钻井泵基础知识PPT课件概要共49页文档

定向钻进技术
定向钻进技术是一种在钻井过程中 控制井眼轨迹的技术
定向钻进技术可以应用于各种地质 条件下的钻井作业
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定向钻进技术可以减少钻井成本， 提高钻井效率
定向钻进技术可以提高钻井的安全 性和环保性
油气层保护与储层改造
油气层保护的重要性与技术措施
油气层保护 是钻井作业 中的重要环 节，直接影 响到油气资 源的开发和 利用。
钻井液的性能参数与维护处理
密度：影响钻井液的悬浮能力、流动性和 稳定性
粘度：影响钻井液的润滑性、携砂能力和 剪切力
滤失量：影响钻井液的失水量和泥饼质量
固相含量：影响钻井液的稳定性和流动性
维护处理：定期检测钻井液的性能参数， 及时调整和维护，确保钻井液的性能稳 定和钻井作业的安全高效。
钻进工艺技术
钻井平台：用于支撑钻井设 备，提供工作空间
钻井液
钻井液的组成与性质
组成：主要由水、泥浆、 添加剂等组成
性质：具有润滑、冷却、 清洗、保护等作用
作用：保持井壁稳定，防 止井壁坍塌
影响因素：温度、压力、 粘度等
钻井液的分类与选择
水基钻井液：以水为主要成分，适用于浅层地层 油基钻井液：以油为主要成分，适用于深层地层 合成基钻井液：以合成材料为主要成分，适用于特殊地层 选择原则：根据地层性质、钻井深度、钻井速度等因素选择合适的钻井液类型
油气井寿命
水力压裂技术及应用
水力压裂技术：通过高压泵将液体注入地层，使地层产生裂缝，从而提 高油气产量 应用领域：广泛应用于油气开采、地热开发等领域
技术特点：高效、环保、安全
应用实例：美国页岩气革命、中国页岩气开发等

地质监督需要实时收集钻井过程中的 各种地质资料，包括岩屑、岩心、井 壁取心、录井数据等。
对收集到的地质资料进行整理、分析 ，建立详细的地质剖面图、构造图和 地层对比图，为后续钻井作业提供准 确的地质信息。
钻井液性能监控与调整建议
地质监督需要密切关注钻井液的性能 变化，包括密度、粘度、失水量等关 键指标，确保钻井液满足地质工程需 求。
优化钻井液配方
加强固控设备使用
通过调整钻井液中各种处理剂的加量，优 化钻井液的流变性、滤失性和润滑性等性 能。
使用高效的固控设备，如振动筛、除砂器 、除泥器等，及时清除钻井液中的无用固 相，保持钻井液性能稳定。
复杂情况下钻井液处理措施
井漏处理 遇到井漏时，可通过提高钻井液 密度、使用堵漏材料等措施进行 处理，确保井壁稳定和井控安全。
石油钻井基本知识(地质监督班 )ppt课件
目录
• 钻井基本概念与原理 • 地质监督在钻井过程中的职责 • 井身结构与钻头选型 • 钻井液性能参数及优化方法 • 固井技术要点与评价标准 • 现场案例分析：成功解决复杂问题经验分
享
01 钻井基本概念与原理
钻井定义及作用
钻井定义
钻井是利用机械设备，从地面钻 穿岩石层，获取地下实物资料， 以及开发石油、天然气等资源的 技术手段。
参与钻井液处理剂的选型与用量决策， 协助优化钻井液配方，降低钻井成本。
根据地层变化和钻井液性能监测结果， 及时向钻井工程师提出调整钻井液性 能的建议，确保钻井作业的安全和效 率。
03 井身结构与钻头选型
井身结构设计原则及实例分析
设计原则
安全、经济、高效
实例分析
某油田井身结构设计案例，包括地层特性、井深、井径、套管程序等

确定输送液体的性质
包括液体密度、粘度、腐蚀性等，以 选择合适的泵材质和结构。
确定工艺流程和输送要求
根据工艺流程和输送距离、高度等要 求，确定所需的流量和扬程。
考虑环境因素
如环境温度、湿度、海拔高度等，选 择适应性强的泵型。
经济性分析
在满足使用要求的前提下，进行不同 泵型的经济性比较，选择性价比高的 产品。
的稳定运行。
密封环
设置在叶轮和泵壳之间 ，减少液体泄漏，提高
泵的效率。
典型泵型结构对比
离心泵
结构简单，效率高，适用于大 流量、低扬程场合。
容积泵
结构复杂，但流量稳定，适用 于小流量、高扬程场合。
混流泵
介于离心泵和轴流泵之间，适 用于中等流量和扬程的场合。
轴流泵
流量大、扬程低，适用于灌溉 、排水等场合。
可能原因是泵选型不当或管道阻力过大， 解决方案是重新核算选型或更换合适型号 的泵，同时检查管道系统是否畅通。
可能原因是泵安装不当或轴承磨损严重， 解决方案是重新安装泵并调整安装精度， 或更换磨损严重的轴承。
泵的密封泄漏
泵的超负荷运行
可能原因是密封件损坏或安装不当，解决 方案是更换损坏的密封件并检查安装质量 。
解决问题能力
评估解决实际问题的能力 和思维方法
理论知识
评估对泵基础知识的掌握 程度和理解深度
安全意识
评估实验过程中的安全意 识和应急反应能力
THANKS.
对于易损件，如轴承、密封件等，应 定期检查和更换。
根据使用情况，定期更换润滑油、清 洗过滤器等。
对于长期停用的泵，应进行保养和封 存处理。
故障诊断与排除方法
泵不启动或启动困难
检查电源、电机和控制系统，排除故障。

钻井机械
第五章 钻井泵
往复泵在高压下工作，为保证安全，在排出口处安全阀，以便将泵的极限压 力控制在允许的范围内。
常见的安全阀有：销钉剪切式、膜片式、弹簧式等安全阀。
如图所示：其活塞或膜片下端作用着高压液体，当压力到达一定值后，活 塞推动连杆，切断销钉，活塞上移，或膜片破裂，高压液体由安全阀排出口 进入吸入池或大气空间，达到泄压保安全的目的。
往复泵
往复泵
3、 减少泵的工作室 在深井段钻进时，往往井径较小，为了尽量减少循环 损失，一般希望泵的流量较小。在其他调节方法不能满足要求时，现场有时 采用减少泵工作室的方法：如打开阀箱，取出几个排出阀或吸人阀，使有的 工作室不参加工作，从而减小流量。该法的缺点是加剧了流量和压力的脉动。 实践表明，在这种非正常工作情况下，取下排出阀比取下吸人阀引起的波动 小，对双缸双作用泵来讲，取下靠近动力端的排出阀引起的压力波动较小。
2、瞬时排量：泵在极短暂的时间△t内的排量。
3、实际排量：单位时间内泵实际输送的体积。
往复泵
钻井泵使用中为什么要换缸套？在何时换？
当然，钻井泵的临界特性曲线仅反映其本身的工作能力，而在使用中还 要考虑到其它因素的影响。当泵所配备的动力机功率偏小时，即动力机所提 供的最大功率小于泵的设计功率时，如图中的等功率曲线N’所示，则泵的流 量和压力应在并N’曲线的下方选用。此时，泵的工况主要受动力机功率的限 制，同时也受到最大冲次和各级缸套最大压力的限制。又如，当排出管的 耐压强度较低，最大允许压力P0小于泵某级缸套下的极限值时，则泵的实际 工作压力和流量应该在P0以下的范围内选用。
电驱动泵、机械驱动泵、 蒸汽驱动泵、液压驱动泵等。
钻井机械
第五章 钻井泵
我国用于石油、天然气勘探开发的钻井泵已经标准化，并形成了 NB和F两大系列泵，统一的代号为：

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井架等
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4、动力机组
动力机组为三大工作机组和其它辅助机组 提供动力。按钻机驱动类型不同，它可以 是柴油机组或者是柴油机交流发电机组及 交流或直流电动机等。
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动力机
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1、旋转钻进系统
为了转动井中钻具以不断破碎岩石，本系 统配备有转盘和水龙头。井中钻具由钻杆 柱（包括方钻杆、钻杆柱、钻铤等）和钻 头组成。为实现钻头自动进给，现代钻机 应配有钻具自动送进装置。
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水龙头
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2、钻井液循环系统
为了用钻井液及时清洗井底，携带岩屑， 保护井壁，钻机应具有一套钻井液循环系 统，它具有使钻井液增压，输送，液固分 离等作用，包括钻井泵，地面高压管汇、 钻井液净化及调配设备和钻井液槽、池等。
石油钻井机械
石油钻井设备概述
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第一章 概论
一、钻机的组成 二、钻机的类型 三、钻机基本参数 四、钻机系列
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ZJ50钻机图片
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一 、 钻机的组成
1、旋转钻进系统 2、钻井液循环系统 3、起升系统 4、动力机组 5、传动系统 6、控制操纵系统 7、底座 8泵及管汇等
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振动筛
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除砂器、除泥器
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离心机、真空除气器
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3、起升系统
钻机应配备一套起升设备以完成起下钻具， 下套管柱以及控制钻头钻进等工作。钻机 起升系统主要由钻井绞车、辅助刹车、游 动系统（天车、游车、大钩及钢丝绳等） 和井架等组成。它实质上是一台重型起重 机。另外也包括起下操作的井口工具及机 械设备。

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二、石油化工行业常用泵介绍
2 便拆式管道泵 （6）泵的维护保养
1）每运转500小时，应松开密封座上螺塞，用注射器
抽出腔内残留机油；向密封腔内加注合格的20号机械
油至腔内一半容积（加机油量合适的检查方法：运行
油泵，机油不向外冒出即可）；螺塞拧紧以防泄漏现
象发生。
2）发现电机机械噪音加大和轴承处温升异常时，应
介质吸入，腔体变小时，对
空腔内介质产生挤压,在排出
区将介质压出。周而复始，
完成介质的输送过程。
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二、石油化工行业常用泵介绍
4滑片泵 （4） 滑片泵（容积泵）特点
它的主要特点是,良好的抽真空性能和气液混输性能， 结构较紧凑，具有自吸功能，流量较均匀，运转平稳， 脉动和噪声小，效率比较高，但不适于长时间持续工 作。
速降低，大部分动能变为压力能，然 后排出； 叶轮不停回转，吸排就连续地进行。
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二、石油化工行业常用泵介绍
2 便拆式管道泵 （5）泵的使用要求和注意事项
①驱动机的转向应与泵的转向相同； ②各固定连接部位应无松动，各润滑部位加注润 滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定； ③有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑； ④禁止无液体运行，禁止在过低的流量下运行； ⑤按推荐的周期进行检查，建立运行记录。
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3 泵的分类与结构形式
3.4根据泵的结构形式按吸入方式分为
单吸泵
双吸泵
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一、泵的基础知识
3 泵的分类与结构形式
3.5根据泵的结构形式按级数分为
单级泵
多级泵
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一、泵的基础知识
3 泵的分类与结构形式

逐渐扩大，出口为扩散管状。液体从叶轮流出后，其流速可 以平缓地降低，使很大一部分动能转变为静压能。
2．导轮
导轮是一个固定不动的圆盘，正面有包在叶轮外缘的
正向导叶，这些导叶构成了一条条扩散形流道，背面有将 液体引向下一级叶轮人口的反向导叶，其结构如图1—16所 示。液体从叶轮甩出后，平缓地进入导轮，沿着正向导叶 继续向外流动，速度逐渐降低，动能大部分转变为静压能。 液体经导轮背面的反向导叶被引入下一级叶轮导轮上的导 叶数一般为4—8片，导叶的入口角一般为8°一16°，叶轮 与导叶间的径向单侧间隙约为lmm。若间隙过大，效率会 降低；间隙过小，则会引起振动和噪声。与蜗壳相比，采 用导轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造，转能的效率 也较高。但安装检修较蜗壳困难。另外，当工况偏离设计 工况时，液体流出叶轮时的运动轨迹与导叶形状不一致， 使其产生较大的冲击损失。由于导轮的几何形状较为复杂， 所以一般用铸铁铸造而成。
液封环中进行密封，以保证有害液体不漏出泵外。也 可采用机械密封装置。
低压离心泵输送温度小于40℃时，常用石墨填料
或黄油渗透的棉织填料；输送温度小于250℃、压力
小于1．8MPa的液体时，用石墨浸透的石棉填料；输
送温度小于400℃、允许工作压力为2．5MPa的石油
产品时，用金属箔包石棉芯子填料。
填料
2．机械密封
4．轴套
轴套的作用是保护泵轴，使 填料与泵轴的摩擦转变为填料与 轴套的摩擦，所以轴套是离心泵 的易磨损件。轴套表面一般也可 以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂 等处理方法，表面粗糙造度要求 一般要达到Ra3.2μm— Ra0.8μm。可以降低摩擦系数， 提高使用寿命。
5．轴承
轴承起支承转子重量和承 受力的作用。离心泵上多使 用滚动轴承，其外圈与轴承 座孔采用基轴制，内圈与转 轴采用基孔制，配合类别国 家标准有推荐值，可按具体 情况选用。轴承一般用润滑 脂和润滑油润滑。

绪论 石油钻井概述
（2）把钻井按井斜角不同分类：
直井、定向井、水平井 直井：井口与井底在同一条铅垂线上 定向井：沿着预先设计的井眼轨迹钻达目的层，井口 与井
底不在同一条铅垂线上。 水平井：沿着预先设计的井眼轨迹以井斜角>85°的角度进
入目的层。
（3）把钻井按井深不同分类：
浅 井 H<2500m ， 中 深 井 2500m<H<4500m ， 深 井 4500m<H<6000m ， 超 深 井 H>6000m<H<9000m 。 特 超 深 井 H>9000m
到1820年，及鸦片战争前夕，钻井深度突破1000米， 中国第一口油井在陕西延长油矿。目前日产量还有200 公斤
美国1859年8月在宾夕法尼亚洲泰特斯维尔小镇才打了 一口20m深的油井，也就是所谓的世界上的第一口油 井；
前苏联在1863年才打出20m深的井。
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二、钻井技术的发展
2．钻井方法的发展
钻井工程课件
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钻井工程课件主要内容
第一章 钻头：刮刀钻头、牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头
第二章 钻柱：作用与组成、工作 状态与受力分析、设计
第三章 钻进技术： 直井防斜技术 、 井斜的控制方法 、
钻进过程中各参数间的基本关系、
钻进参数优选、
水力参数优化设计
第四章 取心：概述 、取心工具组成及类型、
井），对油气藏进行工业评价及取得油气开发所需 的地质资料（详探井），圈定油气藏边界及其储量 （边探井）。
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一、石油钻井概述
绪论 石油钻井概述
生产井：在进行油田开发时，为开采石油和天然气而
钻的井。

清洗和检查
定期清洗设备内部，检查磨损和损坏 的部件。
常见故障及排除方法
泵流量不足或无流量
检查泵的入口和出口管道是否堵塞，检查泵的旋转方向是否正确， 检查泵的密封件是否损坏。
泵振动或噪音
检查泵的基础是否稳固，检查泵的旋转部件是否平衡，检查泵的轴 承和密封件是否正常。
泵压力不足或不稳定
检查泵的旋转部件是否磨损严重，检查泵的入口和出口压力是否正 常，检查泵的控制系统是否正常。
研发更可靠的密封技术， 减少泄漏和磨损，提高设 备稳定性。
智能化与自动化
远程监控与故障诊断
01
通过物联网和传感器技术，实现钻井泵的远程监控和故障预警，
提高设备管理效率。
自动化控制
02
引入自动化控制系统，实现钻井泵的智能控制和自动调节，减
少人工干预。
数据挖掘与分析
03
利用大数据和人工智能技术，对钻井泵的运行数据进行挖掘和
和压力下降。
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钻井泵的维护与保养
日常维护
每日检查
检查钻井泵的润滑情况、密封件是否完好、是否 有异常声音或振动。
清洁和清洁
保持设备清洁，防止杂物和污垢进入内部部件。
紧固
确保所有连接和固定部件都紧固，以防止松动和 损坏。
定期保养
润滑
调整和更换
按照制造商的推荐定期更换润滑油或 润滑脂。
根据需要调整设备参数，更换磨损或 损坏的部件。
与油田钻井不同，天然气钻井对钻井 液的环保要求较高，因此需要选择环 保型的钻井泵和钻井液。
地热钻井
地热钻井中，钻井泵主要用于循环钻井液，以冷却钻头、携带钻屑和保护井壁稳 定。
地热资源开发需要较高的地层温度适应性，因此对钻井泵的耐高温性能有较高的 要求。

慢、间断的旋转滚筒，禁止猛合离合器或使 ❖ 滚筒旋转过快，防止大绳将滚筒前操作人员缠入滚
筒； ❖ 滚筒前拉才、拽大绳人员不得骑跨大绳，在拉拽时
要特别小心，并且要远离滚筒拉拽，防止被带入滚 筒，还要防止钢丝绳毛刺挂伤手及身体； ❖ 缠大绳时，禁止用撬杠、大锤直接撬动或锤击大绳， 防止大绳受损。必要时，可在大绳上垫块硬木进行 撬动或锤击。
护拦必须全封闭； ❖ 钻台面、罐面、工作平台应坚固、平整、无孔洞，应清洁、无杂物； ❖ 凡登高作业的人员必须佩戴安全带、速差器，安全带尾钩一定要栓在坚
固的拉筋或横梁上； ❖ 各种电器设备的防止触电的接地措施及漏电保护装置必须按规定接好； ❖ 软件措施：各种设备的安装、使用规程、制度、安全责任、岗位作业指
❖ 死绳头在死绳固定器绳轮上绕3圈，然后将死 绳头放入死绳压板铜瓦，将死绳压板螺丝用 双螺帽对角上紧。
❖ 10、如何卡固活绳头？
❖ 将钢丝绳活绳头穿入滚筒，加200mm长钢丝 绳，用3个规格相符的大绳绳卡将其卡紧，再 用压板将绳头固定于滚筒壁上，然后转动滚 筒，将钢丝绳紧密而平整地绕在滚筒上。
❖ 11、在滚筒上缠绕大绳（排绳）时应注意什么？ ❖ 缠绕大绳时，刹把必须由司钻操作，用一挡低速缓
❖ 40、拉猫头者与井口操作者应如何搞好配合？
❖ 1）待内外钳扣好，先用一道帽头绳拉紧，确认钳 子扣住后，再绕3-4道猫头绳松扣或紧扣；
❖ 2）用钢丝绳松扣时，待内外钳工离开井口后，先 挂猫头离合器，才能拉猫头松扣；
❖ 8、穿大绳时应注意什么？
❖ 穿大绳时，游车应固定，钢丝绳头与引绳要 连接牢固；
❖ 穿大绳时，必须将钢丝绳滚筒置放在能转动 的架子上，边穿边转以防止打扭；
❖ 井架上操作人员必须栓好保险带
❖ 井架上操作人员与地面人员要密切配合好， 拉放要有信号、口令，以防穿滑轮时将手挤 伤。