鉆井工藝簡(jiǎn)介

鉆井過(guò)程

     鉆井分直井和定向井。定向井可分為：普通定向井、大斜度井、叢式井、多底井、斜直井、程度井等。

普通定向井：在一個(gè)井場(chǎng)內(nèi)僅有一口最大井斜角小于 60°的定向井。

大斜度井：在一個(gè)井場(chǎng)內(nèi)僅有一口最大井斜角在 60°～86°范圍內(nèi)的定向井。

叢式井：在一個(gè)井場(chǎng)內(nèi)有方案地鉆出的兩口或兩口以上的定向井組，其中可含一口直井。                     

多底井：一個(gè)井口下面有兩個(gè)或兩個(gè)以上井底的定向井。

斜直井:用傾斜鉆機(jī)或傾斜井架完成的，自井口開(kāi)端井眼軌道不斷是一段斜直井段的定向井。

一、鉆井過(guò)程

1、準(zhǔn)備工作

   定井位：地質(zhì)師依據(jù)地質(zhì)上或消費(fèi)上的需求肯定井身軸線或井底的位置。

   修公路：主要保證能通行重車(chē)，有的滿載車(chē)總重可達(dá) 39～40 噸或更多。

   平井場(chǎng)：在井口四周平整出一塊場(chǎng)地以供施工之用。井局面積因鉆機(jī)而異，大型鉆機(jī)約需 120×90m2，中型鉆機(jī)可為 100×60m2。

   打根底：為了保證施工過(guò)程中各設(shè)備不因下陷不平均而傾斜，要打根底。小些的根底用預(yù)制件，大的根底則在現(xiàn)場(chǎng)用混凝土澆灌。

   裝置：立井架，裝置鉆井設(shè)備。

2、鉆進(jìn)

   當(dāng)前世界各地普遍運(yùn)用的打井辦法是旋轉(zhuǎn)鉆井法，此法始于 1900 年。

   鉆進(jìn)：鉆進(jìn)直接破碎巖石的工具叫鉆頭。鉆進(jìn)時(shí)用足夠的壓力把鉆頭壓到井底巖石上，使鉆頭的刃部吃

入巖石中。鉆頭上邊接鉆柱，用鉆柱帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)以破碎并底巖石廣井就會(huì)逐步加深。加到鉆頭上的壓力叫鉆壓，是靠鉆柱在洗井液中的重量(即減去浮力后的重量)的一局部產(chǎn)生的。

   鉆柱把空中的動(dòng)力傳給鉆頭，所以，鉆柱是從空中不斷延伸到井底的，井有多深，鉆柱就有多長(zhǎng)。隨著井的加深，鉆柱重量將逐步加大，致使于將超越鉆壓的需求。過(guò)大的鉆壓將會(huì)惹起鉆頭、鉆柱、設(shè)備的損壞，所以必需將大于鉆壓的那局部鉆柱重量吊懸起來(lái)，不使作用到鉆頭上。鉆柱在洗井液中的重量稱為懸重，大于鉆壓需求而吊懸起來(lái)的那局部重量稱為鉆重。亦即鉆壓=懸重一鉆重。

   井加深的快慢，即鉆進(jìn)的速度，用機(jī)械鉆速或鉆時(shí)表示。機(jī)械鉆速是每小時(shí)破碎井底巖石的米數(shù)，即每小時(shí)進(jìn)尺數(shù)。鉆時(shí)是每進(jìn)尺 1m所需時(shí)間，以分鐘表示。此二者互成倒數(shù)。

   洗井：井底巖石被鉆頭破碎以后構(gòu)成小的碎塊，稱為巖屑。巖屑積多了會(huì)阻礙鉆頭鉆切新的井底，惹起機(jī)械鉆速降落。所以必需在巖屑構(gòu)成以后及時(shí)地把它們從井底上肅清掉，并攜出空中，這就是洗井。

   洗井用洗井液停止。洗井液能夠是水、油等液體或空氣、自然氣等氣體。當(dāng)前用得最多的是水基泥漿，即粘土分散于水中所構(gòu)成的懸浮液。也有人稱洗井液為鉆井液，但多數(shù)人則把各種洗井液統(tǒng)稱之為泥漿。

   鉆柱是中空的管柱，把洗井液經(jīng)鉆柱內(nèi)孔柱入井中，從鉆頭水眼中流出而沖向井底，將巖屑沖離井底，巖屑伴隨洗井液一同進(jìn)入井眼與鉆柱之間的環(huán)形空間，向空中返升，不斷返出空中，見(jiàn)圖 3-1。巖屑在空中上從洗井液中別離出來(lái)井被肅清掉，不含巖屑的洗井液再度被注入井內(nèi)，反復(fù)運(yùn)用。洗井液為氣體時(shí)則不再回收。

在鉆進(jìn)時(shí)，洗井是與破碎巖石同時(shí)迸行的。為了維持洗井液不連續(xù)地循環(huán)，就需用泵連續(xù)灌注。液體在流經(jīng)管路時(shí)是要損耗能量的，即要克制活動(dòng)阻力而損耗洗井液所具有的壓力。因而，泵的出口壓力要較高。

   接單根：在鉆進(jìn)過(guò)程中井不時(shí)加深，鉆柱也要及時(shí)接長(zhǎng)，每次接入一根鉆桿，叫做接單根。打一口井要接很屢次單很。

   起下鉆：為了改換磨損了的鉆頭，需將全部鉆柱從井中起出，換了新鉆頭以后再重新下入井中，叫起鉆或下鉆。一口井要用很多只鉆頭才干鉆成，所以起下鉆的次數(shù)是很多的。

   為了進(jìn)步效率，儉省時(shí)間，起下鉆時(shí)不是以單根鉆桿為單位停止接卸，而是以二或三根鉆桿為一接卸單位，稱為立根。立根長(zhǎng)度普通為 24-25m。為了配合這么長(zhǎng)的立根，井架高度普通應(yīng)為 41m左右。

   固井：一口井在構(gòu)成時(shí)，要穿過(guò)各種性質(zhì)不同的地層，有的地層巖石堅(jiān)硬，井眼構(gòu)成以后能夠維持較長(zhǎng)時(shí)間而不致坍塌，有的地層則很松軟、破碎，構(gòu)成的井壁不穩(wěn)定，井壁上的巖石極易坍塌落入井內(nèi)，有的地層內(nèi)含有高壓油，氣，水等流體，有的地層則壓力很低，易使洗井液漏失，有的地層含有某些鹽類，會(huì)使洗井液性能變壞。

   雖然地層復(fù)雜多變，還是得設(shè)法將這些地層鉆穿，否則無(wú)法繼續(xù)向下鉆進(jìn)。當(dāng)這些地層被鉆穿以后，上述的各種復(fù)雜狀況有的可能消逝，對(duì)以后的鉆井工作不再形成危害。而有的則繼續(xù)給鉆井工作形成費(fèi)事，或許會(huì)構(gòu)成隱患。為了維護(hù)已鉆成的井眼和使以后的鉆井工作順利停止，或?yàn)橄M(fèi)形成通路，應(yīng)當(dāng)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)分對(duì)井眼停止加固，稱為固井。固井的辦法是將稱做套管的薄壁無(wú)縫鋼管下入井中，井在井眼與套管之間灌注水泥漿以固定套管，封鎖住某些地層。這就是下套管，注水泥作業(yè)。一口井從開(kāi)端到完成，常需下入多層套管井注水泥，即需停止數(shù)次固井作業(yè)。

   事故處置：如物件落入井內(nèi)需停止打撈，鉆桿斷在井內(nèi)也要打撈，鉆柱被卡在井內(nèi)則要設(shè)法解卡。除落物外，惹起井內(nèi)復(fù)雜狀況而需處置的緣由多系洗井液性能不合請(qǐng)求所形成的。

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