钻井装备方案 钻机技术方案

作者&投稿:夏枝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

3.5.1 对13000m科学超深井钻机的要求

(1)载荷能力

对13000m超深井钻机最基本的要求是载荷要求。采用的钻机必须能够承受钻进作业时的最大钻杆柱载荷以及固井作业时的最大套管柱载荷。

以表3.14的数据为基础,并考虑一定的余量,13000m超深井钻井施工的最大钻杆柱载荷在4000kN以内。

根据该井套管程序设计,最重的套管柱是298.5mm的技术套管,总长度为9500m,总重量约为7480 kN(壁厚按11.05mm考虑,未扣除浮力)。

根据钻机调研的结果,宝鸡石油机械厂生产的ZJ120/900DB钻机可以满足该井钻井施工的载荷要求。

(2)高效施工能力

高效施工能力主要涉及两方面问题,即快速起下钻能力和接立根钻进能力。

超深井钻机必须具有快速起下钻的能力。由于该井施工具有井深大和取心多的两个特点,起下钻次数多、时间长。根据测算,当取心钻进比率为5%时,该井的钻进施工时间总约为8.7年,其中起下钻时间2.4年,占总时间的27.6%。如果要全孔连续取心,即取心钻进比率为100%,钻进施工时间为21.4年,其中起下钻时间12年,占总时间的56.2%。13000m超深井钻井日费用相当高,约为20万元/天。这意味着,将需要巨额的费用用于该井的起下钻施工。我们在制定13000m超深井的钻机方案时必须考虑采取有效的技术措施,以提高起下钻施工效率,降低施工成本。

俄罗斯(前苏联)和德国都施工过科学超深井,他们当时遇到了同样的问题。他们主要采取了两项技术措施来解决高速起下钻的问题。第一项措施是提高钻台操作效率,在钻杆柱的卡夹、拧卸和移摆等操作环节采用高效率的施工装备,如有气动卡瓦、铁钻工、钻杆移摆机械手等。第二项措施是加高井架,以实现长立根操作,减少钻具拧卸次数,从而减少施工时间。前苏联施工科拉超深井时采用的立根长度是37m;德国施工KTB主孔时采用的立根长度是40m。

接立根钻进通过采用顶部驱动钻井装置(顶驱)来实现。顶驱不使用方钻杆,不受方钻杆长度限制,避免了钻进9m左右接单根的麻烦。取而代之的是利用立柱(长度30~40m)钻进,大大节省了接单根的时间,从而节约了钻井时间。

(3)应付井内复杂情况的能力

应付井内复杂情况的能力也通过采用顶驱来实现。采用顶驱,可实现接长立根钻进和倒划眼以及在任意位置接钻杆,这些都是有利于应付井内复杂情况的技术措施。

(4)钻机能耗

超万米科学钻井的施工时间很长,短的也需要几年,长的可达10~20年。这么长时间施工,采用低能耗钻机尤为重要,对钻机的使用成本有重大的影响作用。

(5)钻机的使用性能

钻机的使用性能涉及钻进参数的控制范围、控制精度、超载能力和操作控制的方便性等来体现。

(6)其他特殊要求

13000m超深井钻机除了满足以上要求之外,至少还须满足以下两项特殊要求:

1)配备泥浆冷却系统。13000m超深井的井底温度可能超过300℃,出口泥浆温度≥100℃。必须对返回地表的泥浆经过冷却后再投入使用,否则钻进施工会由于高温而难以为继。

2)配备连续循环钻井系统。德国人采用有限元程序对KTB主孔深井阶段温度变化进行模拟的结果:在钻井直径8.5in、钻井深度9000m、水基泥浆、泵量1500L/min的条件下,原始地层温度与动态循环温度之间的温差为65~75℃。根据这一结果,可以考虑在井底温度升高至对井底钻具内的电子器件和钻井液有严重影响时,采用连续循环钻井系统,实现钻进和起下钻过程中泥浆持续循环,从而使井底温度降低。

3.5.2 13000m科学超深井钻机方案

我国现有的最大石油钻机是宝鸡石油机械厂研制的ZJ120/9000DB 型钻机(图3.7),其最大钻井深度能力为12000m。该钻机的主要性能参数见表3.15。

图3.7 ZJ120/900DB钻机

表3.15 宝鸡石油机械有限责任公司9000m和12000m钻机技术参数

ZJ120/9000DB钻机是一台交流变频电驱动钻机,具有能耗低、操控性好、超载能力强的特点。从载荷能力说,该钻机已基本能满足13000m科学超深井钻进施工的需求。因此可以此钻机为基础,按照以上提出的对13000m科学超深井钻机的要求,对钻机进行适当的改造,最终形成13000m科学超深井钻机(参数见表3.16)。钻机的顶驱、泥浆泵、循环、固控和井控系统可采用现有12000m钻机的配套设备。

钻机改造的基本思路如下:

1)提高钻机井架高度,以实现40m的立根长度;

2)加装北京石油机械厂的DQ120BSC型交流变频顶驱(参数见表3.17);

3)配备泥浆冷却系统;

4)配备连续循环钻井系统;

5)增设钻杆、套管移摆自动系统。

表3.16 ZJ130/9750DB钻机的设计参数

表3.17 北京石油机械厂交流变频顶部驱动钻井装置主要技术参数



石油钻井机械设备翻新方案怎么写~

石油天然气钻井是一项多专业、多工种配合的野外流动作业,除钻井队自身的工作外,还有地质录井、测井、管具、注水泥等单位的配合。钻井队常年工作在野外,工作条件差、技术要求高,加之现场的交通不便,增加了作业的难度。综合上述特点,钻井作业过程中隐藏着多种不安全因素,如不切实注意和防范,很容易发生钻井事故,如井下工程事故、地面设备事故和钻井人身事故等。发生事故后会危害人的生命、设备和井筒的安全,给国家和人民造成巨大的损失。  石油天然气钻井的对象是地下的岩石,钻头在井底破碎岩石是一项隐蔽的地下工程。在钻井施工中会出现许多复杂情况和不确定因素,如地层中的岩石有软有硬、软硬交错,地下的压力有高有低(高压层和漏失层),地层的岩性变化也很大(有岩盐层、膨胀层、坍塌层和蠕变层等),地层中有时还会出现硫化氢、二氧化碳等气体,这一切都给钻井施工带来很多困难,并可引发多种井下工程事故。钻井过程中最容易发生的井下工程事故主要有:钻头事故(断刮刀片、掉牙轮和掉钻头等)、钻具事故(钻具刺坏、断钻具等)、套管事故(卡套管、断套管等)、井下落物事故(小工具等落入井内)、卡钻事故(钻具在井内不能上下活动或转动)、测井事故(测井电缆遇卡、遇阻或测井仪器落井等)、注水泥事故(固井时水泥浆在钻具内未替出、水泥浆返高不够,或将水泥浆全部替出环形空间等)和井喷失控事故(不能人为控制的钻井井喷)等。对钻井工作者来说,在钻井施工过程中必须时刻保持清醒的头脑,善于捕捉和利用各方面的信息,在复杂多变的钻井施工中及时做出有针对性的决策,把可能发生的事故损失降到最小或完全避免事故的发生。

13000m超深井钻机须满足两方面的要求,即载荷要求和快速起下钻的要求。采用的钻机必须能够承受钻进作业时的最大钻杆柱载荷以及固井作业时的最大套管柱载荷。
以表2.18 的数据为基础,并考虑一定的余量,13000m超深井钻井施工的最大钻杆柱载荷在4000kN以内。
根据该井套管程序设计,最重的套管柱是298.5mm的技术套管,总长度为9500m,总重量约为7480 kN(壁厚按11.05 mm考虑,未扣除浮力)。
根据钻机调研的结果,宝鸡石油机械厂生产的ZJ120/900DB钻机(图2.13;表2.19)可以满足该井钻井施工的载荷要求。

图2.13 ZJ120/900DB钻机

制定钻机方案时还须考虑的是要求钻机具有快速起下钻的能力。由于该井施工井深大和取心多的两个特点,起下钻总时间相当长。根据估算,当取心钻进比率为5%时,该井的钻进施工时间约为7.6年;如果要全孔连续取心,即取心钻进比率为100%,钻进施工时间为21年,其中有很大一部分时间是在起下钻。13000m超深井钻井日费用相当高,约为20万元/天。这意味着,将需要巨额的费用用于该井的起下钻施工。我们在制定13000m超深井的钻机方案时必须考虑采取有效的技术措施,以提高起下钻施工效率,降低施工成本。
表2.19 ZJ120/900DB钻机主要技术参数


俄罗斯(前苏联)和德国都施工过科学超深井,他们当时遇到了同样的问题。他们主要采取了两项技术措施来解决高速起下钻的问题。第一项措施是提高钻台操作效率,在钻杆柱的卡夹、拧卸和移摆等操作环节采用高效率的施工装备,如有气动卡瓦、铁钻工、钻杆移摆机械手等。第二项措施是加高井架,以实现长立根操作,减少钻具拧卸次数,从而减少施工时间。前苏联施工科拉超深井时采用的立根长度是37m;德国施工KTB主孔时采用的立根长度是40m。
对于我国施工13000m超深井钻机方案的建议是:以宝鸡石油机械厂的ZJ120/900DB钻机为基础,以提高其快速起下钻能力为目标,对钻机进行适当改造。主要改造内容包括:加高井架,使钻杆立根长度达到40m左右;进一步优化钻台操作装置,提高操作效率。

钻井队配置的安全设施有哪些?
答:十四、应急救援设施:急救药品、包扎止血物品、担架等。十五、劳动防护用品装备:安全帽、工作服、工鞋、电焊防护面罩、护目镜、正压空气呼吸器、安全带、防坠器、防尘口罩、耳塞、手套、绝缘手套等。

欠平衡钻井的主要装备
答:欠平衡钻井所用的地面常规装备有:氮或压缩气供应装置、容 积小且压力大的注液泵、液-气混合管汇、节流管汇、钻屑或钻井液取样器、化学剂注射泵、采油分离系统和自动燃烧气体系统,以下是国外目前比较先进的专用装备。①高压旋转分流器-防喷器系统又称旋转防喷器(BOP)。国外有好几个厂家都有专利产品...

请问钻井都需要哪些设备,怎样才能以最快、最好的时间完成钻井?
答:机房:柴油机,发电机,VFD房,压风机,气瓶等 钻台:绞车,转盘,风动绞车,B型钳,液压盘刹站,液气钳,机钻房及各种仪表等等 泥浆罐区:罐,搅拌器,振动筛,除砂除泥器,加重泵,剪切泵,液面尺,砂泵等等 泵房:主要是泥浆泵及地面管汇,此外还有井控装备,及井下工具及钻井工具,东西太多就...

钻机技术方案
答:制定钻机方案时还须考虑的是要求钻机具有快速起下钻的能力。由于该井施工井深大和取心多的两个特点,起下钻总时间相当长。根据估算,当取心钻进比率为5%时,该井的钻进施工时间约为7.6年;如果要全孔连续取心,即取心钻进比率为100%,钻进施工时间为21年,其中有很大一部分时间是在起下钻。13000m...

请问钻井都需要哪些设备,怎样才能以最快、最好的时间完成钻井?
答:泥浆罐区:罐,搅拌器,振动筛,除砂除泥器,加重泵,剪切泵,液面尺,砂泵等等 泵房:主要是泥浆泵及地面管汇,此外还有井控装备,及井下工具及钻井工具,东西太多就不一一例举了,你可以上网搜,至于最快,最好的时间完成钻井,呵呵 ,这个不好说,总的来说一个原则不要出事,只要不出井下事故...

井下排水设备配置标准
答:对于金属非金属矿山,井下主要排水设备,至少应由同类型的3台泵组成。涌水量标准工作泵应能在20h内排出一昼夜的正常涌水量;除检修泵外,其他水泵在20h内排出一昼夜的最大涌水量。️井筒排水标准井筒内应装备2条相同的排水管,其中1条工作,1条备用。水仓标准水仓应由两个独立的巷道系统组成。涌水量大...

WOW法师太阳井毕业装备怎样搭配?对应装备镶嵌哪种宝石?
答:手腕:风暴腕甲 手套:风暴手套(因为要出4T6的效果,旧5件必须留一件,而留手套是最好的选择) 腰带:风暴腰带(布鲁塔卢斯掉落套件) 腿部:灾难护腿(布鲁塔卢斯掉落) 靴子:风暴长靴(菲米斯掉落套件) 戒指:熔铸能量指环(珠宝制作,可交易),全能之戒(穆鲁掉落) 项链:自由魔法项链(艾瑞达双子掉落) 武...

煤矿井下瓦斯抽采钻孔会用到哪些装备?
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改扩建矿井排水系统改造设计?
答:2主排水推荐方案选型计算 根据主排水设备方案比选结果,本矿井+1290m水平主排水泵房设备选用3台MD280-65×7(P)型矿用耐磨离心式水泵,水泵采用自平衡型结构,每台水泵配1台YB2系列4极、10kV、630kW矿用隔爆型电动机。正常涌水期1台工作,1台备用,1台检修,最大涌水期2台工作。结合水泵流量特性曲线...

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答:石油钻采设备系指专用于陆地和海洋石油、天然气开采的装备。 它主要包括陆上石油钻采设备,海洋和沙漠石油钻采专用设备、钻具(井下钻采工室外具)等。 在整个石油钻采装备中,石油钻机占70%,采油设备占20%,其余装备占10%。 当今,全世界有一百多个国家和地区从事石油和天然气的勘探和开采,但只有二十多个国家能够制造石...