油气井工程设备与工具复习题 一、基本概念: 钻井; 大斜度井; 水平井; 超深井; 钻进技术参数; 钻压; 井底钻具组合; 旋转钻井; 岩石; 岩石的胶结结构; 岩石力学性质; 门限钻压; 岩石的层理构造; 岩石的塑性破坏; 岩石压入硬度、塑性系数; 岩石的研磨性; 岩石可钻性; 机械钻速; 平均机械钻速; PDC钻头冠部高度系数; 井下动力钻具; 导向螺杆钻具; 井斜角、井斜方位角; 随钻测量系统( MWD) ; 闭环钻井; 电动机的机械特性; 电动机的人为特性; 顶驱( TDS) 。 二、钻头 1．按成因岩石分为哪三类? 2．简述沉积岩的结构, 说明胶结物的类型与岩石强度的关系。 3．简述层理构造对岩石破碎的影响规律。 4．简述平底压头受垂直载荷作用压入岩石时岩石破碎的发展过程? 5．岩石破碎分为哪三个阶段? 为什么钻井过程中钻压要大于门限钻压? 6．石油钻井常见的破碎岩石的基本方式有哪些? 7．论述钻井参数对机械钻速的影响规律。 8．简述牙轮钻头的类型? 牙轮钻头按牙齿的固定方式可分为镶齿和铣齿两类; 按轴承类型分为: 滚动轴承和滑动轴承两类; 按密封类型分为: 橡胶密封和金属密封两类。 9．牙轮钻头储油润滑密封系统的作用? ①为轴承系统提供润滑油; ②防止钻井液进入轴承内腔。 10．钻头喷嘴( 水眼) 的作用? ①钻井液流出钻头射向井底的通道; ②经过调整喷嘴的数量和尺寸, 调节钻头压降, 实现喷射钻井; ③经过合理调节喷嘴的空间位置, 有效清洗牙轮和井底岩粉。
11．何谓牙轮钻头牙齿的公转与自转? 牙轮钻头依靠牙齿破碎岩石, 牙轮钻头工作时, 固定在牙轮上的牙齿随钻头一起绕钻头轴线作顺时针方向的旋转运动, 这种运动称作公转。 钻头工作时, 牙齿绕牙轮轴线作逆时针方向的旋转称为自转。 12．牙轮钻头牙齿冲击破碎岩石作用是怎样形成的? 钻头工作时, 牙轮滚动, 牙齿与井底的接触是单齿、双齿交错进行的。单齿接触井底时, 牙轮的中心处于最高位置; 双齿接触井底时则牙齿的中心下降。牙轮在滚动过程中, 牙轮中心的位置不断上下交换, 使钻头沿轴向作上下往复运动, 这就是钻头的纵向振动。钻头的纵向振动使牙齿产生冲击力, 以冲击方式破碎岩石。 在纵向上还有低频率、振幅较大的振动, 这是由于井底不平和有凸台所引起的。钻头在井底的纵向振动, 使钻柱不断压缩与伸张, 下部钻柱把这种周期性变化的弹性变形能经过钻头牙齿转化为对地层的冲击作用力用以破碎岩石, 与静载压入力一起形成了钻头对地层岩石的冲击、压碎作用。 13．牙轮钻头的剪切破岩作用是怎样形成的? 有什么作用? 牙轮钻头的剪切作用主要是经过牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的滑动实现的, 产生滑动的原因是由牙轮钻头的超顶、复锥和移轴三种结构特点引起的。 超顶和复锥所引起的切线方向滑动除可在切线方向与冲击、压碎作用共同破碎岩石外, 还能够剪切掉同一齿圈相邻牙齿破碎坑之间的岩石; 移轴则在轴向产生滑动和切削地层的作用, 它能够剪切掉齿圈之间的岩石 14．综述牙轮钻头的特点? 优点: ①冲击和剪切双重作用破岩, 既有牙齿的冲击又有滑动引起的剪切, 破岩效率高。 ②适应地层范围广, 适合在所有地层中钻进。 ③钻头自洗效果好, 不容易泥包。
《油气井工程设备与工具》复习题 单项选择题 1．钻进技术参数指钻进过程中可控制的参数。以下不属于钻进技术参数的是：（ C ）。 A.钻压 B.转速 C.井深 D.流量 2．钻进过程中的钻压是指：（ A）。 A.钻进时施加于钻头的沿井眼前进方向上的力 B.钻进时钻柱的总重 C.钻进时钻柱的浮重 D.大钩的钩载 3．钻井过程中平均机械钻速是指：（ B）。 A.单位时间的进尺量 B.某一统计井段内，进尺量与纯钻时间的比值 C.钻头的旋转速度 D. 某一统计井段内，进尺量与辅助钻进时间的比值 4．在钻井施工中完钻是指：（C）。 A.指完成井眼的全部施工所需的时间 B.指下入导管或各层套管后第二次开始钻进的统称 C.指全井钻进阶段的结束 D.一开到完钻的全部时间 5．下列参数中哪一参数不是由单、多点测斜仪测量的？（ D ）。 A.井斜角 B.井斜方位角 C.工具面方位角 D.测段长度 6．目前无线随钻测斜仪最常用的无线遥测数据传输方式为：（C ）。 A.电磁波 B.钻井液压力脉冲 C. 声波 D.地震波 7．导向螺杆钻具的弯角与造斜率的关系是：（ B ） A.弯角越小，造斜率越高 B.弯角越大，造斜率越高 C.二者没关系 D.以上都不对 8．以下各项中，属于涡轮钻具优点的选项是：（ D ）。
A.转速低，适用于现有牙轮钻头 B.长度短(5～10m)，适合打定向井、水平井 C.转速不受输出扭矩的影响,具有很好的过载能力 D.转速高(400rpm以上)，较适合于TSP钻头、金刚石钻头 9．当螺杆钻具结构参数确定后，决定螺杆钻具工作转速的因素是：（ A ）。 A. 排量 B.钻压 C.扭矩 D.泵压 10．以下各项中，不属于随钻测量系统主要测量信息的选项是：（ B ）。 A.定向数据 B.泥浆密度 C.地层特性 D.钻井参数 11．已形成岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下，使原岩石成分、性质发生改变而形成的新岩石称作：（ B ） A.沉积岩 B.变质岩 C.玄武岩 D.岩浆岩 12．以下各项中属于变质岩的是：（ A ）。 A.板岩 B.页岩 C.玄武岩 D.砾岩 13．下列常见岩石中属于沉积岩类型的有：（ C ）。 A.花岗岩 B.片麻岩 C.页岩 D.安山岩 14．按岩石的塑性系数大小可以将岩石分为6级，其中塑性岩石塑性系数的值是：（ C）。 A.Kn＝1 B.1﹤Kn﹤6 C.Kn≧6 D.以上都不是 15．岩石力学性质是岩石在受外力作用下所表现的性质，包括岩石的变形特性、强度特性、表面特性，以下各项中表征岩石表面特征的指标是：（B ） A.弹性、塑性 B.硬度、研磨性 C.抗压强度 D. 抗剪强 16．以下岩石力学性质中，表征岩石表面特性的的指标为：（ D ）。 A.弹塑性 B.抗压强度 C.泊松比 D.研磨性 17．岩石的变形特性包括弹性、塑性和脆性，表现有三种破坏形式，以下是岩石不同变性特征的变形曲线，其中属于塑性岩石变形曲线的是：（ C ）
油田技术－定向井工程师序列培训讲义（T2－21） 第一部分定向井常用井下工具的分类 1、泥浆马达（PDM） 2、旋转导向工具 3、扶正器（STB） 4、非磁钻铤（NMDC） 5、悬挂短节（HOS） 6、短非磁钻铤（SNMDC） 7、浮阀（F/V） 8、定向接头（O/S） 9、挠性短节（F/J） 10、震击器（JAR） 11、加重钻杆（HWDP） 12、短钻铤 13、弯接头 14、套管开窗工具 15、其它定向井工具 第二部分定向井常用井下工具的现场检查测绘及使用 一、泥浆马达 1、泥浆马达的主要组成部分 1) 旁通阀总成2) 马达总成 3) 万向轴总成4) 驱动轴总成 2、泥浆马达的工作原理: 马达是一种螺杆钻具（SCREW DRILLS），它是以泥浆作为动力的一种井下动力钻具。马达工作原理：泥浆泵产生的高压泥浆流，经旁通阀进入马达时，转子在压力泥浆的驱动下，绕定子的轴线旋转，马达产生的扭矩和转速，通过万向轴和传动轴传递给钻头，来实现钻井作业。 3、旁通阀结构及工作原理： 旁通阀有旁通和关闭两个位置，在起下钻时位于旁通位置，下钻时允许环空的泥浆由旁通阀阀体侧面的阀口孔流向钻杆(钻具)内孔，起钻时使钻杆内孔的泥浆从阀体侧面的阀口流入环空，减少井台溢出泥浆，当泥浆流量及压力达到一定值时，旁通阀关闭，泥浆流经马达，将泥浆能量转换为机械能。 4、马达总成的结构及工作原理： 马达总成由转子和定子两部分组成。定子与转子之间形成若干个密封腔，在泥浆动力作用下，密封腔不断的形成与消失，完成能量交换从而推动转子在定子中旋转。马达可形成几个密封腔就称几级马达。
5、万向轴总成的工作原理： 万向轴总成位于转子下端，其作用是把马达产生的扭矩和转速传递到传动轴上。由于转子作的是偏心运动，因此要求万向轴具有较好的挠性功能，能将偏心运动转换成传动轴的定轴转动。 6、传动轴总成(drive shaft assembly) 的工作原理： 它的作用是将马达的旋转动力（扭矩和转速）传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。 7、泥浆马达操作参数及注意事项 <工作压力 <循环压力 <工作压差 <马达井口试验应注意的问题 <不同马达所允许的轴向间隙 <马达使用结束后应注意的问题 <马达到达井场后先要作什么 二、旋转导向工具（另有专题讨论） 旋转导向工具是钻柱保持旋转状态下就能实现造斜、增斜、稳斜、降斜和扭方位等定向钻井目的的井下工具。旋转导向工具的种类繁多，工作原理各异，从技术手段上分有全机械式、电子机械式、电子液压式等，从工作原理上分有静止式和调节式等。静止式是指，当钻柱旋转时，导向支撑块不转动，可沿井眼轴线方向滑动；调节式是指，当钻柱旋转时，支撑块随钻柱一起转动，但其整体工作效果具有导向作用。 到目前为止我们只用过SCHLUMBERGER公司的POWER DRIVE、BAKER HUGHES INTEQ公司的AUTO TRAK 和HALLIBURTON公司的GEO-PILOT旋转导向系统。前者为调节式，后两者为静止式 三、扶正器 1、扶正器的分类 可调扶正器 一体式扶正器 近钻头扶正器 可换套筒式扶正器 2、扶正器的作用 1)．在增斜钻具组合和降斜钻具组合中，稳定器起支点作用，通过改变稳定器在下部钻具组合中的位置，可改变下部钻具组合的受力状态，达到控制井眼
中国石油大学( 北京) 石油工程专业 《油气井工程设备与工具》第三阶段作业答案 第1题中国钻机标准规定钻机的主参数指标为: 您的答案: A 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 中国钻机新标准规定名义钻井深度L为主参数。( 原因: 第一, L 直接表明了钻机的最大钻井深度; 第二, L影响和决定其它参数的大小; 符合中国以钻机钻井深度定型命名的习惯。) 第2题钻机型号为ZJ70LDB钻机, 其最大钻井深度为: 您的答案: B 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: ZJ70LDB: 表示名义钻井深度7000米, L链条并车、 DB交流变 频电驱转盘。 第3题钻机的三大工作机组包括: 您的答案: A 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 钻机的三大工作机组包括: 绞车、转盘、钻井泵。其相应的负 载特点决定了钻机对驱动设备性能的要求。 第4题下列哪一设备不是构成钻机起升系统的设备: 您的答案: D 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 起升系统由钻井绞车、辅助刹车、游动系统( 钢丝绳、天车、 游动滑车及大钩) 和井架一系列设备组成。 第5题顶部驱动系统主要由哪三大部分组成? 您的答案: A 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 顶部驱动系统主要由动力及水龙头总成、导轨总成、管子处理 装置总成构成。
第6题钻机设置自动送钻系统的目的是 您的答案: B 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 钻机设置自动送钻系统的目的是使钻头钻压保持恒定。 第7题下列设备中哪一项不是泥浆固相控制设备? 您的答案: A 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 钻井液净化设备又称为固相控制系统, 由振动筛、除砂器、旋泥器等设备构成。 第8题转盘钻井时, 钻井液( 泥浆) 循环的正确次序是: 您的答案: C 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 钻井液的循环设备包含了其它其它系统的一系列设备, 主要包括: 泥浆罐、泥浆泵、软管、水龙头、管柱、导流管等, 其循环流程为: 泥浆罐→泥浆泵→地面管汇→立管→水龙头→钻柱→钻头→环空→井口→振动筛 第9题交流变频电动钻机比直流电动钻机更加安全可靠的主要原因之一是: 您的答案: D 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 交流变频电动钻机比直流电动钻机更加安全可靠的主要原因之一是: 交流变频电动机不需要电流换向电刷, 工作时不会产生工作火花。 第10题顶部驱动装置的英文缩写为: 您的答案: D 题目分数: 0.5 此题得分: 0.5 批注: 顶驱钻井系统( Top Drive Drilling System, 缩写为: TDS) 是安装于井架内部空间、由游车悬持的顶部驱动装置, 是一套能够在钻
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
定向井技术(入门基本概念)
定向井技术（部分） 编制：李光远 编制日期：2002年9月9日 注：内部资料为企业秘密，任何人不得相互传阅或外借泄露！！！
一、定向井基本术语解释 1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。 K= v a SIN l l a 2*22 ?? ? ????Φ+??? ???? 式中： 均值 相邻两点间井斜角的平际长度 相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----?--?Φ--?v a l a 方位角井斜角 2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。 3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”； 7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。 H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E 坐标值。 9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异； 10）造斜点：在定向钻井中，开始定向造斜的位置叫造斜点、通常以开始定向造斜的井深来表示； 11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点； 12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为 高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位； 13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的 那个平面； 14）工具面角：工具面角有两种表示方法： A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具
第二章： 一.掌握油气井工程常用术语? 1.钻井的概念：利用机械设备，从地面至目的层钻一井眼的工程。 2.井:以勘探开发石油和天然气为目的，在地层中钻出的具有一定深度的圆柱形孔眼。 3.井的类别：按一定依据划分的井的总类。按钻井的目的可分为探井和开发井等； 按完钻后的井深可分为浅井(<1200m)、中深井(1200～4500m)、深井(4500～6000m) 和超深井(>6000m)；按井眼轴线形状可分为直井和定向井。 4.探井：指以了解地层的时代、岩性、厚度、生储盖的组合和区域地质构造，地质 剖面局部构造为目的，或在确定的有利圈闭上和已发现油气的圈闭上，以发现油气藏、进一步探明含油气边界和储量以及了解油气层结构为目的所钻的各种井，包括 地层探井、预探井、详探井。 5.开发井：指为开发油气田所钻的各种采油采气井、注水注气井，或在已开发油气 田内，为保持一定的产量并研究开发过程中地下情况的变化所钻的调整井、补充井、扩边井、检查资料井等。 6.直井：井眼轴线大体沿铅垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均在限 定范围内的井。 7.定向井：沿着预先设计的井眼轨道，按既定的方向偏离井口垂线一定距离，钻达 目标的井。 8.丛式井：在一个井场上或一个钻井平台上，有计划地钻出两口或两口以上的定向 井(可含一口直井)。 9.救援井：为抢救某一口井喷、着火的井而设计、施工的定向井。 10.多底井：一个井口下面有两个或两个以上井底的定向井。 11.大斜度井：最大井斜角在60°～86°的定向井。 12.水平井：井斜角接近或等于90°，并保持这种角度钻完一定长度的水平段的定向井。 13.井口：井的开口端。 14.井底：井的底端。 15.裸眼：未下套管部分的井段。 16.井深：从转盘补心面至井底的深度。 17.井壁：井眼的圆柱形表面。 18.环空：井中下有管柱时，井壁与管柱或管柱与管柱之间的圆环形截面的柱状空间。 19.井眼轴线：井眼的中心线。 20.井身结构：指的是钻头钻深、相应井段的钻头直径、下入的套管层数、直径及 深度、各层套管外的水泥返高以及人工井底等。 21.井场：钻井施工必需的作业场地。 22.小鼠洞：位于井口的正前方，用于预先放置钻杆单根的洞，以加快接单根操作。 23.(大)鼠洞：当不使用方钻杆而从大钩上卸下时，用于放置方钻杆和水龙头的洞，位于钻台左前方井架大腿与井口的连线上。 24.钻台：装于井架底座上，作为钻工作业的场所。 25.钻进：使用一定的破岩工具，不断地破碎井底岩石，加深井眼的过程。 26.钻进参数：是指钻进过程中可控制的参数，主要包括钻压、转速、钻井液性能、流量、泵压及其他水力参数。 27.转速：指钻头的旋转速度，通常以转每分钟(rpm)为单位。 28.流量(排量)：单位时间内通过泵的排出口的液体量。通常以升每秒（l/s)为单位。 29.钻压：钻进时施加于钻头上的沿井眼前进方向上的力。 30.机械钻速（ROP—Rate of penetration）：钻头在单位时间内钻进的长度。通常
第 1 题我国钻机标准规定钻机的主参数指标为：您的 答案：A题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 中国钻机新标准规定名义钻井深度L 为主参数。（原因： 第一， L 直接表明了钻机的最大钻井深度；第二，L 影响和决定其它参数的大小；符合我国以钻机钻井深度定型命名的习惯。） 第2题钻机型号为ZJ70LDB占机，其最大钻井深度为： 您的 答案：B 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： ZJ70LDB： 表示名义钻井深度7000米，L链条并车、DB交流变频电驱转盘第3 题钻机的三大工作机组包括：您的
答案：A题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 钻机的三大工作机组包括：绞车、转盘、钻井泵。其相应的负载特点决定了钻机对驱动设备性能的要求。 第4 题下列哪一设备不是构成钻机起升系统的设备: 您的 答案：D 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 起升系统由钻井绞车、辅助刹车、游动系统（钢丝绳、天车、游动滑车及大钩）和井架一系列设备组成。 第5 题顶部驱动系统主要由哪三大部分组成？您的 答案：A题目分数: 0.5 此题得分：
0.5 批注： 顶部驱动系统主要由动力及水龙头总成、导轨总成、管子处理装置总成构成。 第6 题钻机设置自动送钻系统的目的是 您的 答案：B 题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 钻机设置自动送钻系统的目的是使钻头钻压保持恒定。 第7 题下列设备中哪一项不是泥浆固相控制设备？ 您的 答案：A题目分数： 0.5 此题得分： 0.5 批注： 钻井液净化设备又称为固相控制系统，由振动筛、除砂器、旋泥器等设备构成。
第章定向井、水平井专用工具 第一节定向接头 一、定向接头类别 目前国内常用的定向接头有两种：定向直接头和定向弯接头，定向直接头用于弯壳体螺杆定向钻进，而定向弯接头则用于直壳体螺杆定向钻进。定向弯接头因其具有制造简单、使用方便、成本低廉等特点，目前使用较为普遍。 二、技术规格 定向弯接头规格表表1-1 三、基本结构 1、直接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键和定位螺钉，如图1-1所示： 图1-1
2．定向弯接头的基本结构，包括壳体、扶正套、定向键、定位螺钉如图1-2所示： 定向弯接头结构示意图 图1-2 弯接头弯曲度数的计算公式： α=57.3(a-b)/d 式中：α——弯曲角度（o） a——长边长度（mm） b——短边长度（mm） d——外径（mm） 四、弯接头性能 不同螺杆钻具使用弯接头在不同井眼的造斜率表1-2
第二节无磁钻铤 一、作用 由于所有磁性测量仪器在测量井眼的方向时，感应的是井眼的大地磁场，因而测量仪器必须是一个无磁环境。然而在钻井过程中，钻具往往具有磁性，具有磁场，影响磁性测量仪器，不能得到正确的井眼轨迹测量信息数据，利用无磁钻铤可实施无磁环境，并且具有钻井中钻铤的特性。国外已有相当数量的无磁钻铤产品于1990年列入API标准。我国根据国外产品和产品样本制订了SY/T 5145-86《无磁钻铤》标准。 二、工作原理 无磁钻铤工作原理如图2-1所示： 无磁钻铤的作用原理示意图2-1 注：①地磁场线；②磁性测量仪；③钢钻铤；④干扰磁场线；⑤钻头接头；⑥无磁钻铤 无磁钻铤上下的干扰磁场线对测量仪器部位没有影响，因而无磁钻铤为磁性测量仪器创造了一个无磁环境，保证了磁性测量仪器测到的数据为真实大地磁场信息。 三、无磁钻铤材料 1、蒙乃尔合金 （1）、化学成分及机械性能见表2-1 （2）、蒙乃尔合金的特点 蒙乃尔合金虽然具有不易腐蚀的优点，但是由于镍含量高而存在以下缺点： a.价格昂贵。 b.易磨损。 2、铬-镍合金 这种合金钢约含18%的铬和镍。易于塑性变形导致螺纹过早损坏，特别对需要上紧扭矩高的大钻铤更为不利。其化学成分见表2-2。
根据测斜仪器的种类不同，分为四种定向方式： 1．单点定向 此方法只适用造斜点较浅的情况，通常井深小于1000米。因为造斜点较深时，反扭角很难控制，且定向时间较长。施工过程如下： （l）下入定向造斜钻具至造斜点位置（注意：井下马达必须按厂家要求进行地面试验）。 （2）单点测斜，测量造斜位置的井斜角，方位角，弯接头工具面； （3）在测斜照相的同时，对方钻杆和钻杆进行打印，并把井口钻杆的印痕投到转盘面的外缘上，作为基准点； （4）调整工具面（调整后的工具面是：设计方位角十反扭角）。锁住转盘、开泵钻进； （5）定向钻进。每钻进2～4个单根进行一次单点测斜，根据测量的井斜角和方位角及时修正反扭矩的误差，并调整工具面； （6）当井斜角达到8～10度和方位合适时，起钻换增斜钻具，用转盘钻进。在单点定向作业中要注意：
①在确定了反扭角和钻压后，要严格控制钻压的变化范围，通常在预定钻压±19.6千牛（2吨）内变化； ②每次接单根时，钻杆可能会转动一点，注意转动钻杆的打印位置至预定位置； ③如果调整工具面的角度较大（＞90度），调整后应活动钻具2～3次（停泵状态），以便钻杆扭矩迅速传递。 2．地面记录陀螺（SRO）定向 在有磁干扰环境的条件下（如套管开窗侧钻井）的定向造斜，需采用SRO定向。这种仪器可将井下数据通过电缆传至地面处理系统，并显示或用计算机打印出来，直至工具面调整到预定位置，再起出仪器，施工过程如下： （l）选择参照物，参照物应选择易于观察的固定目标，距井40米左右； （2）预热陀螺不少于15分钟，工作正常才可下井； （3）瞄准参照物，并调整陀螺初始读数； （4）接探管，连接陀螺外筒，再瞄准参照物，对探管和计算机初始化； （5）下井测量，按规定作漂移检查； （6）起出仪器坐在井口，再次瞄准参照物记录陀螺读数； （7）校正陀螺漂移，确定测量的精度； （8）定向钻进。 3．有线随钻测斜仪（SST）定向 造斜钻具下到井底后，开泵循环半小时左右，然后接旁通头或循环接头。把测斜仪的井下仪器总成下入钻杆内，使定向鞋的缺口坐在定向键上。定向造斜时，可从地面仪表直接读出实钻井眼的井斜、方位和工具面，司钻和定向井工程师要始终跟踪预定的工具面方向，保持井眼轨迹按预定方向钻进。 4．随钻测量仪（MWD）定向
第1题我国钻机标准规定钻机的主参数指标为： 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：中国钻机新标准规定名义钻井深度L为主参数。（原因：第一，L直接表明了钻机的最大钻井深度；第二，L影响和决定其它参数的大小；符合我国以钻机钻井深度定型命名的习惯。） 第2题钻机型号为ZJ70LDB钻机，其最大钻井深度为：您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：ZJ70LDB：表示名义钻井深度7000米，L链条并车、DB交流变频电驱转盘。 第3题钻机的三大工作机组包括： 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：钻机的三大工作机组包括：绞车、转盘、钻井泵。其相应的负载特点决定了钻机对驱动设备性能的要求。 第4题下列哪一设备不是构成钻机起升系统的设备: 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：起升系统由钻井绞车、辅助刹车、游动系统（钢丝绳、天车、游动滑车及大钩）和井架一系列设备组成。 第5题顶部驱动系统主要由哪三大部分组成？ 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：顶部驱动系统主要由动力及水龙头总成、导轨总成、管子处理装置总成构成。 第6题钻机设置自动送钻系统的目的是 您的答案：B 题目分数：0.5
此题得分：0.5 批注：钻机设置自动送钻系统的目的是使钻头钻压保持恒定。 第7题下列设备中哪一项不是泥浆固相控制设备？ 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：钻井液净化设备又称为固相控制系统，由振动筛、除砂器、旋泥器等设备构成。 第8题转盘钻井时，钻井液（泥浆）循环的正确次序是： 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：钻井液的循环设备包含了其它其它系统的一系列设备，主要包括：泥浆罐、泥浆泵、软管、水龙头、管柱、导流管等，其循环流程为：泥浆罐→泥浆泵→地面管汇→立管→水龙头→钻柱→钻头→环空→井口→振动筛 第9题交流变频电动钻机比直流电动钻机更加安全可靠的主要原因之一是： 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：交流变频电动钻机比直流电动钻机更加安全可靠的主要原因之一是：交流变频电动机不需要电流换向电刷，工作时不会产生工作火花。 第10题顶部驱动装置的英文缩写为： 您的答案：D 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：顶驱钻井系统（Top Drive Drilling System，缩写为：TDS）是安装于井架内部空间、由游车悬持的顶部驱动装置，是一套可以在钻柱上端直接驱动钻柱旋转钻进、循环泥浆、接立根、上卸扣、井控等多种钻井操作的多功能钻井装备。 第11题钻机按钻井深度分为：浅井钻机；中深井钻机；深井钻机；超深井钻机。
油气井工程设备与工具》复习题 单项选择题 1．钻进技术参数指钻进过程中可控制的参数。以下不属于钻进技术参数的是：（C ）。 A. 钻压 B. 转速 C. 井深 D. 流量 2．钻进过程中的钻压是指：（A ）。 A. 钻进时施加于钻头的沿井眼前进方向上的力 B. 钻进时钻柱的总重 C. 钻进时钻柱的浮重 D. 大钩的钩载 3．钻井过程中平均机械钻速是指：（B ）。 A. 单位时间的进尺量 B. 某一统计井段内，进尺量与纯钻时间的比值 C. 钻头的旋转速度 D. 某一统计井段内，进尺量与辅助钻进时间的比值 4．在钻井施工中完钻是指：（C）。 A. 指完成井眼的全部施工所需的时间 B. 指下入导管或各层套管后第二次开始钻进的统称 C. 指全井钻进阶段的结束 D. 一开到完钻的全部时间 5．下列参数中哪一参数不是由单、多点测斜仪测量的？（ D ）。 A. 井斜角 B. 井斜方位角 C. 工具面方位角 D. 测段长度 6．目前无线随钻测斜仪最常用的无线遥测数据传输方式为：（C ）。 A. 电磁波 B. 钻井液压力脉冲 C. 声波 D. 地震波 7．导向螺杆钻具的弯角与造斜率的关系是：（B ） A. 弯角越小，造斜率越高 B. 弯角越大，造斜率越高 C. 二者没关系 D. 以上都不对 8．以下各项中，属于涡轮钻具优点的选项是：（D ）。 A. 转速低，适用于现有牙轮钻头 B. 长度短（5?10m），适合打定向井、水平井 C .转速不受输出扭矩的影响, 具有很好的过载能力 D.转速高（400rpm以上），较适合于TSP钻头、金刚石钻头 9．当螺杆钻具结构参数确定后，决定螺杆钻具工作转速的因素是：（A ）。 A. 排量 B. 钻压 C. 扭矩 D. 泵压 10．以下各项中，不属于随钻测量系统主要测量信息的选项是：（B ）。 A. 定向数据 B. 泥浆密度 C. 地层特性 D. 钻井参数 11．已形成岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下，使原岩石成分、性质发生改变而形
《油气井工程设备与工 具》复习资料及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《油气井工程设备与工具》复习题 单项选择题 1．钻进技术参数指钻进过程中可控制的参数。以下不属于钻进技术参数的是：（ C ）。 A.钻压 B.转速 C.井深 D.流量 2．钻进过程中的钻压是指：（ A）。 A.钻进时施加于钻头的沿井眼前进方向上的力 B.钻进时钻柱的总重 C.钻进时钻柱的浮重 D.大钩的钩载 3．钻井过程中平均机械钻速是指：（ B）。 A.单位时间的进尺量 B.某一统计井段内，进尺量与纯钻时间的比值 C.钻头的旋转速度 D. 某一统计井段内，进尺量与辅助钻进时间的比值 4．在钻井施工中完钻是指：（C）。 A.指完成井眼的全部施工所需的时间 B.指下入导管或各层套管后第二次开始钻进的统称 C.指全井钻进阶段的结束 D.一开到完钻的全部时间 5．下列参数中哪一参数不是由单、多点测斜仪测量的（ D ）。 A.井斜角 B.井斜方位角 C.工具面方位角 D.测段长度 6．目前无线随钻测斜仪最常用的无线遥测数据传输方式为：（C ）。 A.电磁波 B.钻井液压力脉冲 C. 声波 D.地震波 7．导向螺杆钻具的弯角与造斜率的关系是：（ B ） A.弯角越小，造斜率越高 B.弯角越大，造斜率越高 C.二者没关系 D.以上都不对
8．以下各项中，属于涡轮钻具优点的选项是：（ D ）。 A.转速低，适用于现有牙轮钻头 B.长度短(5～10m)，适合打定向井、水平井 C.转速不受输出扭矩的影响,具有很好的过载能力 D.转速高(400rpm以上)，较适合于TSP钻头、金刚石钻头 9．当螺杆钻具结构参数确定后，决定螺杆钻具工作转速的因素是： （ A ）。 A. 排量 B.钻压 C.扭矩 D.泵压 10．以下各项中，不属于随钻测量系统主要测量信息的选项是：（ B ）。 A.定向数据 B.泥浆密度 C.地层特性 D.钻井参数 11．已形成岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下，使原岩石成分、性质发生改变而形成的新岩石称作：（ B ） A.沉积岩 B.变质岩 C.玄武岩 D.岩浆岩 12．以下各项中属于变质岩的是：（ A ）。 A.板岩 B.页岩 C.玄武岩 D.砾岩 13．下列常见岩石中属于沉积岩类型的有：（ C ）。 A.花岗岩 B.片麻岩 C.页岩 D.安山岩 14．按岩石的塑性系数大小可以将岩石分为6级，其中塑性岩石塑性系数的值是：（ C）。 ＝1 ﹤Kn﹤6 ≧6 D.以上都不是 15．岩石力学性质是岩石在受外力作用下所表现的性质，包括岩石的变形特性、强度特性、表面特性，以下各项中表征岩石表面特征的指标是：（B ） A.弹性、塑性 B.硬度、研磨性 C.抗压强度 D. 抗剪强 16．以下岩石力学性质中，表征岩石表面特性的的指标为：（ D ）。 A.弹塑性 B.抗压强度 C.泊松比 D.研磨性
油气装备及井下工具 一、地面设备 钢丝和电缆作业的地面设备的种类基本相同，主要有绞车和指重系统，井口连接头，防喷阀，防喷管，井口密封系统和滑轮组成。钢丝作业的井口密封系统比较简单，只要一个防喷盒就可以了，而电缆作业的井口密封系统较复杂，需要注脂密封系统。 1、绞车 绞车一般分为两部分：动力部分和绞车部分。动力部分是由柴油机和液压油泵组成，柴油机带动液压油泵将动力液经高压软管输送到绞车上。绞车主要由液压马达、传动机构和钢丝滚筒或电缆滚筒组成。柴油机带动液压泵，输出液压油，液压油通过高压软管传输动力。循环的方向不同，则控制绞车滚筒转动的方向也不同，通过调压阀控制循环油量大小的变化，使绞车滚筒转速相应增大或减小。绞车的操作台上装有拉力表，用来指示钢丝张力以便判断井下工作情况和避免拉力过大而拉断钢丝，拉力表可以说是操作者的眼睛。目前现场最常用的是马丁-带克公司生产的机械拉力表，由感应器、液压管线和表头组成。感应器一端挂在防喷管上，另一端挂着地滑轮，当钢丝有拉力时，感应器受压产生压力，通过管线传到绞车里的表头，指示出拉力。表头将压力换算成拉力是在地滑轮两端钢丝的夹角为90度的基础上进行的，当夹角发生变化，指示器的拉力跟实际拉力就会发生误差，需进行校正。拉力表的维护很简单，主要是保证系统内有足够的液压油，里面不能有气体。 2、井口连接头 我们目前使用两种井口连接头，一种是井口大脑袋，另外一种是3?”EUE---5”ACMI的井口变扣短节。 3、防喷阀（Blow out Preventer) 我们通常叫BOP，它跟井口连接头相连，该阀能迅速关闭密封钢丝或电缆周围，但不损坏钢丝或电缆，当钢丝或电缆仍在井下时，关闭BOP就可以该阀以上设备的操作或维修。BOP两边的活塞总成前端各有一个软胶皮（作用是密封，不损伤钢丝）和一个钢丝导向板活塞总成在外部机械或液压的作用下，逐渐向中心靠拢，钢丝在导向板的作用下回到中心位置，并在不受损伤的情况下被夹在两个活塞总成中心，把井内压力密封，防止外喷。钢
第一阶段在线作业 单选题 (共25道题) 展开 收起 1.（ 2.5分）钻进技术参数指钻进过程中可控制的参数。以下不属于钻进技术参数的是：（）。 ?A、钻压 ?B、转速 ?C、井深 ?D、排量 我的答案：C此题得分：2.5分 2.（2.5分）钻进过程中的钻压是指：（）。 ?A、钻进时施加于钻头的沿井眼前进方向上的力 ?B、钻进时钻柱的总重 ?C、钻进时钻柱的浮重 ?D、大钩的钩载 我的答案：A此题得分：2.5分 3.（2.5分）在钻井施工中完钻是指：（）。 ?A、指完成井眼的全部施工所需的时间 ?B、指下入导管或各层套管后第二次开始钻进的统称
?C、指全井钻进阶段的结束 ?D、一开到完钻的全部时间 我的答案：C此题得分：2.5分 4.（2.5分）钻井过程中钻柱是指：（）。 ?A、水龙头以下部分包括钻头在内的钢管柱的总称 ?B、用于井眼轨迹测量和控制的部分钻具组合 ?C、钻头以上，水龙头以下部分的钢管柱的总称 ?D、以上都不是 我的答案：C此题得分：2.5分 5.（2.5分）钻井过程中平均机械钻速是指：（）。 ?A、单位时间的进尺量 ?B、某一统计井段内，进尺量与纯钻时间的比值 ?C、钻头的旋转速度 ?D、某一统计井段内，进尺量与辅助钻进时间的比值 我的答案：B此题得分：2.5分 6.（2.5分）下列常见岩石中属于沉积岩类型的有：（）。 ?A、花岗岩 ?B、片麻岩 ?C、页岩 ?D、安山岩
我的答案：C此题得分：2.5分 7.（2.5分）以下岩石力学性质中，表征岩石表面特性的的指标为：（）。 ?A、弹塑性 ?B、抗压强度 ?C、泊松比 ?D、研磨性 我的答案：D此题得分：2.5分 8.（2.5分）以下各项不属于沉积岩的是：（）。 ?A、花岗岩 ?B、页岩 ?C、砂岩 ?D、砾岩 我的答案：A此题得分：2.5分 9.（2.5分）以下各项中属于变质岩的是： ?A、板岩 ?B、页岩 ?C、玄武岩 ?D、砾岩 我的答案：A此题得分：2.5分
视窗× loading... 第一次在线作业 单选题 (共25道题) 展开 收起 1.（ 2.5分）岩石力学性质是岩石在受外力作用下所表现的性质，包括岩石的变形特性、强度特性、表面特性，以下各项中表征岩石表面特征的指标是：（） A、弹性、塑性 B、硬度、研磨性 C、抗压强度 D、抗剪强度 我的答案：B 此题得分：2.5分 2.（2.5分）钻进过程中的钻压是指：（）。 A、钻进时施加于钻头的沿井眼前进方向上的力 B、钻进时钻柱的总重 C、钻进时钻柱的浮重 D、大钩的钩载 我的答案：A 此题得分：2.5分 3.（2.5分）钻进技术参数指钻进过程中可控制的参数。以下不属于钻进技术参数的是：（）。 A、钻压 B、转速 C、井深 D、排量 我的答案：C 此题得分：2.5分 4.（2.5分）已形成岩石，在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下，使原岩石成分、性质发生改变而形成的新岩石称作：（） A、沉积岩 B、变质岩 C、玄武岩 D、岩浆岩 我的答案：B 此题得分：2.5分 5.（2.5分）按岩石的塑性系数大小可以将岩石分为6级，其中塑性岩石塑性系数的值是：（）。 A、Kn＝1 B、1﹤Kn﹤6 C、Kn≧6
D、以上都不是 我的答案：C 此题得分：2.5分 6.（2.5分）下列金刚石钻头中在石油钻井中最常用的钻头为：（）。 A、PDC钻头 B、TSP钻头 C、表镶金刚石钻头 D、孕镶金刚石钻头 我的答案：A 此题得分：2.5分 7.（2.5分）以下岩石力学性质中，表征岩石表面特性的的指标为：（）。 A、弹塑性 B、抗压强度 C、泊松比 D、研磨性 我的答案：D 此题得分：2.5分 8.（2.5分）在钻井施工中完钻是指：（）。 A、指完成井眼的全部施工所需的时间 B、指下入导管或各层套管后第二次开始钻进的统称 C、指全井钻进阶段的结束 D、一开到完钻的全部时间 我的答案：C 此题得分：2.5分 9.（2.5分）钻井过程中平均机械钻速是指：（）。 A、单位时间的进尺量 B、某一统计井段内，进尺量与纯钻时间的比值 C、钻头的旋转速度 D、某一统计井段内，进尺量与辅助钻进时间的比值 我的答案：B 此题得分：2.5分 10.（2.5分）牙轮钻头破碎岩石的方式为：（）。 A、冲击与剪切联合作用 B、冲击 C、磨削 D、剪切 我的答案：A 此题得分：2.5分 11.（2.5分）下列常见岩石中属于沉积岩类型的有：（）。 A、花岗岩 B、片麻岩 C、页岩 D、安山岩 我的答案：C 此题得分：2.5分
定向井施工中常用计算方法 钻井一公司赵相泽编 内部资料..讲课用,错误难免,请误外传 一.定向井剖面专业术语 1.井深：井眼轴线上任一点,到井口地井眼长度,称为该点地井深,也称该点地测量井深或斜深. 2.垂深：井眼轴线上任一点,到井口所在水平面地距离. 3.水平位移：井眼轨迹上任一点,与井口铅垂线地距离.也称该点地闭合距. 4.井斜角：井眼轴线上任一点地井眼方向,与通过该点地重力线之间地夹角. 5.最大井斜角：全井井斜角地最大值. 6.方位角：在以井眼轨迹上任一点为原点地平面坐标系中,以通过该点地正北方向为始边,按顺时针方向旋转至该点处井眼方向线在水平面上地投影线为终边,其所转过地角度称为该点地方位角. 7.造斜率：在定向井中,开始定向造斜地位置叫造斜点.通常以开始定向造斜地井深来表示. 8.井斜变化率：单位井段内井斜角地变化值.通常以两测点间井斜角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示. 9.方位变化率：单位井段内方位角地变化值.通常以两测点间方位角地变化量与两测点间地井段地长度地比值表示. 10.造斜率：表示造斜工具地造斜能力. 11.全角变化率：在单位井段内井眼前进地方向在三维空间内地角度变化. 12.增斜率：井斜角随井深增加地井段. 13.稳斜段：井斜角保持不变地井段. 14.降斜段：井斜角随井深增加而逐渐减小地井段. 15.目标点：设计规定地必须钻达地地层位置.通常以地面井口为坐标原点地空间坐标系地坐标来
表示. 16.靶区半径：允许实钻井眼轨迹偏离设计目标点地水平距离. 17.靶心距：在靶区平面上,实钻井眼轴线与目标点之间地距离. 18.工具面：在造斜钻具组合中,由弯曲工具地两个轴线所决定地那个平面. 19.反扭角：使用井底马达带弯接头进行定向造斜或扭方位时,动力钻具启动前地工具面与启动后且加压钻进时工具面之间地夹角.反扭角总是工具面逆时针转动. 20.高边：定向井地井底是一个呈倾斜状态地圆平面,称为井底圆.井底圆上地最高点称为高边.从井底圆心至高边之间地连线所指地方向,称为井底高边方向.高边方向上地水平投影称为高边方位,即井底方位. 21.工具面角：是表示造斜工具下到井底后,工具面所在地位置参数.有两种表示方法：一种是以高边为基准,一种是以磁北为基准.高边基准工具面,简称高边工具面,是指高边方向线为始边,顺时针转到工具面与井底圆平面地交线上所转过地角度.磁北基准工具面等于高边工具面角加上井底方位角. 1 / 9 ,示角表,用工具面,工具面所处地位置之角地简称.在定向造斜时,当启动井下马达后22.定向角：是定向工具面. 示角表北工具面面角表示,也可用磁可即为定向工具面角.定向角用高边工具.表示工具面角,工具安置地位置以定向时,当启动井下动力钻具之前,将具23.安置角：是安置工面角地简称.在. 扭角向角加反角在数值上等于定即为安置工具面角.安置处理二.数据. 现场适用于确度较高,特别角角法,平均法计算简单,并且准测1.根据规定,斜数据计算方法为平均法：计算方平均角法；井斜角平平均值,称均是1点井斜角与2点井斜角地式中：αc；方位角值,称为平均方位角与2点方位角地平均是1点φc）；（M长（斜深）L是1.2点间地段）（M；长（垂深）H 是1.2点间地垂）（M平位移；S是1.2点间地水）（M上地投影；N是S在北轴）（M地投