造、供应保障和技术支持各个业务的流程。 2014年，研究与工程转型项目基本完成，新的科技创新体系开始全面发挥效力。 2.2 完善科技创新体系 “研究与工程转型”项目的成功实施，使斯伦贝谢在公司治理和企业管理两个层面建立完善了科技创新体系。 在公司治理层面，斯伦贝谢在董事会中设立科学和技术委员会，监督研发相关事项并为董事会和管理层提供建议。现任委员会共有5名委员，由美国麻省理工学院校长雷夫任主席。科学和技术委员会每年至少召开2次会议，具体关注6类事项：1）研发项目；2）技术中心选址和研发资源分配；3）科研院所互动；4）信息技术和信息系统；5）设备制造技术；6）新技术并购。委员会及各位委员可以直接与管理层成员交流科技工作，分管技术的高级副总裁和分管斯伦贝谢4.0平台的资深副总裁为委员会提供相关支持。 在企业管理层面，斯伦贝谢在高级管理团队中设立分管技术的高级副总裁岗位，全面负责研究、工程技术、设备制造、技术生命周期管理、软件技术和信息技术，直接向公司总裁兼首席执行官汇报，保证科技创新体系的独立性。 斯伦贝谢在组织架构设计中将科技创新体系纳入统一职能管理平台，管理人员依托统一职能管理平台上的“业务—地域”矩阵式组织架构，通过技术
2014斯伦贝谢公司石油工程新技术(二) 1. KickStart压力启动式破裂盘循环阀 KickStart压力启动式破裂盘循环阀由两个阀片组成，通常作为套管柱的一部分被下入井中。通过采用KickStart循环阀，作业者不再需要通过连续油管作业对井的趾部区段进行射孔，因此每口井成本可节省超过100000美元。 2. 新型微地震地面采集系统 新型微地震系统用来对地表和浅层网微地震进行勘察。其通过发现水力压裂时发射在地表或近地表的小型微地震信号，并对该信号质量进行优化来改进几何水力压裂裂缝的图像质量。该微地震系统配备了一流的地震检波器加速计和超低噪音的电子设备，因此在工业中拥有最宽范围的信号检测能力。 3. MicroScope HD技术 MicroScope HD技术能够在随钻测量的时候提供油藏高分辨率图像，有助于油藏结构模型和沉积分析，以及更好地还原裂缝细节特性并优化导电钻井液。它的垂直分辨率能达到0.4英寸，能够使作业者看清井底环境。MicroScope HD技术能够优化完井设计和增产方案，识别薄的或者未波及的产层，在复杂的裂缝网络中提高井眼轨迹定位效果以及通过裂缝描述来预防钻井风险。
4. PeriScope HD多层地层界面检测技术 PeriScope HD多层地层界面检测技术通过将反演模型和方位角测量设备相结合，来对高级井位的地层边界和多产层进行精准定位和描述。PeriScope HD已经在中东、欧洲、亚洲和南美的储藏试验过，同时也在北美的薄储层试验过。无论是在导电或非导电的钻井液中，该技术都能检测到地层边界位置。 5. Mangrove完井模拟系统 Mangrove完井模拟系统是一款储层增产设计软件，用于水力压裂工程设计和模型模拟。该软件以储层三维地质模型中的单井为中心，来设计多级压裂增产的系统策略。Mangrove软件提供了建立预测模型和评价非常规储层水力压裂处理的具体设计流程，同时也继续支持常规储层的流程与建模。Mangrove系统能够在精细层面上综合储层非均质性、岩石组构、物理和地质力学特性等信息，有助于工程师们快速做出决断、调整增产方案。 6. GeoSphere储层随钻测绘技术 使用GeoSphere储层随钻测绘技术的钻井团队能够通过将前所未有的钻井孔周边深度勘测法与新颖的数学反演法相结合，来绘制他们的储层示意图，从而优化油气生产和储层管理。GeoSphere服务能进行从井孔处下延超过100英尺的深度调查，降低钻井风险，实现油井精确着陆，从而无需开钻先导孔。此外，其也有助于地学科学家改善地震解释，完善地理结构模型。GeoSphere服务已在全球140多个油井进行过测试，包括北美、南美、欧洲、中东、俄罗斯和澳大利亚境内各地。 7. NGI非传导泥浆地质成像仪 NGI非传导泥浆地质成像仪采用简单的电极排列以及创新的机械设计，来提供高清、全覆盖式8英寸钻孔图像。该系统所形成的微电阻率图像是地层地质的真实再现。与传统的适用于油基泥浆的成像仪不同，该成像仪不受无意义的人为因素以及仪器覆盖面的影响，成像分辨率较高。 8. BroadBand序列压裂技术 BroadBand序列压裂技术在井筒内进行持续分隔压裂，保证每一层的每一个射孔孔眼都被压裂，相比于常规方法，该技术极大地提高了产量和完井效率。这种BroadBand序列压裂工艺技术适用于新井完井作业，能够摆脱桥塞等机械工具，提高临时射孔孔眼的分隔。该压裂工艺已经进行了500多次现场试验。 9. UltraMARINE海水基压裂液 UltraMARINE海水基压裂液主要用于海上压裂作业井筒工况优化。通过控制工作液PH值，该技术可以有效抑制液体结垢，降低杂质沉降风险。根据测试结果，该体系对高矿化度水源适应性很好，即使矿化度超过100000ppm，依然表现良好。UltraMARINE海水基压裂液降低了对淡水资源的依赖，有利于油气公司在淡水资源缺乏的条件下施工。