钻井工具

钻井工具

1 钻头 衡量钻头的好坏,主要依据是一只钻头的总进尺和机械钻速。

机械钻速:单位时间内的进尺,单位为m/h。

钻头总进尺:指一只钻头下井从开始工作到报废为止累计的钻进进尺数。

钻头的类型: (1)刮刀钻头:依靠工作刃的刮切作用破岩,结构简单,成本低,在软地层使用效果好,如图6-13所示。

(2)牙轮钻头:使用数量最多,既可以用于软地层、中硬地层,也可以用于硬地层。

其类型有单牙轮、双牙轮、三牙轮、多牙轮,其中三牙轮工作较稳定,使用最多,如图6-14所示。

(3)金刚石钻头:分为天然金刚石钻头和人造金刚石钻头(PDC钻头,图6-15)。

天然金刚石钻头:采用天然金刚石用烧结等工艺方法使其与钻头形成一体,再进行热处理制成坚硬耐磨的钻头,适用于特别坚硬地层,但价格高。

图6-13 刮刀钻头

图6-14 三牙轮

图6-15 PDC钻头 2 钻铤 钻铤位于钻柱最下部,两端分别与钻杆和钻头相连接。

它是由高级合金钢制成,钻铤壁比钻杆壁厚得多,强度大,因此用来承受压力,也可以给钻头加压,以便增加钻井速度。

3 钻杆 钻杆是钻柱的主要组成部分,主要作用是传递扭矩、输送钻井液、钻进。

其公称尺寸通常以其本体的外径来表示。

4 方钻杆 方钻杆位于钻柱的最上端,其上部和水龙头相连,下部和钻杆相连接。

长度一般比钻杆单根长2~3m,根据其截面形状可分为正方形截面和六角形截面两种。

其主要作用是传递扭矩和承受钻柱的重量。

5 其他钻井工具 其他钻井工具有稳定器、震击器、安全接头、安全截止阀、取岩心钻具、事故打捞工具、吊卡、卡瓦、上卸扣大钳、动力大钳和吊环等。

钻井机设备

钻井设备由提升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、驱动系统、控制系统、钻机底座及辅助设备等八大系统组成。

钻井设备按功用分旋转、提升、循环、动力与传动、控制等系统:

  1、旋转系统主要设备是装在钻台井口上的转盘,转动时,通过方钻杆带动钻柱和钻头旋转钻进。

当采用井下动力钻具带动钻头旋转时,转盘用来承受反扭矩。

  2、提升系统由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等组成的一套起重设备。

绞车主要用于起下钻具、下套管和钻进时控制钻压。

井架用于安放天车和悬挂游动滑车、大钩等提升设备与工具,以及起下、存放管柱。

天车与游动滑车是一套复滑轮装置,用以减少绞车钢丝绳上的张力,大、中型钻机复滑轮的钢丝绳数一般为8~12股。

  3、泥浆循环系统由泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成。

  4、固控设备用以清除井中返出的泥浆中的无用固相颗粒。

常用的设备有振动筛、除砂器、除泥器、除气器和离心分离机等。

70年代末期,开始使用自动配制泥浆系统,与井控装置联用,可对井筒随时进行可靠控制,自动保持泥浆比重恒定。

在出现井喷预兆时,能自动调节泥浆比重及其他性能。

  5、动力与传动系统

包括动力机及传动机组。

动力机主要用柴油机、电动机或燃气轮机。

传动机组有链条、皮带、齿轮等机械传动、液压传动和电传动几种,把动力传递给绞车、转盘、泥浆泵等工作机。

  6、控制系统

使各机组按照钻井工艺需要,协调地进行工作。

包括对动力机、绞车、转盘、泥浆泵等的启动、停车、调速、并车、换向等进行控制,方式有机械、气压、液压、电控制等,并向电子计算机控制方向发展。

  7、井控设备是用于油气钻井中保证安全钻进的重要设备,包括防喷器、阻流管汇、压井管汇、泥浆-气体分离器等。

防喷器用以防止井内泥浆和油、气、水的喷出,防喷器有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等类型,安装在钻台下的井口处,分别用于封闭钻柱与套管之间的环隙或全部井口。

此外,还有钻柱内防喷器,用于封闭钻柱内部空间。

近代钻井设备都配备数套不同类型的防喷器,组成井口防喷器组,用以控制不同的钻井情况。

掏井专用工具

挖井一般用什么工具啊?以前是机器不是很发达,那当然是用锄头挖了。

现在就不同了,打井机械打一口井,几乎一两个小时就能做好。

就像工地上用的那打桩机。

一小时都能打几十米深井

手工钻井工具

1 钻头 衡量钻头的好坏,主要依据是一只钻头的总进尺和机械钻速。

机械钻速:单位时间内的进尺,单位为m/h。

钻头总进尺:指一只钻头下井从开始工作到报废为止累计的钻进进尺数。

钻头的类型: (1)刮刀钻头:依靠工作刃的刮切作用破岩,结构简单,成本低,在软地层使用效果好,如图6-13所示。

(2)牙轮钻头:使用数量最多,既可以用于软地层、中硬地层,也可以用于硬地层。

其类型有单牙轮、双牙轮、三牙轮、多牙轮,其中三牙轮工作较稳定,使用最多,如图6-14所示。

(3)金刚石钻头:分为天然金刚石钻头和人造金刚石钻头(PDC钻头,图6-15)。

天然金刚石钻头:采用天然金刚石用烧结等工艺方法使其与钻头形成一体,再进行热处理制成坚硬耐磨的钻头,适用于特别坚硬地层,但价格高。

图6-13 刮刀钻头

图6-14 三牙轮

图6-15 PDC钻头 2 钻铤 钻铤位于钻柱最下部,两端分别与钻杆和钻头相连接。

它是由高级合金钢制成,钻铤壁比钻杆壁厚得多,强度大,因此用来承受压力,也可以给钻头加压,以便增加钻井速度。

3 钻杆 钻杆是钻柱的主要组成部分,主要作用是传递扭矩、输送钻井液、钻进。

其公称尺寸通常以其本体的外径来表示。

4 方钻杆 方钻杆位于钻柱的最上端,其上部和水龙头相连,下部和钻杆相连接。

长度一般比钻杆单根长2~3m,根据其截面形状可分为正方形截面和六角形截面两种。

其主要作用是传递扭矩和承受钻柱的重量。

5 其他钻井工具 其他钻井工具有稳定器、震击器、安全接头、安全截止阀、取岩心钻具、事故打捞工具、吊卡、卡瓦、上卸扣大钳、动力大钳和吊环等。

挖土工具

最常见的人力挖土较好的工具是铁锹,最常见的热力挖土较好的工具是挖掘机。

铁锹:一种农具,用于耕地,挖土的农具。

长柄多有木制,头是铁的,还可军用。

铁锹:

挖掘机:又称挖掘机械,是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料,并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。

挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。

挖掘机:

石油钻井工具

为了勘探与开采蕴藏在地层深处的石油和天然气,人们必须利用各种钻井设备与工具,钻穿坚硬而复杂的地层,这便是钻井工作的主要任务。

为了满足我国石油工业飞速发展的需要,必须多打井、快打井、打好井,实现钻井速度翻番。

为此,在充分调动人的积极因素的同时,还必须为钻井工作者提供先进的、性能良好的钻井设备与工具,充分利用现代科学技术为石油钻井工作服务。

钻井设备及工具包括地面钻井设备(石油钻机)以及钻头、钻柱等。

一、石油钻机1.钻机的组成现代石油钻机是一套大型联合机组。

图5-2所示为旋转钻井的基本设备。

根据钻井工艺中钻进,洗井,起、下钻具等工序的需要,一套钻机必须具备下列系统和设备:

图5-2 钻井设备 (1)起升系统。

用于起、下钻具,更换钻头,下套管等作业。

(2)旋转系统。

用于带动钻具旋转,破碎岩石,加深井眼。

(3)循环系统。

用于循环钻井液以清洗井底,携出已被破碎的岩屑,保证连续钻进。

(4)动力设备。

驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机的动力设备,多用柴油机,也有部分钻机由交流或直流电动机驱动。

(5)传动系统。

主要任务是把动力设备的能量传递和分配给各工作机。

(6)控制系统。

为了指挥各系统协调地进行工作,在整套钻机中还装有各种控制设备,如机械、液动或电控制装置,配备有集中控制台和观测记录仪表等。

(7)底座。

包括钻台底座、机房底座和钻井泵底座等。

(8)辅助设备。

一般包括井口防喷装置、空气压缩设备、辅助发电设备、辅助起重设备、井口工具及活动房屋等。

2.井口工具为了起、下钻具和旋卸钻具,需要使用吊钳、吊卡和卡瓦等手动井口工具。

吊钳由几个镶有牙板的钳头和钳柄组成,它们之间用铰链互相连接。

吊钳用来旋卸钻杆、钻铤等组成钻柱的各类下井工具的连接丝扣。

吊钳都是内外两把(一正一反)成对使用,用猫头绳来旋扣。

吊卡用来悬持、提升和下放钻柱。

吊卡的内径比钻杆外径略大,但比钻杆接头的外径小。

工作时卡住钻柱接头,以便进行起、下钻。

当旋接或卸开钻柱时,位于井内的那段钻柱必须暂时悬挂在转盘上。

装入转盘补心中的卡瓦是用来卡住钻杆并悬持钻柱的。

随着深井、硬地层及海洋钻井数量的迅速增加,起、下钻操作的工作量显著增加。

用上述手动井口工具旋卸丝扣体力消耗大、工效低、又不安全,迫切需要改进。

目前,已有多种形式的动力大钳和动力卡瓦广泛用于钻井生产中。

加快了起、下钻速度,减轻了工人的劳动强度,为进一步实现钻井工作的全盘机械化、自动化打下了基础。

3.井口防喷器钻开高压油气层时有可能发生井喷,引起严重事故。

为了在井喷发生时能控制井内钻井液和油、气、水的喷出,通常在钻台下面安装防喷器。

目前国内外生产的钻机上都配备整套较完善的防喷器系统。

如图5-3所示为压力等级在21~34MPa的防喷器组合。

图5-3 井口防喷器组示意图 一般每台钻机配备3~4套防喷器,如闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等。

闸板防喷器有单闸板、双闸板和三闸板三种。

闸板的结构又有盲闸板、孔闸板和剪刀闸板三种。

孔闸板的芯子中心有孔,钻井过程中发生井喷时,可将钻柱与套管之间的环形空间封闭,防止井内的钻井液、油、气、水喷出,也称为钻杆防喷器。

盲闸板防喷器也称为全封闭防喷器,其芯子可直接把井口封闭,用于井口无钻杆的情况下。

剪刀闸板可以在紧急情况下剪断井中的管子,以保证井口安全。

旋转防喷器的结构特点是:其橡胶芯子可以在抱紧钻杆的情况下随钻杆一起旋转,从而可以在封闭钻杆与套管环形空间的同时,满足边喷边钻的工艺要求。

万能防喷器的胶皮芯子能在几秒钟内对任何钻具进行封闭,争取宝贵的抢险时间。

当钻机上配备有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器三类防喷器时,它们既可以单独使用,也可以重叠使用,可以实现边喷边钻,不压井起、下钻和反循环钻井等钻井新工艺。

大多数防喷器都配有手动和液动两套控制装置,以便在紧急情况下远距离控制。

二、钻具在钻井中除必须配备一整套的地面钻井设备外,还要配备一系列井下钻井工具。

包括钻井时下入井内的钻头、钻柱、井下动力钻具、取心工具以及一些辅助钻井工具(如事故处理工具)等。

井下钻井工具简称为钻具。

钻柱是从钻头到地面全部管柱的总称。

钻柱是连通地面与地下的枢纽,是实现优质快速钻井的重要手段和工具。

随着钻井深度的不断增加,钻井工艺技术不断发展,对钻柱的性能要求也越来越高。

目前,已广泛使用具有防斜、防震、防卡等作用,由一种或数种钻具组合而成的复合钻柱。

这种复合钻柱与不同的工艺措施相互配合,可以控制井斜的变化、改善钻头的工作状态、减少卡钻事故,进而获得多方面的综合效益。

钻柱的使用贯穿于钻井作业的全过程,因此钻柱的作用有:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液。

钻柱在井下工况复杂、环境恶劣,往往是钻井设备和工具中的薄弱环节。

正确选配钻柱、合理使用好钻柱,对于提高钻井速度、降低钻井成本有着不可忽视的重要意义。

钻柱由多种不同的钻具组成。

其组成方式随钻井条件和钻井方法不同而有区别。

组成钻柱的基本钻具包括钻铤、钻杆、方钻杆和配合接头。

1.钻铤钻铤又叫做加重钻杆。

在钻井时,钻铤下面与钻头相连,用自身的重力给钻头施加压力。

钻铤的特点是壁厚、强度和刚度大,受压后不易弯曲,因而有利于钻直井眼。

2.钻杆钻杆连接在钻铤和方钻杆之间。

钻杆的两端装有相互连接用的接头。

钻井工人习惯称单根钻杆为“单根”,2~3根钻杆连在一起时称之为“立根”。

钻杆的壁厚比钻铤薄。

钻杆在井内旋转时与井壁摩擦而不断磨损,在拉、压与扭转力的作用下有时会出现折断事故。

近年来,已广泛使用对焊接头钻杆和高强度铝合金钻杆等,从而减轻了钻柱重力,减少了钻杆的折断事故。

3.方钻杆方钻杆连接在钻柱的最上部,它的多边形截面与转盘中的方补心内孔相配合。

方钻杆进入转盘后只能上下移动,因此在转盘旋转时,就能带动钻杆、钻铤和钻头旋转钻进。

为了避免接单根后方钻杆入不了转盘,方钻杆的长度一般比钻杆长2~3m。

4.配合接头由于组成钻柱的钻具种类、尺寸和扣型不同,因此一般不能直接相互连接,需要使用配合接头才能连接成统一和谐的钻柱。

综上所述,钻铤、钻杆、方钻杆和配合接头等几种钻具构成了基本的钻柱。

随着钻井工艺技术的发展,在钻井中除使用上述基本钻柱外,还研究开发出一系列能进一步提高钻井工作指标的复合钻柱。

使用最广泛的是基本钻柱加三器(扶正器、减振器和震击器)构成的复合钻柱。

钻具组成如图5-4所示。

图5-4 钻具组成示意 1—水龙头;2—配合接头;3—方钻杆;4—保护接头;5—钻杆;6—钻铤;7—配合接头;8—钻铤;9—钻头5.扶正器要用好钻头、提高钻速,就要强化钻井措施。

一般情况下,钻压加得过大就会引起井斜。

在钻井实践中往往根据地层的不同性质和防斜要求,用扶正器构成多种防斜钻柱。

通常要使用好几个扶正器:下扶正器紧接在钻头之上,中扶正器距钻头约十几米。

钻进时,扶正器与井壁接触,对钻头起扶正和导向作用。

为了保证扶正器能较好地接触与支承井壁,其外径要尽可能接近钻头直径。

加用扶正器构成的防斜钻柱若设计和使用恰当,可以防斜,使井眼规则,保证钻头平稳工作,提高工作指标。

实践证明,这些防斜措施是行之有效的。

6.减振器减振器能吸收钻井过程中所产生的冲击和振动负荷,从而提高钻头的使用寿命,减轻钻铤以及其他井下钻具的疲劳。

减振器一般都装在靠近钻头的地方。

减振器的最主要构件是减振元件。

有各种类型的减振元件:不锈钢网柱、橡胶筒、钢蝶形盘、钢弹簧及可压缩介质(水垫或气垫)等。

有些减振器只能吸收垂直振动,而另一些减振器可以同时吸收垂直和扭转振动。

国外从20世纪50年代开始研究减振器,60年代推广使用,取得了明显的效益。

7.震击器由于普遍使用小间隙的扶正器、满眼钻具等防斜钻柱以及减振器等特殊钻具,增加了卡钻的可能性,尤其是在复杂地层中。

国外很早就使用震击器,不仅仅把它作为打捞和处理卡钻事故的常用工具之一,而且在地层测试、取心钻进、侧钻、套铣等作业和正常钻进时也在钻柱中装接震击器。

震击器的结构类型很多,有机械的和水力的等。

它们都是采用一定的结构,在钻柱受拉作弹性伸长时积存弹性能量,当拉到一定位置时突然释放能量使震击器发生震击动作,震动被卡的下部钻柱以达到解卡目的。

三、钻头油气埋藏在地下,为了寻找油气,取得地下资源,必须大量地破碎岩石、钻穿地层。

现在的钻井方法主要是用机械方法破碎岩石。

破碎岩石的工具就称为钻头。

钻头是破碎岩石、形成井眼的主要工具。

钻头的性能直接影响着钻井速度、钻井质量与钻井成本。

如果能少用钻头迅速钻完一口井,那将会使整个钻进过程中的起、下钻次数减少,建井速度加快,钻井成本降低。

因此,制造具有高破碎效率、坚固耐用的钻头,选择和使用好钻头,就具有特别重要的意义。

由于钻头所破碎的岩石性质不同、钻井目的和要求不同,在石油钻井中会使用多种不同类型的钻头,如刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头等。

使用最广泛的是牙轮钻头,多用于中硬和坚硬地层以及深井中。

刮刀钻头在我国一些高塑性、软地层的油田也有突出的地位。

金刚石钻头在极硬地层和深井中使用效果较好。

随着钻井技术的发展,钻头的类型和结构也在不断发展和改进。

20世纪70年代以后,出现了以人造金刚石为切削元件的钻头。

多年的现场使用效果已经证明,这种钻头具有很好的发展远景。

1.刮刀钻头刮刀钻头是旋转钻井中最早使用的一种钻头。

这种钻头结构简单、制造方便,各油田都能自己设计和制造。

刮刀钻头适用于钻松软的地层(如泥岩、页岩和泥质胶结的砂岩等地层),可以取得很高的机械钻速和钻头进尺。

但是,在钻硬且研磨性高的地层时,刀片吃入困难、钻头磨损快、机械钻速低,有时还出现憋跳现象,对钻具和设备寿命有一定的影响。

尽管如此,只要我们正确使用,充分发挥刮刀钻头在软地层中钻进的优势,对提高钻井速度、降低钻井成本仍然是有效的。

20世纪70年代以后,我国开始研制和使用人造金刚石刮刀钻头。

这种钻头刀翼的几何形状基本上与硬质合金镶块刮刀钻头相同,只是将部分硬质合金块换成了人造聚晶金刚石镶块。

由于金刚石的耐磨性高于硬质合金,可以增加钻头的使用时间,延长钻头寿命,提高单只钻头进尺,创造出许多先进的钻井指标。

2.牙轮钻头牙轮钻头是石油钻井中使用最广泛的钻头。

牙轮钻头旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用。

牙齿与井底的接触面积小、比压高,工作扭矩小,工作刃总长度大。

因而使牙轮钻头能适用于多种性质的岩石。

常用的三牙轮钻头如图5-5所示。

图5-5 三牙轮钻头 目前,国内各钻头厂根据生产现场需要,不断引进先进技术,使牙轮钻头的生产在品种、数量和质量方面都得到很大的提高,已初步建立了国产牙轮钻头的产品系列。

根据牙齿的特征,将三牙轮钻头产品分为铣齿钻头和镶齿钻头两大类。

其中铣齿钻头有六个系列,镶齿钻头有两个系列。

in、6in等规格的钻头。

国外钻头系列十分繁杂,这里不做介绍。

3.金刚石钻头以金刚石做工作刃的钻头称为金刚石钻头。

金刚石钻头早期是在地质钻探中使用,在石油钻井中使用只有四十多年的历史,最初只用在极硬地层和研磨性大的地层。

近年来,金刚石钻头品种增加,使用范围扩大。

从极软地层到极硬地层均可使用,并取得了满意的效果。

金刚石钻头的结构比较简单,主要由金刚石、胎体、钢体和接头等四部分组成,如图5-6所示。

图5-6 金刚石钻头 1—钢体;2—胎体;3—金刚石;4—接头接头上部有用于连接钻柱的丝扣。

钢体与接头之间也用丝扣连接,然后焊死形成一体。

钢体下部与胎体烧结在一起。

胎体是固定金刚石的母体,由带粘结剂的碳化钨粉制成,中间有水眼,底面有水槽,侧面开有排屑槽。

聚晶金刚石切削块钻头是20世纪70年代后期美国钻井工业的一项重要成就。

这种钻头的切削块是用人造金刚石单晶在高温高压下聚合而成的聚晶体。

钻进时,聚晶体不断剥落,新的锋锐小晶体不断出露,因而能使切削块在磨损过程中不断地“自锐”。

其切削刃是锋利、高耐磨、能够“自锐”的金刚石切削块,因此能在低钻压下取得高进尺(为牙轮钻头的4~6倍)和高钻速(为牙轮钻头的2倍以上)。

聚晶金刚石切削块钻头有聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)、热稳定聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头或BDC钻头,也称巴拉斯钻头)、马赛克钻头和大复合片PDC钻头。

PDC钻头切削块上的聚晶金刚石复合片极薄极硬,比碳化钨底层的抗磨性高100倍以上。

钻头工作时,由于碳化钨比复合片磨损得快,使复合片随时裸露出保持锐利的刃口。

在较低的钻压下即可切入岩石,并在扭矩的作用下切削岩石。

由于切削块可以“自锐”,这就使整个钻进过程中钻头以切削方式破碎岩石,从而能实现快速钻进。

PDC钻头适用于软至中硬地层。

巴拉斯钻头的切削块是耐温1200℃的热稳定聚晶人造金刚石。

热稳定聚晶金刚石切削块可制成三角体形、立方体形、圆柱体形和针状等多种几何形态。

巴拉斯钻头以剪切和研磨方式破碎岩石,适合在中硬到硬地层使用,曾经获得过很好的钻井指标。

四川川东地区的试验结果表明:用这种钻头在某些地层中钻进,比XHP5型三牙轮钻头平均钻头进尺提高2~4倍、机械钻速提高20%~40%、纯钻井成本下降10%~12%。

马赛克钻头既有热稳定聚晶块的耐高温性质,又兼有复合片的切削能力。

目前,天然金刚石钻头和大复合片PDC钻头在油田使用较多,能获得满意的经济效益。

垂直钻井工具

垂直钻井系统(Vertical Drilling System,VDS)是一种主动防斜系统,其防斜打直效果不受钻压影响,有利于提高钻速,可广泛应用于高陡构造与大倾角等易斜地层和自然造斜能力强的条件下的深井、超深井和复杂结构井直井段。

自动垂钻系统首先源于德国的大陆超深井计划(KTB),1990年10月,VDS自动垂直钻井工具第一次在KTB中使用,目前已发展至第三代产品。

目前,国内外都很重视该项技术的研究和应用,其中,BakerHughes公司的Verti-Trak直井钻井系统、Schlumberger公司的Power-V直井钻井系统、德国SmartDrilling公司的ZEB5000自动垂直钻井系统、Halliburton公司的V-pilot垂直钻井系统等都已走向钻井服务市场。

国内胜利油田、大庆钻井工程技术研究院、中国地质大学等单位和院校都进行了自动垂钻系统的相关研究,但都没形成商业产品。

旋转导向钻井工具

LWD用来随钻测井,旋转导向用来实现井眼轨迹变化的目的。

LWD:随钻测井(Logging While Drilling),指的是用钻杆把测井工具送到井里测井,测井项目通常为伽马、电阻率、中子和密度,一般用在井斜大的井内(电缆测井方式受大井斜的影响,无法放到井底)。

通常意义上讲,LWD为测井工具。

旋转导向:一种定向井工具,以实现边钻进边改变井眼轨迹的目的,这种工具技术水平很高,有代表性的厂家是斯伦贝谢和贝克休斯,中海油目前也这类工具了。

例如,某一个井斜较大的井段既要改变轨迹钻进又要测井的话,可以用以下钻具组合来实现边钻边测井:钻头+旋转导向+LWD+其他井下工具+钻杆等。

打井机械

打井的机械现在市场上最便宜的也要3万元左右。

只不过这种打井的机械只能在农村里打一些比较浅的水井。

打井机械包括以下几种: (1)冲击式钻机。

由冲击机构、传动机构和升降机构组成,通过钢丝绳带动钻头自由下落冲凿地层,适合于松散砾石层。

中国常用的冲击式钻机有CZ-20型、CZ-22型、CZ-30型,后两种使用较多。

此外,还有NJ-15型和CZZ-90型冲击式简易钻机。

(2)回转式钻机。

由回转机构、升降机构、传动机构和循环系统组成,钻头在垂直压力作用下,切削、刻取或研磨地层,适宜各种地层。

常用的回转式钻机有:SPJ-300型、SPC-300H型、红星300型、8J-300型、红星-400型、TSJ-1000、济宁-150型水井钻机、QZ-200型反循环水井钻机等。

(3)复合式钻机。

将冲击与回转机构置于一个机架上,并设有自行机构,其凿井深度在回转钻进为300m,冲击钻进时不超过80m。

(4)锅锥打井机。

20世纪60年代在中国发展起来的人力与动力相配合的半机械化回转式打井机,多用于松散沉积层。

(5)水冲锥打井机。

在锅锥打井机的基础上,为提高钻进效率,在刀口处设喷水口,利用水泵通过胶管和喷水口连续向孔底压水,借助水流的冲力破坏地层,再用冲洗液循环法将泥沙带出孔外。

(6)冲抓锥打井机。

与普通抓铲相似,利用本身重量所产生的冲击力,使抓瓣切入地层,再通过收拢抓瓣,将泥沙、石块抓出地面。

打井工具 (1)冲击式打井工具。

包括直接破碎井孔岩层的钻头,有抽筒钻头、一字钻头、十字钻头、圆钻头、角锥钻头等。

冲击钻杆一端连接钻头,另一端连接钢丝绳。

钢丝绳接头有活芯钢丝绳接头、活环钢丝绳接头、开口式活芯钢丝绳接头、异径接头、还有钻具扳手和棘轮回转器及用于出渣的抽筒和清除孔内岩屑的掏泥筒等。

(2)回转式打井机具。

包括:a、提引水龙头。

将钻井与泥浆泵的泥浆输送管路等连接起来的关键部件。

其主要作用,一是提引全部钻具,并同全部钻具一起转动;二是通过它和回转钻杆将泥浆送入井底达到促进的目的。

b、方钻杆。

其两端皆有螺纹连接,转盘上设有方补心结构。

钻井时方钻杆插入方补心内,转盘转动方钻杆亦转动,带动钻杆、钻头进行钻进。

c、钻头与接头。

钻头分全面钻进的钻头(双翼鱼尾钻头、三翼刮刀钻头、牙轮钻头、螺旋阶梯钻头),玉米钻及环状钻进钻头(钴粒钻头、硬质合金钻头);大直径岩心管材(岩心管、岩心管接头、取粉管)及辅助设备(钢丝绳、卷扬机滚筒、滑动车、提引工具、千斤顶)等工具。

钻井工具手册

包括钻头、钻柱、井下动力钻具以及稳定器、减震器、震击器等工具。

钻头钻井时必不可少的破碎岩石工具,主要有牙轮钻头、金刚石钻头和刮刀钻头3类:①牙轮钻头,由钻头体、牙爪、牙轮、轴承、水眼等组成。

按牙轮结构分铣齿型及镶齿型两种,按轴承结构分密封(或不密封)滚动轴承及密封(或不密封)滑动轴承两种,牙轮钻头适用于钻各种地层,目前应用最广泛。

②金刚石钻头,最初只限用于硬地层,其品种与使用范围正日益扩大。

钻头的价格虽高,但工作寿命长,如选用合理,可取得较好的经济效果。

③刮刀钻头,结构简单,制造方便,钻软地层速度较快,但钻进时扭矩较大,易损坏钻具和设备。

近年来,正在发展一种新型切削型钻头,用不同几何形状的新型耐磨材料镶嵌在钻头基体上,能适应各类岩性地层,并可采用高转速钻进,其经济效果日益显著。

钻柱从方钻杆到钻头全部井下钻具的总称,由方钻杆、钻杆、钻铤、稳定器接头及其他各种附件组成。

作用是起下钻头,向钻头传递破碎岩石所需的机械能量,给井底施加钻压,向井内输送洗井液及进行其他井下作业。

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