遇油膨胀套管外封隔器
使用说明书
AN-TWPSW型系列遇油膨胀套管外封隔器
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1．产品简介
遇油或遇水膨胀式封隔器是基于聚合物材料在油气或水环境下的膨胀为基础，在热力作用下，液态烃或水进入高分子结构中，使遇油或遇水膨胀橡胶持续膨胀，以此密封套管外环形空间。目前，这种新型工具已用于固井和完井，应用在裸眼和套管内，是一种新型的井下工具。
2．结构原理
密封元件直接粘接到任何尺寸的中心管上。密封元件长度为1.0—9.0m，可供用户选择。其外径尺寸可根据压差、操作条件以及其他尺寸要求进行调整。较厚的胶层，可使橡胶获得更大的膨胀。
一、概述 1.1项目简介 煤层气是成煤过程中生成、并以吸附和游离状态赋存于煤层及周边岩层中的自储式天然气体。现逐渐已经成为一种新型洁净接替能源和化工原料，对其进行开发利用一方面可以保护环境、增加国家的能源供应，促进地方经济的发展，另一方面将从根本上避免当地煤矿生产中特大瓦斯事故的发生，提高煤矿生产的安全性并带动相关产业的发展。 沁水盆地是我国大型含煤盆地之一，不仅赋存着丰富的煤炭资源，同时还伴生着丰富的煤层气资源。项目区位于山西省沁水县境内，含煤地层为石炭、二叠系；该区地面标高700-1200m，是一个沟谷纵横交错的低山丘陵区。GSS-4565-05V井位于沁水盆地南部向西北倾的斜坡带上，本区构造简单，断层稀少，煤层气资源丰富，含气饱和度较好。 1.2钻探目的与任务 钻探目的：获取目标煤层的储层参数，主要包括：煤层埋深、厚度等，同时，形成一个小型先导性生产试验井组。 钻探任务：获得该地区的地层剖面，钻遇地层的岩石性质，获取目标煤层的基本数据，根据所得到的数据完成固井和完井的工作。 1.3地理和构造位置 本井位于山西省沁水县柿庄镇，含煤地层为石炭系。该区地面标高884.216m，是一个沟谷纵横交错的低山丘陵区。构造位于沁水盆地南部向西北倾的斜坡上。 1.4基本数据 井名：GSS-4565-05V井。 井别：煤层气生产井。 构造位置：沁水盆地南部向西北倾的斜坡带上。 地理位置：山西省沁水县柿庄镇。
井口坐标：X：3968359.436m Y：647003.837m。 地面海拔：863.059m，补心海拔：865.859m，补心高2.80m。 设计井深：852.00m。 目的煤层：山西组（P1s）3#煤层。 一开时间:2013年10月11日05:00 二开时间:2013年10月14日12:00 完钻时间:2013年10月19日13:30 完井时间:2013年10月23日12:00 完钻原则：钻穿山西组3#煤层，留足60m口袋完钻。 完钻井深：845.00m。 完钻层位：太原组。 完井方式：套管完井（3#煤层段下玻璃钢套管）。 井身质量：最大井斜：3.96°，方位：15.84°，井深：512.41 m。 最大全角变化率： 1.65°，井深：741.00m，井底位移：12m。 二、工程简况 2.1施工单位 (1)钻井施工单位：格瑞克（郑州）技术服务有限公司GD75-10钻井队承钻，钻机型号：意大利Drillmec G75 钻机，队长：梁宝义；工程技术员：杨帆。 (2)录井施工单位：濮阳市中油福瑞石油工程技术有限公司2008队，仪器型号：ZY-2008，分队长：李强。 （3）测井施工单位: 完井裸眼测井和技套固井质量测井均由中国石油集团华北测井有限公司60263队承担,测井系列:EILog系列,测井分队长:李昌友。 （4）煤层解吸试井施工单位：（参数井适用）
1. 某井测深为5000m ，垂深为3500m ，井筒内钻井液密度为1.30g/cm 3，试求井底静液柱 压力、井筒静液柱压力梯度，画出静液柱压力、压力梯度沿井深的变化。 答：井底静液柱压力 0.009810.00981*1.30*350044.6355h p H MPa ρ=== 井筒静液柱压力梯度 44.63550.007546/3500 h h p G MPa m H = ==
5.说明下面两式的工程（物理）意义： min max f P w g f S S S ρρ≥+++ 1 min max X f P w f k H S S S H ρρ≥+++ 2 答：min f ρ——最小破裂压力当量密度，3/g m max P ρ——该层套管钻井区间最大地层压力梯度当量密度，3/g m w S ——抽汲压力梯度当量密度，3/g m g S ——激动压力梯度当量密度，3/g m f S ——地层压裂安全增值当量密度，3/g m k S ——溢流产生压力梯度当量密度，3/g m X H ——出现溢流的深度，m H ——下推深度，m 1式为正常作业工况（起下钻、钻进）时，对井内有效液柱压力梯度当量密度的要求，即某层套管所对钻进井段中最小破裂压力梯度当量密度min f ρ应大于或等于该段最大地层压力梯度当量密度max P ρ，该井深区间钻进中可能产生的最大抽汲压力梯度当量密度w S ，激动压力梯度当量密度g S 及地层压裂安全增值当量密度f S 之和。 2式为溢流压井工况时，对井内有效液柱压力梯度当量密度的要求，即对于某一层套管所对应井段，在溢流压井工况下，该井段最小破裂压力梯度当量密度min f ρ应大于或等于该井段任意深度X H 处井内溢流产生压力梯度当量密度，最大地层压力梯度当量密度max P ρ，抽汲压力梯度当量密度w S 及地层压裂安全增值当量密度f S 之和。 优 作业认真完成 再接再励 李肖肖 3月12号 油气开采方向一班 吕登宇 1201010434
安全质量标准化 ——油封安装关键工艺
骨架油封结构示意图 名 称 各 部 位 的 作 用 ① 唇 部 唇端面 (滑动面) 唇端部是斜楔形状，在端部处按压轴表面，起到密封流体的作用。 ② 密封唇部 密封唇是柔性弹性体，是对机械的振动及密封流体的压力变动的 影响下仍可保持稳定的密封作用的设计，并起到保持唇部与轴表面接触状态，为稳定状态的作用。 另外弹簧可提高密封唇向轴的迫紧力，起维持此迫紧力的作用。
③ 防尘唇 部 防尘唇是没有与弹簧连接的副唇，起防止尘埃侵入的作用。 ④配合部配合部是油封在腔体孔内固定的同时，起防止流体从油封外周面与腔体内面的接触面间泄漏及侵入的作用。 另外金属骨架是当油封固定在腔体内时，起保持配合力的作用。
1、油封使用前保管要求 关键质量工艺要求： 1 不要打开原包装，注意包装是否损坏，装配前尽量把油封留在原包装里； 2 避免日光直晒，也不要放置在高温热源附近，因为这会促使橡胶老化； 3 油封不得随意散放，要注意防尘和防土，不要与化学品混放，确保使油封处在封闭或有盖状态； 4 在运输和使用油封时，为防止油封变形和弹簧脱落，请不要给与过分冲击； 5 油封不能用细绳捆扎，也不要挂在钉子或金属线上，这样会损伤密封唇； 6 不得把油封放到潮湿的地方，这样会使金属部件生锈； 7 不要将油封放在靠近电视和产生臭氧的地方； 8 请不要用指甲或硬物摩擦唇口端部，以防损坏密封唇；
2、轴、腔体的保护 在装配前请不要使轴及腔体受到损伤，而引起泄漏，最好不要使精加工的轴与腔体碰撞到其他零件，请使用搬运夹具，如下例所示。下图是搬运腔体用夹具，每一个腔体放入一个间隔中靠在壁上，不会损伤腔体孔，这种夹具的材质采用不会损伤金属的塑料（树脂）。 腔体的搬运夹具 下图是轴用搬运夹具，使用塑料（树脂）罩防止轴损伤。 轴的搬运夹具
表A-1 钻井工程课程设计任务书 一、地质概况29： 井别：探井井号：设计井深：3265m 目的层： 当量密度为：g/cm3 表A-2设计系数 石工专业石工（卓越班）1201班学生：木合来提.木哈西
图A-1 地层压力和破裂压力
一．井身结构设计 1.由于该井位为探井，故中间套管下深按可能发生溢流条件确定必封点深度。 由图A-1得，钻遇最层压力当量密度ρpmax=1.23g/cm3，则设计地层破裂压力当量密度为：ρfD=1.23+0.024+3245/H1×0.023+0.026. 试取H1=1500m，则ρfD=1.23+0.024+2.16×0.023+0.026=1.33 g/cm3, ρf1400=1.36 g/cm3> ρfD 且相近，所以确定中间套管下入深度初选点为H1=1500m。验证中间套管下入深度初选点1500m是否有卡钻危险。 从图A-1知在井深1400m处地层压力梯度为1.12 g/cm3以及320m属正常地层压力，该井段最小地层压力梯度当量密度为1.0 g/cm3。 ΔP N=0.00981×(1.10+0.024-1.0)×320=0.389<11MPa 所以中间套管下入井深1500m无卡套管危险。 水泥返至井深500m。 2.油层套管下入J层13-30m，即H2=3265m。 校核油层套管下至井深3265m是否卡套管。 从图A-1知井深3265m处地层压力梯度为1.23 g/cm3，该井段的最小地层压力梯度为1.12g/cm3，故该井段的最小地层压力的最大深度为2170m。 Δp a=0.00981×（1.23+0.024-1.12）×2170=2.85Mpa<20 Mpa 所以油层套管下至井深3265m无卡套管危险。 水泥返至井深2265m。 3.表层套管下入深度。 中间套管下入井深1500处，地层压力梯度当量密度为1.12 g/cm3，给定溢流数值
旋转轴的表面硬度，一般取30～40HRC。 1、油封及座孔的要求 ★要保证油封座孔与旋转轴的同轴度。 ★采用外骨架油封时，应该注意选择热膨胀系数与座孔材质相近的金属牌号的材料制作骨架，以确保油封装配后的牢固性和可拆性。 ★油封座孔的内径公差及表面粗糙度，应该符合表3-1要求。 ★为保证密封效果，油封的外径和圆度应该满足表3-2所列要求。 @ 表3-1 油封座孔及旋转轴的加工精度和粗糙度
2、旋转轴的设计要求 油封安装时，为获得造当的初始径向力，应保证唇 部对旋转轴的过盈量要求，其值如表3-3所示。 油封在使用过程中的电大偏心量应加以严格控制,以确保密封效果,偏听偏 、 油封设计的尺寸公差依据 关于油封的高度公差，建议之范围如右表 油封的外径和腔体表面之间，必须需要有合适 的干涉量，以确保油封外径之密封性能，WH —
对此干涉量之设计依据，是依照ISO6194/1为基准。 （1）真圆度公差为三个或更多在不同直径上量得尺寸，最大尺寸减去最小尺寸的差值。 （2）外包橡胶型油封的外表面可提供波浪纹，此处的公差要求范围必须再经使用者与生产厂讨论。 ： （3）外包橡胶型油封若使用丁腈橡胶（NBR）以外的材质，可由使用者与厂家商议不同的尺寸公差标准。 2
3，轴径公差 英制轴径（英制） 轴径公差（英制） 以下 ± 《 ～ ± ～ ± 但随着转速增加或压力的增大，轴加工允许的公差范围必须减小。 公制情况下的腔体内径公差范围 4，腔体（孔）的公差范围 腔体内径的公差范围如下表及右表 英制情况下的腔体内径公差范围 & TCG 骨架油封（国标型号） TCG 骨架油封（国标型号） 工作温度：-40～＋120℃ 旋转速度：25m ／s 工作介质：水、油、油脂等 其它产品 骨架油封（TC 型） UN 密封圈 骨架油封 氟橡胶油封 简介： 公制轴径（mm ） 轴径公差（mm ） 100 mm 以下 ± ～ ± ~ ～ ± 腔体内径（mm ） （ISO/H8）公差范围（mm ） ～ ～ ～ ～ ! ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ + + + + | + + + + + + + 腔体内径（英制） 公差范围（英制） 以下 ～ ～ ～ ～ ～ ± ± ± ＋－ ＋－ ＋－
骨架油封的正确安装方法 (1)油封在壳体孔的安装方法 油封装配对于壳体孔表面粗糙度、表面质量尤为重要。在装配时应检查其内壁有无碎屑、划痕、灰尘和铸造砂粒等，应使用专用工装将骨架油封平稳地推入壳体坐座孔内。 (2)油封在轴上的安装油封的内径通常小于轴 径，形成一定的过盈量，在装配油封时易造成唇部损坏。为防止油封唇部损坏，一般要使用圆锥形轴肩或圆锥工装进行装配。轴上带有螺纹、沟槽、花键时，使用圆锥形轴肩装配无效，而需要用专用的装配工具来保护油封唇部，即在螺纹、沟槽、花键处套一保护套，避免油封唇部被轴上的尖角、螺纹、沟槽和花键等损伤。油封在轴上的安装如图所示。 (3)骨架油封的安装程序及装配时的注意事项： 1)从油封领取到装配，必须保持干净。油封在安装前不要太早将 包装纸撕开，防止杂物附着在油封表面而带入工作中。 2)装配前做好机加工检查程序，油封各部位尺寸是否与轴及腔体尺寸相符。轴与腔体的端面加工要光洁，倒角没有损伤和毛刺，须清洁装配部位。轴和座孔应加工有15度～30度的装配倒角，尤其内到角，不能有坡度，建议装配部位采用圆角型倒角。在轴的装入处部分不能有毛刺、沙子、铁屑等杂物，防止油封唇口的意外损伤，腔体内尺寸要与油封的外径及宽度相适合。 3)检查油封的唇口有没有损伤，变形，弹簧有没有脱落，生锈，
防止油封在运输过程中受外力挤压和撞击等影响而破坏其圆度。 4)油封有回油线的，要先确定油封的安装方向与旋转的关系。 5)装配时，应在油封唇口之间适量涂抹添加有二硫化钼的锂基润滑脂等清洁油膏，防止轴在瞬间启动时，对唇口造成干摩擦现象，影响唇口的过盈量。油封唇部接触部分表面不应有机加工螺纹痕迹。装配时在油封外圈涂上密封胶，用硬纸等把轴上的键槽或台阶部位包裹起来，避免划伤或翻卷油封唇口，或用导向过度套等专用工具将油封向里旋转压进。千万不能硬砸硬冲，以防止油封骨架变形后挤断弹簧而失效。如出现唇口翻边，弹簧脱落和油封歪斜时，必须拆下重新装入。 6〕正确使用专用安装工具，保护唇口不受损坏。即使是轻微划伤也是不允许的，否则容易引起油封泄漏。建议采用油压设备或套筒工具安装，压力不必太大，速度要均匀，要慢。 7〕当油封装入壳体时，应以均匀的压力进行。在压入时油封不能倾斜着压入内孔，否则会引起油封外园变形。 8〕装配时必须注意安装方向，需要内密封时，装有自紧弹簧的 一面（有凹槽的一面）朝向箱体内部而防尘唇向外。
第一章 钻井概述 1、钻井的定义：利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。 2、各类井型： (1)地质基准井<参考井>:为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理勘探提供各种参数所钻的井。 (2)预探井:主要上为探明油田面积，油水边界线，为油田计算可靠工业储量提供资料所钻的井。 (3)详探井:在已证实有工业开采价值的油田上，为确定油层参数，查明油田地质特性，为油田开发做好准备的井，这种井在油层部位要求全取心。 (4)生产<或开发>井:在已探明储量，有开采工业价值的油田构造上钻产油产气井 (5)注水<气>井:为了提高采收率，达到稳产所钻的井。注水注气的主要目的是为了给地层提供生产油气所必须的能量。 第二章 井身结构设计 1、井身结构定义：套管层次、套管下入深度以及井眼尺寸(钻头尺寸)与套管尺寸的配合。 2、三压力： (1)地层压力( Formation Pressure) P P :是指作用在岩石孔隙流体(油气水)上的 压力，也叫地层孔隙压力。 (2)地层破裂压力(Fracture Pressure)Pf:在井中，当地层压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层破裂压力。 (3)地层坍塌压力(Caving Pressure)Pc:当井内液柱压力低于某一值时，地层出现坍塌，我们称这个压力为地层坍塌压力。 3、静液柱压力(Hydrostatic pressure)Ph ：由液柱重力引起的压力。 4、上覆岩层压力 P 0(Overburden Pressure)：某处地层的上覆岩层压力是指覆 盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重力造成的压力。 5、压力梯度：单位高度(或深度)增加的压力值。 6、有效密度(当量密度)：钻井液在流动过程中有效地作用在井内的压力为有效液柱压力，通过有效压力换算得到的液体密度称为当量密度(ECD)。 7、DC 指数法预测地层压力的原理：机械钻速随压差的减少而增加。正常情况下，钻速随井深的增加而减小，Dc 增加，在异常地层压力地层，钻速增加而dc 减小。 适用范围：岩性为泥岩、页岩；钻进过程中的地层压力监测和完钻后区块地层压力统计分析。 8、地层——井内压力系统的平衡：c m E f P P P ≥≥；p mE P P ≥(P mE —钻井液有效液柱压力) 9、井身结构设计的主要原则：(1)能有效保护油气层；(2)能避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况,为全井安全、优质、快速和经济地钻进创造条件；(3)当实际地层压力超过预测值使井出现液流时，在一定范围内，具有压井处理溢流的能力。 10、井身结构设计的基础参数： (1)地质方面的数据：①岩性剖面及故障提示；②地层压力梯度剖面；③地层破裂压力梯度剖面。 (2)工程数据：①抽汲压力系数Sw ；②激动压力系数Sg ；③地层压力安全增值) (00981.0a h MP H P ρ=
钻井实践报告范文 大学生通过实习可以更进一步接近自己向往的公司单位,为以后的就业做好铺垫和提供参考。下面是作者为大家整理的几篇钻井实践报告内容，希望对大家有所帮助，仅供参考! 钻井实践报告1 1、主要目的和任务：了解钻井过程概况和各种录井方法，使我们对学校所学理论知识有更深刻的认识，并了解石油各个方面的生产环节。通过实习，了解专业，增强感性认识，学习基本技能，深化已学的知识，并以现场实际操作来培养我们动手动脑能力，增强我们对石油钻井技术更感性的认识，了解我国石油工程的现状，激发我们热爱专业，勤奋学习的热情。 2、实习地点及方式：地点：华东石油局——新疆井场。 方式：实践。 3、具体内容3.1井场的组成及钻井过程概况3.1.1、井场概况井场是在陆地上打井时为便于钻井施工，在井口周围平整出来的一片平地，面积根据钻机钻探能力的大小而定，钻6km深井的钻机约需120×90m2，钻3km井深的钻机约需100×60m2，再小于此的钻机，井场可小到60×80m2。井场用于放置钻井设备如井架、动力机、泥浆泵及循环系统、以及存放钻杆、套管等管材，放置水罐、油罐、洗井液罐及堆放洗井液材料、各种配件等。并设有值班房、发电房、库房等临时建筑。 井场的空场大小应能满足搬家、安装、固井及处理事故等作业时大批车辆进出、摆放的需要。 井场的形状大体上为长方形，可因地制宜以减少土方量。但公路应从井架大门前方通入井场，不应从钻井设备后部通入(即所谓倒井场)，油罐等也不应放于井场入口附近，以免井场上出现井喷、失火等险情时抢险车辆无法进入井场。 对离矿区较远的探井，尚需有生活设施如宿舍、厨房、饭厅等。 图1钻井井场及设备示意图 1.天车11.鼠洞(接单根用)21.管子坡道31.(脱泥机)泥浆过滤设备 2.井架12.鼠洞(放方钻杆用)22.管架32.脱砂机
油封安装规范说明 一、安装要求 1、安装方向 安装前检查油封，油封应清洁并完好无损， 不得装反。单向回流油封所标示箭头方向应于轴运动方向一致。 2、对装配轴的要求 （1） 轴的直径公差按GB1801规定，不得超过H11； （2） 轴表面粗糙度按GB1031规定，与油封唇口接触的轴表面， 应使用磨削法加工至表面粗糙度： R a ＝0.2～0.63um R max ＝0.8～2.5um （3） 轴径向跳动最大0.1mm ； （4） 油封装配过渡的轴倒角上不应有毛刺、尖角及粗糙的机加工痕迹，轴倒角面 上粗糙度Rmax 不超过3.2um ，热处理炭化层需抛光处理。 注意： A 、轴面的粗糙度过高，油封唇口易磨损造成渗漏油； B 、 轴倒角处的毛刺、尖角及粗糙的机加工痕迹，极易造成油封主唇尖部划 伤，造成初期密封失效。 3、对装配孔的要求 （1） 孔径公差按GB1801的规定不得超过H8； （2） 孔径表面粗糙度按GB1301规定R a 不超过3.2um ，R max 不 超过12.5um 更低数值； （3） 油封装配过渡的孔径倒角面上粗糙度与孔径要求相同。 注意： A 、孔径倒角过大或无倒角，易龈、划伤油封外径，装配倾斜及油封骨架变形等， 造成装机渗漏油； B 、轴径端部及孔径端部应有符合GB13871规定的导入倒角。 4、安装时注意事项 （1） 油封通过带有花键、键槽或孔的轴应采用弹头式保护工装； （2） 保护工装表面粗糙度R max 不超过3.2um ，不允许有碰划痕、毛刺，保护性工
装具必须齐全完整； （3）油封装配时外径、主唇口处需涂一薄层润滑脂； （4）油封装配时应使用均匀的速度和压力，以防止弹簧 、脱落。 注意： A、油封通过带有花建、键槽或孔的轴时极容易被尖倒角、毛刺等轴向划伤油封主 唇口，造成油封漏油； B、油封主唇口装配到轴面必须完好无损伤，保证油封的使用具有良好的密封性能 及使用寿命。 二、安装方法 1、推荐的油封安装工装（压力机） （1）油封安装可以与壳体孔径前端平齐，也可以靠近壳体孔径底端 面； （2）安装定位的基准面都应是机加工的表面，未经加工的基准面不 能使用； （3）油封装配前应在外层涂一薄层润滑脂； （4）采用液压或气动方式匀速压装油封。 注意： A、油封装配面与壳体基准面平齐，保证油封安装后与轴心的安装垂直度，使油封 唇口在轴面上成线接触带，达到良好的密封效果； B、未经加工的基准面很容易把油封装倾斜，外径龈伤或变形，导致初期发生渗漏 油。 2、不能使用推荐的油封安装工装时可采用如右图所示 （1）油封外径装配时涂一层适宜的润滑剂； （2）敲装油封时应用力均匀，不倾斜； （3）检查油封装入后与壳体基准面平齐； （4）保证在油封安装过程中弹簧不脱落。
目录 一、前言 (1) 二、地质部分 (2) （一）地质构造特征 (2) （二）地层岩性特征 (3) （四）热储层特征 (3) 三、钻井施工部分 (4) （一）钻进施工 (4) （二）钻井液 (4) （三）井身结构及固井 (4) （四）钻井施工技术保证措施 (6) （五）洗井 (6) 四、抽水试验 (7) （一）基本情况 (7) （二）热储水文地质参数的计算 (7) （三）水质分析 (8) 五、结论 (10) 附图：井身结构示意图 (11) 附表一：表层套管记录 (12) 附表二：技术套管记录 (13) 附表三：抽水试验记录表 (17) 附录：水质分析报告 (19)
一、前言 中国水城项目地处天津市宁河县界内，北面与天津市宁河县相连，南面与天津市塘沽区毗邻，西面与天津市东丽区接壤，东面与天津市汉沽区相交，在天津滨海新区的U型圈内，属北京市清河农场永久用地。北京市清河农场总占地115平方公里，其中中国水城项目位于清河农场西区，土地总面积33平方公里（见图1：天津市宁河县中国水城地热井交通位置图）。 天津市经中诚通投资管理有限公司，为充分利用本地地热资源，为天津市宁河县中国水城项目提供供暖及洗浴等方面的需求，设计了一采一灌对井开发模式，以达到在利用地热资源的同时有效的保护地热资源，实现能源的可持续利用。本地热井项目由天津华恒永清钻井工程有限公司组织施工，通过紧张的施工，第一口地热开采井顺利完井竣工。 本井施工设计由天津地热勘查开发设计院拟定，完井目的层为上第三系馆陶组热储层，由天津华恒永清钻井工程有限公司施工，设计井深1915m，实际完井深度1915.55m。 本井2010年3月15日设备搬迁安装到位，3月16日由甲乙双反和监理方进行了钻前验收，验收合格后进行了钻探技术交底工作，并且举行了地热井开钻
煤层气井钻井完井技术浅议 蒋作焰 【摘要】：煤层在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征；这些特征决定了煤层气井钻井、取心、完井及储层保护诸技术的特殊性。据此，我们从钻井完井工程的角度分析了现有技术存在的问题和制约煤层气开发效果的主要因素。研究并形成了一整套煤层气井的取心技术、储层保护技术和完井技术。这套技术应用于中国多个煤层气试验开发区，不仅满足了地质评价的需要，也为实现煤层气工业性开采起到了积极推动作用。 【关键词】：煤层气钻井技术完井技术 【作者】：蒋作焰2006年毕业于长江大学石油工程专业，中原石油勘探局钻井一公司工程师。
前言 煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。中原钻井通过多年的攻关研究和试验，形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术，其内容包括：煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。 一、煤层气井钻井完井的特殊性 煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要求基础之上的。煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面： 1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。 煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。 2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。 煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。因此，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。 3、煤层破碎含游离气多，取心困难。
东北石油大学华瑞学院课程设计 年月日
东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限
指导教师 专业负责人 年月日
前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。
For personal use only in study and research; not for commercial use 轴承油封使用中常见的问题及解决方法 来源：密封论坛（https://www.doczj.com/doc/7516988349.html,） 常见的问题现象，原因分析以及解决方法 强金属音 1、异常载荷：选择合适的装配游隙和预紧力 2、组装不良：提高轴的加工精度，改善安装方法 3、润滑剂不足：补充或使用合适润滑剂 规则音 1、异物引起沟道锈蚀、压痕、伤痕：清洗相关零件，使用干净润滑脂 2、沟道剥落：疲劳磨损，更换轴承 不规则异音 1、异物侵入：清洗相关零件，使用干净润滑脂 2、游隙过大：注意配合及选择合适游隙 3、钢球伤痕：钢球疲劳剥落或异物卡伤，更换轴承 异常温升 1、润滑剂过多：减少润滑剂 2、润滑剂不足，或不适合：增加润滑剂或选择合适润滑剂 3、配合面蠕变或密封装置过大：轴承外径或内径配合面修正，密封形式进行变更 轴的回转振动大 1、剥落：疲劳剥落，更换轴承 2、组装不良：提高轴的加工精度，改善安装方法 3、异物侵入：清洗相关零件，使用干净润滑脂 润滑剂泄漏大变色 1、润滑剂过多：减少润滑剂 2、异物入侵：清洗相关零件
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales. толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях. 以下无正文
第一章、绪论 第一节、钻井完井工程在石油工业中的地位 石油和天然气作为世界上的主要能源和优质化工原料，是当今社会经济发展中重要的生产力要素之一。目前，世界能源消费的结构比例为：石油40％，天然气22.9％，煤炭27.4％，核能7.1％，水电2.5％，石油和天然气的比例占到世界能源消费的62.9％。一个国家对石油和天然气的拥有量和占有量已成为综合国力的重要标志。石油在一个国家的国民经济中的地位和作用是非常重要的，它对于经济、政治、军事和人民生活都有极大的影响。 石油工业是从事石油勘探、石油开发和石油加工的能源和化工原材料生产部门。钻井是石油勘探、石油开发的一个非常重要的环节和手段。在世界范围内，油田在石油勘探阶段的总投资中钻井的费用达到55%—80%，在石油开发阶段的总投资中钻井的费用超过50%，从中可见钻井工作所占的比重。一个国家在钻井技术上的进步程度，往往反映了这个国家石油工业的发展状况，因此，许多国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井，以显示他们在世界石油工业发展史曾经做出的贡献和所处的地位。 石油勘探有多种方法，但钻井是最重要也是最终判断地下是否有油的手段。当一个地质圈闭经钻探并获得了有工业开采价值的油气流后就算找到了一个油田。下一步的工作就是进一步搞清楚这个油田的具体范围和出油能力。因此，在钻探过程中发现油气后，就应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质，还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析，然后再进行扩大钻探，进一步探明圈闭含油气情况，算出地下的油气储藏量有多少。这样，对一个油田来说，它的初步勘探工作才算结束。通过地质勘探，发现有工业价值的油田以后，就可以着手准备开发油田的工作了。 油田开发是指在认识和掌握油田地质及其变化规律的基础上，在油藏上合理的分布油井和投产顺序，以及通过调整采油井的工作制度和其它技术措施，把地下石油资源采到地面的全过程。油田从详探到全面投入开发的工作顺序一般为：在见油的构造带上布置探井，迅速控制含油面积；在已控制的含油面积内，打资料井，了解油层的特征；分区分层试油，求得油层产能参数；开辟生产试验区，进一步掌握油层特性及其变化规律；根据岩心、测井和试油、试采等各项资料进行综合研究，作出油层分层对比图、构造图和断层分布图，确定油藏类型；油田开发设计；根据最可靠、最稳定的油层钻一套基础井网，钻完后不投产，根据井的全部资料，对全部油层的油砂体进行对比研究，然后修改和调整原方案；在生产井和注水井投产后，收集实际的产量和压力资料进行研究，修改原来的设计指标，定出具体的各开发时期的配产、配注方案。由以上油田的开发工作顺序可知，油田开发可以说是用钻井的办法证实油气的分布范围，并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。 在石油勘探、开发各个阶段的共同特点是都要钻井。如在地质普查阶段，为了研究地层剖面，寻找储油构造，要钻地质井、基准井、制图井、构造井等。在区域祥探阶段，为了寻找油气藏，并详细研究其储量、性质，要钻预探井、详探井、边探井等。在油田开发阶段，为了把石油、天然气开采出来．更需要钻井，如生产井、注水井、观察井等。石油钻井类型按性质和用途一般分为： 地质探井（基淮参数井）。是指在很少了解的盆地和凹陷中，为了了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖层组合，并为地球物理解释提供各种参数所钻的井。 预探井。在地震详查和地质综合研究基础上所确定的有利圈闭范围内，为了发现油气藏所
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东北石油大学课程设计任务书 课程 题目 专业学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计主要容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成一口井的钻井工程相关参数的计算，最终确定出钻井、完井技术措施。主要包括井身结构、钻具组合、钻井液、钻井参数设计和完井设计。 2、设计要求： 要求学生选择一口井的基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成专题设计，设计报告的具体容如下： （1）井身结构设计；（2）套管强度设计；（3）钻柱设计；（4）钻井液设计；（5）钻井水力参数设计；（6）注水泥设计；（7）设计结果；（8）参考文献； 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规、论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3、主要参考资料： 王常斌等，《石油工程设计》，东北石油大学校自编教材 涛平等，《石油工程》，石油工业，2000 《钻井手册（甲方）》编写组，《钻井手册》，石油工程，1990 完成期限
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前言 钻井工程设计是石油工程的一个重要部分，是确保油气钻井工程顺利实施和质量控制的重要保证，是钻井施工作业必须遵循的原则，是组织钻井生产和技术协作的基础，是搞好单井预算和决算的唯一依据。钻井设计的科学性、先进性关系到一口井作业的成败和效益。科学钻井水平的提高，在一定程度上依靠钻井设计水平的提高。 设计应在充分分析有关地质和工程资料的基础上，遵循国家及当地政府有关法律、法规和要求，按照安全、快速、优质和高效的原则进行，并且必须以保证实施地质任务为前提。主要目的层段的设计必须体现有利于发现与保护油气层，非目的层段的设计主要考虑满足钻井工程施工作业和降低成本的需要。 本设计的主要容包括：1、井身结构设计及井身质量要求：原则是能有效地保护油气层，使不同地层压力梯度的油气层不受钻井液污染损坏；应避免漏、喷、塌、卡等复杂情况发生，为全井顺利钻进创造条件，使钻井周期最短；钻下部高压地层时所用的较高密度钻井液产生的液柱压力，不致压裂上一层管鞋处薄弱的裸露地层；下套管过程中，井钻井液柱压力之间的压差不致产生压差卡套管等严重事故以及强度的校核。2、套管强度设计；3、钻柱设计：给钻头加压时下部钻柱是否会压弯，选用足够的钻铤以防钻杆受压变形；4、钻井液体系；5、水力参数设计；6，注水泥设计，钻井施工进度计划等几个方面的基本设计容。
钻井与完井液主要内容 第一章绪论 一、钻井液的主要作用 1. 清洗孔底，携带和悬浮岩屑 冲洗液清洗孔底和携带岩屑的能力，决定于送入孔内的冲洗液量及冲洗液的性能指标，其次也与钻具和钻头的结构有关。 冲洗液的携带和悬浮岩屑的能力--切力和粘度； 有效携带岩屑的前提下可降低冲洗液的上返速度。 泥浆悬浮岩屑的能力主要取决于泥浆的静切力值。 2、冷却钻头 冷却钻头的效果，取决于单位时间流经孔底的冲洗液量和冲洗介质的热容量和粘度。 水的粘度低，热容量大，冷却能力强。空气的粘度低，热容量小，需要较大的流量，才能有效地冷却钻头。泥浆的粘度大，流速低，冷却能力不如清水 3、润滑钻具和钻头 冲洗液的润滑效果，取决于在钻具和孔壁岩石表面形成的润滑膜的强度。 润滑膜的强度取决于使用的冲洗液类型和往冲洗液中添加的添加剂的种类和数量。 乳状液，表面活性剂溶液，乳化泥浆和油基泥浆的润滑性能远高于空气、清水和普通的水基泥浆。表面活性剂的添加，可提高冲洗液的润滑性能。 4. 保护孔壁 复杂地层：松散、破碎、坍塌、遇水膨胀等岩层 维护孔壁的影响因素：冲洗液类型、冲洗液的性能参数、在环空中的流态。 矿化度高的聚合物泥浆，具有较好的抑制孔壁的效应，特别是含钾的聚合物泥浆。 油基泥浆具有最强的抑制孔壁的能力。 复杂地层钻进时，维护孔壁是能否持续钻进的关键。 二、钻井液类型 泥浆： 概念：粘土分散在液体（水或油）中形成的分散体系，水基泥浆，油基泥浆。 性能：比重；粘度和切力；失水量。可在较大范围内调节，可适应不同地层的要求；对钻头、牙轮轴承、钻具和套管有一定的润滑作用，可减少其磨损。 适用：风化、破碎、松散和遇水失稳地层（复杂地层）。石油和天然气钻井几乎都是在沉积岩中钻进，冲洗液主要使用泥浆。泥浆称为石油钻井的“血液”。固体矿床勘探钻进，泥浆是对付复杂地层的主要手段。 乳状液 概念：液体（油或水）分散在另一种液体（水或油）中形成的稳定的分散体系。分为：水包油乳状液、油包水乳状液。使小口径金刚石钻进的钻进速度和钻进深度大幅度地提高。 无固相冲洗液 概念：含有无机盐和有机高分子（或聚合物）的溶液。适用：裂隙发育、易坍塌和轻微膨胀的地层。小口径金刚石钻进，绳索取芯钻进中，可防止钻杆内壁结泥皮和降低压损。 完井液：在石油钻井中，无固相钻井液用于钻进生产层，可减轻使用泥浆时对油层的损害 第二章泥浆总论 一、泥浆概念及类型：
完井工程 完井工程定义:完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是从钻开油层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的系统工程。 完井工程的内容 （1）岩心分析及敏感性分析 根据勘探预探井或评价井所取的岩心，进行系统的岩心分析和敏感性分析，并根据实验分析的结果，提出对钻开油、气层的钻井液，射孔液，增产措施的压裂液、酸液，以及井下作业的压井液等的基本技术要求。 岩心分析及敏感性分析项目如下： 1）岩心分析：常规分析、薄片分析、X射线衍射（XRD）、电镜扫描（SEM）。 2）敏感性分析：水敏、速敏、酸敏、碱敏、盐敏。 （2）钻开油层的钻井液 钻井液的选择，主要是考虑如何防止钻井液的滤液侵入油层而造成油层的损害，同时又考虑到安全钻进的问题，如钻遇高压层、低压层、漏失层、岩盐层、石膏层和裂缝层时的钻井液，根据测井资料、岩心分析、敏感性分析数据和实践经验去选择钻井液类型、配方及外加剂。 （3）完井方式及方法 根据油田地质特点及油田开发方式和井别，按砂岩、碳酸岩盐、火成岩和变质岩等岩性去选择完井方式，完井方式基本分为两大类，即裸眼完井和套管射孔完井。裸眼完井又有不同的方法，如裸眼、割缝衬管、绕丝筛管砾石充填；射孔完井也有不同的方法，如套管射孔、尾管射孔、套管内绕丝筛管砾石充填等方法。 （4）油管及生产套管尺寸的选定 根据节点分析（Nodal Analysis）即压力系统分析，进行油层——井筒——地面管线敏感性分析。油管敏感性则是根据油层压力、产量、产液量、流体的粘度、增产措施和开采方式等方面的综合分析去选定油管的直径，然后根据油管尺寸去选定生产套管尺寸。过去传统的作法是先选定生产套管尺寸，然后再确定油管尺寸。现代完井工程没有沿用过去传统概念和做法，而是建立了用油管尺寸去确定生产套管尺寸的新思路和新方法。 套管系统设计本应包括表层套管、技术套管与生产套管，但这里仅仅论述了生产套管设计，至于表层套管和技术套管，它有专门的设计要求，这应按钻井工程要求进行设计，这里就不涉及了。 （5）生产套管设计 以下述井别、油气层物理性质、地应力及工程措施等方面的资料，作为套管设计基础依据： 1）井别：油井、气井或注蒸汽采油井、注水井、注气井或注汽井。 2）油层压力及油层温度。 3）地下水性质、pH值、矿化度以及对套管的腐蚀程度。 4）天然气中是否含H2S或CO2等腐蚀性气体。 5）油层破裂压力梯度，压裂、酸化增产措施的最高压力。 6）地应力走向、方位及大小。 7）注蒸汽时的压力、温度。 8）盐岩层的蠕动。 9）注水开发后的压力变化及油层间窜通状况。 10）油层出砂情况。 根据选定完井方式，在依据上述因素，选择套管的钢级、强度、壁厚以及连接螺纹类型和螺纹密封脂的类型，以及上扣的扭矩等。若用衬管完成，这要设计悬挂深度及方式。对于注蒸汽井，这要考虑到套管受热时套管螺纹承受的拉力和螺纹的密封性，以及预应力完成。对于定向井、水平井，同样考虑套
钻井设计基本原则 1.钻井的目的：是为勘探和开发油气田服务。 2.钻井设计必须国家及政府有关机构的规定和要求，保证钻井设计的合法性。 3.钻井设计的主要依据： 3.1.地质设计是钻井设计必须遵循的主要依据。地质部门至少应在开始钻井作业前75 天，向钻井部门提供地质设计，并应在该设计中尽可能地提供所钻之井的地质情况（包括地层孔隙压力、破裂压力等），以及提出地质上要求的资料。 3.2.井场调查资料和邻井的钻井资料，也是进行钻井设计的主要依据。地质部门至少应 在钻井作业开始前45天做完井场调查，并将获得的各有关资料（包括井位自然环境、土壤情况、浅层气等）尽快交给钻井部门；同时，还应收集全邻井的钻井资料（包括复杂情况的处理、钻井液密度的使用情况等）。 3.3.钻井部门应根据地质部门提供的资料和邻井资料，认真分析，作好钻井设计。如存 在由于目前技术水平、设备的限制，保证不了钻井作业在安全情况下进行，或钻井作业结果达不到地质设计的要求，应尽早明确提出，以便地质部门修改地质要求或调整井位位置。 4.钻井设计应体现安全第一的原则。大到井身结构，小到每一项作业程序，都要重视安全， 既要重视井下安全，也要重视地面安全，把安全第一的原则贯穿到整个设计中。对于重大的作业和风险大的作业，还应制定相应的安全应急程序。 5.设计钻井液密度的原则。钻井液密度必须大于地层孔隙压力当量密度，小于地层破裂压 力当量密度。钻井液密度对地层孔隙压力的安全附加值，用压力表示，油井为 1.5~3.5MPa，气井为3.0~5.0MPa。 6.井身结构的设计，是钻井设计的关键内容，必须遵循下述几点： 6.1.保证井眼系统压力平衡，不出现喷漏同在一裸眼中，即钻下部高压地层时用的较高 密度的钻井液产生的液柱压力，不会压漏上部裸露的地层。 6.2.井内钻井液液柱压力和地层压力之间的压差不宜过大，以免发生压差卡钻。 6.3.为保证安全钻进，必须用套管封住复杂地层井段，如易漏、易垮塌、易缩径和易卡 钻等井段。 6.4.探井，特别是地层压力还没有被掌握的井，应设计一层套管作为备用，以保证井眼 能够钻到设计的深度。 6.5.对钻探多套压力系统的井，应采用多层套管程序，以保护油气层不受钻井液污染和 损害。