A. 为了好搜索
1.钻井工程在岩土工程中的作用?
答:钻井工程是指在初步探明油、气、水储藏情况后通过钻具(钻头、钻杆、钻链等)对地层钻孔,然后用套管联系并向下延伸到油、气、水层的过程。
岩土工程:在工程建设中有关岩土或土的利用,整治或改造的科学技术。因此,我们可以知道钻掘工程为岩土工程的发展起了很大的促进作用,主要是利用钻井工程发现了地层下很丰富的物质资源,为岩土工程的发展提供了良好的条件和先进的技术,同时我们可以知道钻井工程是岩土工程中的一小部分,岩土工程要想挖掘地下的物质资源必须要利用到钻井技术,然后提取出资源,就是说钻井工程为岩土工程发展取得决定性因素。
2.钻井工程的全过程?
答:开钻前要在设计的孔位处平整场地,控好钻进冲洗液的循环槽、池和安装钻塔14、钻机房15必须的基坑。按设计的钻孔方向在钻塔中安装钻机7,泵18和驱动钻机与泵的电动机19。用安装好的钻机按设计的方向开孔,然后在孔口固定孔口管6。
钻进时,首先用绞车16向孔内下方钻柱,钻柱由钻头岩心管3、异经接头4和钻杆柱5组成,钻杆柱的总长度应大于孔深,各部分钻柱之间用密封的螺纹连接。钻杆柱上部穿过钻机的回旋立轴8,并用卡盘9夹持住。在钻杆柱顶装有钻探水龙头10,用高压胶管17把它与泵18相连。一边冲洗钻孔一边回旋,小心的把钻头下至孔底并开始钻进。
根据新钻岩石的物理——力学性质,在轴向力和回转力的共同作用下,钻头在孔底钻出一个环形空间,兵产生了岩心2,随着钻孔加深岩心将充满岩心管。
冷却钻头,清除孔底破碎下来的岩屑并把它带至地表,要用冲洗介质冲洗钻孔。
岩心充满岩心管时,应可靠地卡取岩心,并把它从岩心管的下部弄断。
提钻时把钻杆柱卸成单独的立根,并把它们摆放在立根台上。立根一般由2—4根钻杆用螺纹连接而成,立根长度取决于钻塔的高度,一般应比钻塔低3米左右。提钻时可通过拉力表测出钻杆柱的质量。
钻具提至地表后,拧下钻头,从岩心管内取出岩心。冲洗并去掉岩心上的泥皮,丈量岩心长度,再按顺序摆放于岩心箱中,标明取心的孔段和岩心采取率。每次提钻时仔细观察,当其已磨损时应及时更新钻头,重复以上的步骤。
3.岩石的强度。
答:强度是固态物质在外载作用下抵抗破坏的性能指标。影响岩石强度的因素:(1)造岩矿物的强度。(2)孔隙度密度。(3)各向异性。(4)岩石受载方式。(5)应力状态。(6)加载速度。
4.岩石的硬度
答:岩石的硬度:反应岩石抵抗外部更硬物体压入其表面的能力。影响岩石硬度的因素:(1)岩石中新含矿物的性质。(2)各向异性。(3)在各向均匀压缩条件下,岩石的硬度增加。(4)随着加载速度增加,将导致岩石的塑性系数降低,硬度增加。
5.岩石的研磨性。
答:岩石的研磨性:岩石磨损工具的能力称为岩石的研磨性。分为两种:(1)摩擦磨损。(2)磨粒磨损。
影响岩石研磨性的因素:(1)岩石颗粒的硬度大,研磨性也越强。(2)岩石胶结构的粘结强度越低,岩石的研磨性越强。(3)岩石颗粒形状越尖锐,颗粒尺寸越大,则岩石的研磨性越强。(4)空隙性岩石表面粗糙,与工具接触的局部易产生应力集中,增强岩石的研磨性。(5)硬度相同,单矿物研磨性低,非物质和多矿物的岩石研磨性越强。(6)介质会改变岩石的研磨性。
6.岩石破碎的三种方式。
答:岩石破碎:是挖掘作业中使部分岩体脱离母体并破碎或岩块的工艺和理论。分为切割破碎、冲击破碎、爆炸破碎。
7.应轴式钻机由哪几部分组成。
答:动力机、离合器、变速箱、分动箱、立轴、卷扬、液压器。
8、硬质合金钻头的结构三要素。
答:一定数量的硬质合金切割工具,按一定形式排列在钻头体上,可形成钻进不同地层的钻头结构。这些决定钻头结构的要素称为硬质合金钻头的结构要素。
钻头体:是切削具的支撑体。
切削具出刃分为:内外出刃,底出刃。
9、磨锐式钻头。
答:磨锐式硬质钻头合金钻头的切削具被磨损后,可重新用砂轮修磨成具有锐角的单斜面切削具,以利切入岩石随着切削具的磨损,机械钻速逐渐下降。钻头体的外形可把磨锐式钻头分成肋骨钻和普通环状钻头。
肋骨钻头是在钻头体外侧均匀分布地焊上数块肋骨片,并在肋骨上镶焊小刃角的切削具。
普通环状钻头:可钻进中硬或中硬以上的弱研磨性地层。
10、自磨式钻头。
答:钻进坚硬岩石时,除了采用金刚石钻头,钢粒钻头外,常用自磨式硬质合金钻头。自磨式钻头的切割具断面小被磨损后其接触面积保持不变,不存在磨锐式钻头切削具逐渐变钝的弱点。但小断面切削具的抗折断能力很差,就以必须用齿状软钢支撑切削具。
11、金刚石钻头的类型及破岩机理。
答:(1)表镶金刚石钻头。金刚石沿同心圆运动时,它向岩石传递,一定的质量,岩石吸收能量后产生破碎并形成小的沟槽。在弹—脆性岩石中,由于大小剪切体的产生,沟槽的宽度大大超过了金刚石吃入岩石的深度。金刚石被磨钝后,必须在孔底某一点处多次重复补充荷载才能使岩石产生破碎,即这时的岩石破损过程具有疲劳破碎的性质。
(2)孕镶金刚石钻头。孕镶金刚石钻头的孔底碎岩过程不同于表镶钻头,因为它用的金刚石颗粒小,且埋藏于胎体之中,孕镶钻头必须在钻进规程中保持自磨出刃的性质,才能维持钻进速恒定而不衰减。
12、金刚石钻头的结构要素。
答:(1)钻头用的金刚石:天然和人造金刚石颗粒取决于新钻岩性。(2)金刚石在胎体中的含量:金刚石的含量,影响钻头性能重要参数。(3)钻头的胎体性质:根据新钻岩石正确选择胎体硬度。(4)钻头的磨面形状:磨面形状多为平底线,在孔内磨合一段时间后便能自然形成圆弧状。(5)钻头的水口:设计成多水口,小水口,这样防止烧钻。
13、钻进速度。
答:(1)回次钻速:从经孔内下放钻具——钻进——从孔内提起钻具称之为产生循环中的一个回次,随着钻孔加深和岩石可钻性级别提高,在一个回次中起下钻具的作业将占去很多的时间。因此必须优选钻进参数,实现钻具升降作业机械化,以提高回次钻进。
(2)循环钻进:指的是从开孔到经孔整个生产大循环的平均钻速。
14、钻进规程(最优、合理、专用)
答:当地质——技术条件和钻进方法已确定时,在保证钻孔质量指标前提下,为获取最高钻速或最低每米钻进成本而选择的钻进参数搭配叫做最优规程。
在给定的技术装备下,当钻进规程参数的选择受到某种制约时,在保证钻孔质量指标的同时争取最大钻速的钻进参数组合叫做合理规程。
为完成特种取心,矫正孔斜,进行定向钻进等任务事采用的参数搭配为专用规程。
15、金刚石钻进的临界规程。
答:钻头胎体温升正常,功率消耗平稳,同时钻头磨损转微,而在临界规程下,钻头胎体升温将急剧上升,功率消耗剧增,钻头磨损严重,甚至出现烧钻。
(1) 胎体温度与钻压P和钻速n的关系。
(2) 功率消耗、机械钻速与钻进规程的关系。
(3) 胎体温度与冲洗液的关系。
(4) 钻头磨损与钻进规程的关系。
16、螺旋钻头的临界转速。
答:临界转速的概念:转速较低时,钻屑的离心的惯性力小,孔壁对钻屑的摩擦力不足以使钻屑与叶片之间产生相对运动,钻屑只能随时叶片旋转而不上升。随着转速的增大孔壁对钻屑的摩擦力也增大,转速超过某一临界点后,孔壁对钻屑的摩擦力足以使钻屑与螺旋叶片之间产生相对运动,钻屑就会上升。这一转速的临界点称为临界转速。
17、潜孔式钻机。
答:(1)阀式冲击器:正作用冲击器、反作用冲击器、双作用冲击器。
(2)无阀冲击器:射流式冲击器、射吸式冲击器。
(3)有阀潜孔锤:排气结构、防空打机构、配气机构。
18、土芯的采取。
答:工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩心或原状土试样,岩心试样的天然结构一般不易破坏,而土的试样却很容易被扰动。
取土方法:(1)压入法:分为连续压入法和断续压入法。前者用滑轮组合装置将取土器一次快速压入地层适用于较软土层中的取样,后者将取土器分两次或多次压入地层中。
(2)击入法:一般适用于较硬与坚硬土层取样,分为孔外击入法和孔内击入法。
(3)回转击入法:采取坚硬土层中的土样或岩样时,若上述取土方法无法采取,可采用机械回转钻进的回转压入或取土器。
19、岩(矿)芯采取率及影响因素。
答:岩矿心采取率:实际自孔内取上的岩矿心长度与实际钻进尺寸之比。对于岩矿心一般要求岩心不低于65%,矿心不低于75%,如果不足,应进行补取。
影响因素:
(1):自然因素:影响取心数量和质量的自然因素主要是新钻岩石的物理力学性质和岩矿层的结构、构造。
(2)人为因素:①钻进方法选择合不合理:钢粒钻进时振动大,孔壁间隙大,钻出的岩矿心细,对岩矿心磨损作用大,硬质合金钻进时磨损转轻微,金刚石钻进时最小。②钻具结构选用合不合理:钻进中使用弯曲或偏心的钻心管、钻杆、钻头时,钻进中钻具回转运动,产生离心力和水平振动,使岩心受到冲撞,磨损而破坏。③钻进规程:压力、转速、泵量。④操作方法不正确:钻进中盲目追求尺寸,回次时间时长,提钻不及时,都会增加岩矿心在孔底被破坏的可能性。
20、取芯工具及方法。
答:(1)卡料卡取法:当用硬质合金和钢粒钻进中硬及中硬以上,完整的岩矿属性时,钻进回次终了是,可从钻杆内向孔底投入卡料卡紧并扭断岩心。
(2)卡簧卡取法:卡簧装于钻头体的内锥面上,回次终了时稍上提钻具,即可把岩心卡拉断。
(3)干钻卡取法:在回次终了停止送水,干钻尺寸一小段利用来排除的岩粉来挤塞岩矿心,再通过回转将其扭断提出。
(4)沉淀卡取法:在回次终了停止冲洗液循环,利用岩心管内悬浮岩粉的沉淀,挤塞卡牢岩矿心。
(5)楔断器卡取法:在钻进混次终了将钻具提出孔外,下入楔断器,利用吊锤冲击楔子将岩心楔断,再下入夹具将岩心提出。
21、其他取芯方法。
答:(1)单层岩心管钻具。
(2)双管钻具。①双动双管②单动双管
(3)绳索取芯钻具:①单动双层岩心管②打捞器。
(4)反循环钻进取心:①孔底局部反循环取芯②全孔反循环取芯。
22、钻井液的作用。
答:(1)良好的冷却散热能力和润滑性能。
(2)良好的剪切稀释性能。
(3).良好护壁,防漏和抗御外界影响的能力.
(4).具有自身不发酵变质和不腐蚀钻具的性能.
23.钻孔位置结构三要素.
通常我们把孔深,方位角和顶角叫做孔斜三要素,有了孔斜三要素便决定了钻孔轨迹.
24.钻孔弯曲的充要条件.
钻孔弯曲的根本原因是粗径钻具轴线偏离钻孔曲线.
1,存在孔壁间隙,为粗径钻具提供偏倒或弯曲的空间,此条件主要影响钻孔弯曲强度.
2.具有倾倒或弯曲的力,为粗径钻具轴线偏离钻孔轴线提供动力.
3.粗径钻具倾斜面方向稳定.粗径钻具倾斜面是指偏倒或弯曲的粗径钻具轴线与钻孔轴线所决定的平面孔壁间隙和倾倒或弯曲时实现钻孔弯曲的必要条件,而粗径钻具倾斜面方向稳定是残生钻孔弯曲的充分条件.
25.钻孔漏失的判别,测量及堵漏方法
1.从岩层结构判断:因为在钻探中,初次漏失往往发在几底.发现漏失后,首先应对钻探取上的岩心进行分析观察接近孔底的岩心是否有松散,裂隙,节理发育或溶蚀情况,完成程度如何.
2.从钻进过程中判断:如果在钻进过程突然出现漏失并伴有钻速突然加快或钻具坠落,则应考虑是否遇到了破碎带,大裂隙或大溶洞.
3.从孔内水位判断:当在不含水底层中发生孔底漏失时,则孔内没有稳定水位,即所谓全孔漏失.
测量方法1.现场简便测定法1.止水测定法2.隔离压力试验法.
2.井温测定法
3.钻孔测漏仪
B. 钻进技术方法
该期勘查虽然处于“文化大革命”时期,但是我国地质找矿事业并没有受到太大的影响。根据前人提供的有关地质资料和钻探技术报告,选择钻进技术方法:上部第四纪地层及灰岩、粉砂岩等地层采用大口径合金钻进,下部6~8级硬岩石主要采用钢粒钻进,见表4.2。
表4.2 不同地层采用的钻进方法
4.3.1 普通合金钻进
硬质合金钻进用于1~6级和部分研磨性较弱的7~8级岩石,如:第四纪冲积坡和黄土卵石层,侏罗纪的流纹岩、粉砂岩、泥岩、煤线、砂岩、泥质灰岩等。
4.3.1.1 钻头的选择
合金钻头的结构对钻进效率、使用寿命、操作技术都有一定的影响,因此,如何根据不同的地层选择不同的合金钻头极其重要。钻头的结构包括钻头的口径、水槽和水口、出刃、合金型号、数目及排列形式、镶焊角度等。
(1)空白钻头
选用35号或45号钢的无缝钢管由车间加工。根据地质情况,为了减少钻进时岩心堵塞,减少冲洗液循环的阻力和便于卡取岩心,空白钻头内壁制作内锥度:Ф110 mm口径采用3°25′的锥度,Ф130 mm口径钻头采用1°47′的锥度。
(2)水口和水槽
合金钻头水口和水槽的作用是满足保证冲洗液的畅通,充分冷却钻头和冲排岩粉需要。钻头水口形状和大小依钻进岩层岩性、钻头的结构形式、冲洗液种类的不同来考虑和选择。根据马坑地层情况,钻头水口面积的总和,一般大于钻头与岩心之间或者钻头与孔壁之间环状断面的面积;上部地层岩石较软,塑性不大,颗粒粗糙,钻进时岩粒多,则水口相应选择大些;水口高度为8~15mm,第四纪地层水口高度可增至20mm;水口数目可根据钻头合金排列来确定,一般3个、4个或6个不等。水口形式有:三角形、圆弧形、梯形、矩形等。
(3)合金钻头的出刃
合金钻头的出刃包括底出刃、内出刃和外出刃。
底出刃是钻进岩石的主要部分。底出刃的变化,可以使孔底产生不同的阶梯断面,能增加破碎岩石的自由面,降低破碎岩石的阻力,延长合金的工作时间,达到提高钻进效率的目的。
钻头的内、外出刃主要是保持钻头与岩心、孔壁之间的环状间隙,使冲洗液通畅。钻头的内、外出刃的大小,应根据岩石的性质来决定:马坑矿区上部松软地层,溶洞充填、断层破碎地层,钻头的出刃和水口数目应大些;如遇上塑性大、泥包石、遇水膨胀的地层通常造成憋泵现象,应采用肋骨式钻头;泥岩、砂岩、粉砂岩、灰岩等中硬地层,研磨性强、裂隙发育较强的地层,钻头的出刃应小些。
4.3.1.2 合金钻进技术参数
硬质合金钻进技术参数主要包括钻进压力、转速、冲洗液量等。
(1)钻压
钻压是利用钻具和钻杆重量或从地面上加压,使合金底出刃压入孔底岩石的力量,它对钻进效率影响很大。一般来说,泥岩、砂岩、粉砂岩、灰岩等岩石钻进,采用较大的压力;钻进较松软的岩石,采用较小压力;研磨性强的岩石,采用大压力;钻进灰岩溶洞或裂隙等地层,因合金容易崩刃,压力应比正常地层降低20%~30%,详见表4.3。
(2)转速
转速是指主动钻杆每分钟回转的次数,也是钻头在孔底每分钟回转的次数。转速对钻进效率影响很大,一般转速越快,合金切入、破碎岩石的次数也越多,钻进效率越高。表4.4是根据马坑矿区实践总结的不同岩层适用转速。
表4.3 普通合金钻进压力选择表
表4.4 普通合金钻进转速选择表
(3)冲洗液量(泵量)
冲洗液在合金钻进中的主要用途是冷却钻头、排除孔底的岩粉和保护孔壁。冲洗液在钻孔与钻具间隙中循环,必须具有一定的上升流速,才能保证将孔底岩粉有效地携带到地表或取粉管内。一般冲洗液上升流速达到0.25~0.5m/s,即能满足排除孔底岩粉的效果。
马坑铁矿区因地层复杂,一般开孔直径为大口径Ф150mm,需要较大冲洗液量以保证冲洗液循环的上升流速。口径越大、钻孔越深、岩石密度大、岩粉颗粒粗等,都要相应增加冲洗液量。
冲洗液量对孔壁的稳定性也有很大影响,严重时会导致孔壁坍塌。断层、裂隙发育、溶洞充填、松散等地层钻进时,应注意防止冲洗液对岩心的冲刷破坏,采用较小的冲洗液量。不同岩层所需冲洗液量见表4.5。
表4.5 普通合金钻进泵量选择表
马坑铁矿上部孔段(地层:风化泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等;风化程度较弱的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩以及大理岩等;灰岩及轻微硅化灰岩等)采用品字形合金钻头(外刃1.5 mm;内刃1.5 mm;底刃:超前刃3 mm;后刃2 mm)钻进,使用的钻进技术参数(单管钻进时)为:压力4000~8000N,转速150r/min,泵量80~100L/min(松散层适当调小)。
4.3.2 针状合金钻进
马坑铁矿下部孔段(地层:泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、硅化灰岩、透闪石灰岩;部分磁铁矿)采用针状合金钻头(胎块尺寸15 mm×20 mm×10 mm;胎块数量:Ф110 mm 6块,Ф91 mm 4块)钻进,使用的钻进技术参数为:压力4000~8000 N(硬岩取上限,软岩取下限),转速150~300r/min,泵量80~100L/min。
4.3.3 钢粒钻进
钢粒钻进与铁砂钻进工艺基本相同。马坑铁矿中部孔段(地层:泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、硅化灰岩等;硅质岩、矽卡岩、辉绿岩、部分磁铁矿等;局部石英岩化泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂砾岩等)采用钢粒钻头(单弧形水口,高140~170mm,上宽20mm,下宽1/5~1/4周长)钻进,使用的钻进技术参数为:压力4000~8000 N(硬岩取上限,软岩取下限),转速150r/min,泵量35~45L/min,投砂量0.5~1.5kg/回次(易斜地层严格控制投砂,取下限)。
钢粒钻进在马坑矿区钻探中应用,经常因判断失误、工艺操作、水量控制、投砂量把握等不当导致孔内事故,造成工作量报废、钻孔重打。根据实践经验,钢粒钻进应注意以下几个问题:
1)应摸清规律,总结经验,保证钻进操作规程及方法相对统一。相同地层投砂量的相对一致,可保持孔壁规整,有利提高钻孔质量,避免孔内事故。
2)在合金钻进换钢粒钻进或下套管后换径用钢粒钻进时应着重预防夹钻事故。一般采用少砂量、小水量:砂量0.5~1kg,水量12~18L/min;钻压3000~4000N,转速80~120 r/min。换径一般采用旧钻头,钻进孔段超过钻具长度方可采用正常的规程。换径操作时应根据孔内地层条件增加钻具稳定性,以防止孔斜。
3)钢粒钻进中应时刻注意保持孔内干净。一般钻具都带取粉管,每回次采心后应进行大泵量冲孔,将孔内残留的岩粉和钢粒粉冲到取粉管内提离孔内,以保持孔内清洁。
4)上班前、提钻后,都应认真对机场或孔内的钻头、钻杆、钻具、钢粒质量及磨损情况进行全面了解,发现未达规范要求的应及时更换。
5)保持较好的钻进参数,提高钻效,减少孔内事故。地层软硬不均时,钻进参数应采用低钻压、慢转速、少水量,避免顺层跑而造成孔斜。
C. 工程钻探安全操作规程
第一条安装、拆卸和搬迁钻机必须遵守下列规定1.安装、拆卸钻塔前,应对钻塔构件、工具、绳索和起落架等进行严格检查。2.安、拆钻塔工作应在机长的指挥下进行;安装人员必须戴安全帽。在塔上工作时必须要穿平底的橡胶鞋;必要的工具、螺栓要放在工具袋内;不得在安、拆钻塔的同时在塔下进行工作。3.竖立钻架时,应先将钻架顶部架起一定高度;架顶要栓好安全绷绳,两腿底端暂时固定,另一腿(四角架则是两腿)底部绑上钢丝绳或粗麻绳,由专人统一指挥,用绞车或人力均匀牵引。工作人员必须离开钻架起落范围,并要有专人掌握绷绳,随时注意观察绷绳松紧程度和钻架起落过程中的动向。4.拆卸各种机器时,禁止用大锤猛力敲打或盲目乱拆。由机器上拆下的小零件、仪表、等,应专人妥善保存。气孔、油眼必须堵严。各连接螺栓、螺帽、轴座、销子等,卸除后仍应装回原处。5.严禁抛掷、滚放器材、工具。6.用汽车搬运机械时,要放稳绑牢。由有经验的人指挥,并应互相配合好。人工装卸时,应有足够强度的跳板;用吊车或葫芦起吊时,钢丝绳、绳卡、挂钩及吊架腿应牢固。多人抬动设备时,应有专人指挥,相互配合。钻机整体迁移时,应在平坦短距离地面上进行,应采取防倾斜措施;禁止在高压电线下和坡度超过15°坡上或凹凸不平和松软地面整体迁移钻机。7.在地形平缓、钻孔相互间距离较近、又具有牵引设备时,可采用整体迁移和半整体迁移的方法搬运设备。迁移前要详细了解通过地段的地面及空中状况,迁移过程中要有专人指挥。在有高压电网的地区不得在高压线下作整体迁移。第二条升降钻具应遵守下列规定1.升降钻具前应做好以下工作a.准确丈量机上余尺;松开卡盘或打开倒杆器。b.认真检查升降机的制动装置、离合装置、提引器、游动滑车和拧卸工具等是否安全、好用。天车要定期加油和检查。c.检查绳卡及钢丝绳的磨损情况,钢丝绳固定连接绳卡,应不少于3个,绳卡距绳头,应大于钢丝绳直径的6倍;钢丝绳,应定期检查,变形、磨损、断丝钢丝绳应及时报废更换,不得继续使用;提引器处于孔口时,升降机卷筒钢丝绳圈数不少于3圈。2.升降钻具过程中必须遵守以下规定a.操作升降机人员应与孔口和塔上(或操作扶摆管)人员紧密配合,互相关照,并按他们发出的信号进行操作。b.操作升降机要稳,不得猛刹猛放。同时要防止提引器、游动滑车等碰撞台板(或钻杆靠架)。升降过程中不得用手扶摸钢丝绳。c.孔口操作人员必须站立在钻具起落范围以外。摘挂提引器时要注意防止回绳碰打。抽、插垫叉要防止砸手。d.跑钻时严禁抢插垫叉。e.提钻后应立即盖好孔口盖。粗径钻具处于悬吊状态时,不许探视管内岩心。f.打开立轴箱后须盖上横轴箱齿轮防护罩。3.使用提引器必须遵守以下规定a.拧钻杆立根前,要放松钢丝绳。提引器沿钻杆上行通过接箍部位时应减速。b.向外拖放粗径钻具时,要把锁销上好,同时斜口朝上(普通提引器是缺口朝下)。c.摘挂提引器时,不得用手扶提引器底部。第三条钻进应遵守下列规定1.开孔钻进前,应对设备、安全防护措施、设施进行检查验收。2.机械转动时,禁止进行机器部件的擦洗、拆卸和维修;禁止跨越传动皮带、转动部位或从其上方传递物件;禁止戴手套挂皮带或打蜡;禁止用铁器拨、卸、挂传动中皮带。3.钻进时,禁止手扶持高压胶管或水龙头。修配高压胶管或水龙头应停机。4.调整回转器、转盘时应停机检查,并将变速手把放在空档位置。5.扩孔、扫脱落岩心、扫孔或遇溶洞、松散复杂地层钻进时,应由机班长或熟练技工操作。第四条孔内事故处理应遵守下列规定1.孔内事故处理前,应全面检查钻塔(钻架)构件、天车、游动滑车、钢丝绳、绳卡、提引器、吊钩、地脚螺丝等。2.处理孔内事故时,应有机班长或熟练技工操作升降机,并设专人指挥;除直接操作人员外,其它人员应撤离危险区。3.禁止同时使用升降机、千斤顶或吊锤起拔孔内事故钻具。4.禁止超负荷强行起拔孔内事故钻具。5.打吊锤时,吊锤下部钻杆处应安装冲击把手或其它限位装置;禁止手扶、握钻杆或打箍;人力拉绳打吊锤时,应统一指挥。6.使用千斤顶回杆时,禁止使用升降机提吊被顶起的事故钻具。7.人工反钻具,搬杆回转范围内严禁站人;禁止使用链钳、管钳工具反事故钻具。8.反转钻机反钻具,应采用低速慢转。9.使用钢丝绳反管钻具,连接物件应牢固可靠。第五条使用金刚石钻进时应遵守下列规定1.钻头与扩孔器及卡簧之间要合理配合。扩孔器外径应比钻头外径大0.3~0.5毫米,岩层坚硬时应采用下限数值。卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3~0.4毫米。2.新钻头到达孔底后,必须进行“初磨”,即轻压(为正常钻压的1/3左右)、慢转(100转/分左右)钻进10分钟左右,然后再采用正常参数继续钻进。新钻头钻进的第一个回次进尺不宜过长,应及时提钻检查钻头的磨耗情况。3.减压钻进倒杆时,必须先用升降机将孔内钻具拉紧(不得提离孔底),倒杆后用油缸减压并在小于正常钻压的情况下平稳开车。4.掌握“五不扫”,即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块和扫探头石。5.掌握“三必提”,即遇下钻受阻轻转无效、岩心堵塞、钻速骤降时必须提钻。6.钻头出现以下情况时,不得再下入孔内:a.孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0.4毫米以上的;b.表镶钻头出刃尺寸超过金刚石颗粒直径1/3的;c.表镶钻头有少数金刚石脱落、挤裂或剪碎的;e.孕镶钻头出现石墨化现象的;f.钻头出现明显偏磨的;g.钻头水口和水槽小于标准尺寸的;h.胎体有明显裂纹、掉块、沟槽或严重被冲蚀的;i.钻头体变形,丝扣损坏的。7.避免钻头非正常损坏的措施a.孔底应保持清洁,当发现有硬质合金、胎块、金刚石、金属块、脱落岩心及孔壁掉块时应采用冲、捞、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除。b.不准在同一钻孔中交替采用金刚石钻进和钢粒钻进的方法。c.钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时,必须放慢下降速度。d.换径后应用锥形钻头修整换径台阶。e.地层由硬变软时应减压并控制钻进速度。f.钻进过程中应有专人,定时观察冲洗液消耗情况。第六条使用硬质合金钻进时应遵守下列规定1.相邻回次的硬质合金钻头内外径不得相差过大。2.钻头下入钻孔后,应慢速、轻压扫孔到底,再逐渐加足所需压力。钻进硬岩层时严禁在压力不足的情况下单纯加快转速。3.合理掌握回次提钻长度。要根据钻头的磨损情况,改进下一个回次的钻进技术参数。4.孔内残留岩心在0.5米以上或有脱落岩心时,必须用旧钻头处理,不得下入新钻头。5.下钻中途遇阻,不得猛墩,可用钳子扭动钻杆或开车试扫。针状硬质合金钻头下钻遇阻,经采取上述措施无效时,要换普通钻头处理。6.拧卸钻头时,严防钳牙咬伤硬质合金、合金胎块或夹扁钻头。严禁用大锤敲击钻头。7.钻进中要保持压力均匀,不得无故提动钻具或变更钻进参数。倒杆后开车时,应降低孔底压力。发现孔内有异状,如糊钻、憋水或岩心堵塞时,经处理无效,应立即提钻。8.取心时要选择合适的或卡簧。投入卡粒后应冲孔一段时间,待卡粒到达钻头部位后再开车,采心时,不要频繁提动钻具。9.孔底有硬质合金碎片时,必须设法捞净或磨灭。10.使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时,应及时划眼。
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D. 钻井安全小常识
1.做为钻井队安全员,需要学习那方面的安全知识
安全员岗位职责 一、在项目经理领导下,全面负责监督实施施工组织设计中的安全措施、并负责向作业班组进行安全技术交底。
二、检查施工现场安全防护、地下管道、脚手架安全、机械设施、电气线路、仓储防水等是否符合安全规定和标准。如发现施工现场有不安全隐患,应及时提出改进措施,督促实施并对改进后的设施进行检查验收。
对不改进的,提出处置意见报项目负责人处理。 三、正确填报施工现场安全措施检查情况的安全生产报告,定期提出安全生产的情况分析报告的意见。
四、处理一般性的安全事故。 五、按照规定进行工伤事故的登记,统计和分析工作。
六、同各施工班组及个人签订安全纪律协议书。 七、随时对施工现场进行安全监督、检查、指导,并做好安全检查记录。
对不符合安全规范施工的班组及个人进行安全教育、处罚,并及时责令整改。 八、在安全检查工作中不深入、不细致及存在问题不提出意见又不向上级汇报,所造成的责任事故,应承担全部责任及后果。
2.钻井知识啊
海洋钻井平台(drilling platform)是主要用于钻探井的海上结构物。
平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施,是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。
其中按结构又可分为: (1)移动式平台: 坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台 (2)固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台固定式钻井平台大都建在浅水中,它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置,平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的,所以,钻井平台的稳定性好,但因平台不能移动,故钻井的成本较高。
为解决平台的移动性和深海钻井问题,又出现了多种移动式钻井平台,主要包括:坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船和半潜式钻井平台。
3.钻进时安全注意事项有哪些呢
钻进作业是钻井生产的重要环节,油气井的完成主要是 通过钻进实现的,钻进速度和质量与司钻的素质和操作水平 有密切的关系。
在钻进过程中,往往会遇到复杂的井下情况,稍有不慎都可能导致井下事故,造成巨大损失,进而威 胁到地面人员安全。所以要求司钻严格按照钻进参数进行作 业,操作刹把要精力集中,送钻要均匀,要随时注意指重表和泵压表的变化,及时准确地判断井下情况,严防溜钻和顿 钻事故的发生。
钻进与起下钻的明显不同是:钻进过程中泥浆泵工作,泥浆在管路中循环,泥浆压力一般在15兆帕-20兆帕之间。因而在开泵前要检查高压管汇附近安全阀泄流管方向及传动部分附近是否有人或放置其他障碍物,在人员离开或障碍物清除之后,方可开泵。
[事故案例) 某钻井队因泥浆泵出口受堵,造成泵压升高,安全销被剪断,泄压管线开裂,泄压管线转动,打在修理另一台泵的副司钻头部,经抢救无效死亡。 在正常检修及保养设备时,必须切断动力,非检修人员不得擅自扳动手柄,以免发生误操作造成人身事故和机械事故。
泥浆罐上须铺设网状钢板以防滑,四周以及走道必须安装好防护栏杆。
4.钻进时安全注意事项有哪些
钻进作业是钻井生产的重要环节,油气井的完成主要是 通过钻进实现的,钻进速度和质量与司钻的素质和操作水平 有密切的关系。
在钻进过程中,往往会遇到复杂的井下情况,稍有不慎都可能导致井下事故,造成巨大损失,进而威 胁到地面人员安全。所以要求司钻严格按照钻进参数进行作 业,操作刹把要精力集中,送钻要均匀,要随时注意指重表和泵压表的变化,及时准确地判断井下情况,严防溜钻和顿 钻事故的发生。
钻进与起下钻的明显不同是:钻进过程中泥浆泵工作,泥浆在管路中循环,泥浆压力一般在15兆帕-20兆帕之间。因而在开泵前要检查高压管汇附近安全阀泄流管方向及传动部分附近是否有人或放置其他障碍物,在人员离开或障碍物清除之后,方可开泵。
[事故案例) 某钻井队因泥浆泵出口受堵,造成泵压升高,安全销被剪断,泄压管线开裂,泄压管线转动,打在修理另一台泵的副司钻头部,经抢救无效死亡。 在正常检修及保养设备时,必须切断动力,非检修人员不得擅自扳动手柄,以免发生误操作造成人身事故和机械事故。
5.石油钻井常识
钻头主要分为:刮刀钻头;牙轮钻头;金刚石钻头;硬质合金钻头;特种钻头等。
衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。 钻机八大件 钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。
钻柱组成及其作用 钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。
钻井液的性能及作用 钻井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)静切力;(5)失水量;(6)泥饼厚度;(7)含砂量;(8)酸碱度;(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;2)冷却、润滑钻头和钻具;3)清洗、冲刷井底,利于钻井;4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;5)保护井壁,防止井壁垮塌;6)为井下动力钻具传递动力。
常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。 钻井中钻井液的循环程序 钻井 液罐 经泵→地面 管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。
钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害 主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。 预测和监测地层压力的方法 (1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。
钻井液静液压力和钻井中变化 静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。
防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。 喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。
影响机械钻速的因素 (1)钻压、转速和钻井液排量;(2)钻井液性质;(3)钻头水力功率的大小;(4)岩石可钻性与钻头类型。 钻井取心工具组成 (1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;(3)内岩心筒:储存、保护岩心;(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。
取岩心 取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。 平衡压力钻井 在钻井过程中,始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。
井喷 是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。引起井喷的原因有:(1)地层压力掌握不准;(2)泥浆密度偏低;(3)井内泥浆液柱高度降低;(4)起钻抽吸;(5)其他措施不当等。
软关井 就是在发现溢流关井时,先打开节流阀,后关防喷器,再试关紧节流阀的一种关井方法。因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值,保证井控安全,一旦井内压力过大,可节流放喷。
钻井过程中溢流显示 (1)钻井液储存罐液面升高;(2)钻井液出口流速加快;(3)钻速加快或放空;(4)钻井液循环压力下降;(5)井下油、气、水显示;(6)钻井液在出口性能发生变化。 溢流关井程序 (1)停泵;(2)上提方钻杆;(3)适当打开节流阀;(4)关防喷器;(5)试关紧节流阀;(6)发出信号,迅速报告队长、技术员;(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。
钻井中井下复杂情况 钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等,不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。 钻井事故 是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意,而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。
井漏 井漏主要由下列现象发现,(1)泵入井内钻井液量>返出量,严重时有进无出;(2)钻井液罐液面下降,钻井液量减少;(3)泵压明显下降。漏失越严重,泵压下降越明显。
卡钻及造成原因 卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动,这种现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。
处理卡钻事故的方法 (1)泡油解卡;(2)使用震击器震击解卡;(3)倒扣套铣;(4)爆炸松扣;(5)爆炸钻具侧钻新眼等。 固井 固井就是向井内下。
6.石油钻井常识
在实践钻井过程中,钻井工作者需要根据地质条件及地层特点,确定冲洗液的类型和性能要求,即选择合适的钻井液,这是成功完成一个钻进项目的关键因素。
经过多年的科研开发和生产实践,钻井液已从仅满足钻头钻进发展到适应各方面需求的钻井液体系。例如为快速钻井服务的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物钻井液,防卡钻井液,针对岩石特点的防塌钻井液,钻盐岩层的饱和盐水钻井液,保护油气层的低密度水包油钻井液,防堵塞油气通道的油基钻井液和开发低压油气田的泡沫钻井液等。
形成了较为完整的钻井液体系。
7.钻井工安全操作规程
1、冬季施工应严格执行冬季操作规程,杜绝违章指挥、违章操作、违章施工的现象。
2、必须按规定时间对钻具和配合接头进行探伤,对钻具本体及丝扣进行严格的检查,不合格的绝对不允许下井。
3、所有钻具必须上支架,接单根和下钻时提前预热钻具螺纹,确保钻具水眼畅通,螺纹清洁,螺纹脂符合要求、涂抹均匀,紧扣扭矩达到标准。下钻时禁止用火烧专用管材螺纹部位。
4、手工具等小件物体严禁放在转盘上,在井口使用手工具时必须系上安全绳,以防失手掉入井内。起下钻时围井口,严防钳销、钳牙等工具、配件落入孔内。
5、要坚持起下钻遇卡、遇阻不能硬提硬放,防止撸死,避免发生卡钻事故。
6、防冻保温设施必须齐全、好用。
7、下完钻前开泵时必须先试开泵,防止出现蹩泵和工程事故,造成严重后果。
8、确保各类计量器具、仪表灵活好用。
9、冬季施工要求刹把不离人,钻台、泵房、机房不离人,值班人员不离现场。
10、钻井液循环储备系统、配浆系统、固控设备的安装要符合要求,能满足不同施工阶段的需要,各罐搅拌器、蝶阀要灵活好用。
11、按规定挖好排污坑,排污坑尺寸不得小于设计要求。
12、加强冬季设备的日常维修保养工作,明确责任,确保设备正常使用。
13、作好钻井液循环、储备和配浆系统的保温工作。
14、严格执行钻井液设计方案,加强钻井液的日常管理工作,做到勤测量、勤维护、勤处理,保证钻井液性能稳定。
15、钻井液地面循环量比夏季施工时要多20至30方,各钻井队要使用好刮泥器,确保钻井液及时回收,减少浪费。 16、加强钻井液材料的储备和管理工作。 17、配齐各种钻井液测试仪器,确保好用。
18、下套管过程中必须认真进行二次通径,套管螺纹必须用试扣规试扣检查,螺纹清洁、无伤痕、无变形,密封脂涂抹均匀,余扣不超过1扣,严禁场地接双根,严禁将棉纱手套等物品放在套管内。 19、冬季固井施工应在白天进行,确保施工安全。
20、孔口工作面应保持干净清洁,当出现洒落的循环液应及时清理以防上冻,并铺上锯末防滑。
来源于问问我
8.钻井技术有什么小知识
回转式钻机最早出现在瑞士,那还是19世纪后期,到现在高速金刚石钻机和深孔钻探机的出现,为钻井的科学提供了条件。
下面武汉钻井公司清源泉岩土工程有限公司跟大家说说钻井机的控制系统有哪些标准。首先,钻井机的控制系统控制多个设备,包括绞车运转设备和绞车运转系统,还有小型钻井机转盘。
转盘旋转是通过转盘拖动还有控制系统实现,通过对电动机的调速,然后经过钻杆和主动钻杆,来驱动钻头旋转,从而打破岩层钻井。其次,在钻井机钻进的时候还需要对转盘转速进行改变,改变的依据就是在钻井时泥浆冲洗效果怎样和泥浆护壁以及井的直径大小等等。
如果钻井出现卡钻的情况,控制系统就会为了保护钻井机降低转速,这样机械就不容易损坏。最后,绞车拖动钻井钻具提升或者下降是通过控制系统对电动机调速,然后驱动悬吊系统实现的,如果绞车速度超过正常值,控制系统为了钻井机的安全停车。