钻井工程 内容简介

本书主要讲述油气井钻井过程中的基本工艺及理论基础，注重理论与工程应用相结合。全书共九章，并配有必要的练习题，主要内容包括：地下各种压力及井身结构、岩石工程力学性质及钻头、钻柱、井眼轨道设计及轨迹控制、钻井液流变特性及环空净化、钻进参数确定、油气井固井及完井、油气井压力控制、钻井事故处理及其他作业。
本书体系完整，层次清楚，深度、广度适宜，适合作为普通商等院校石油工程专业的教学用书，也可供从事油气井钻探工作的工程技术人员参考。

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钻井工程 节选

《钻井工程》主要讲述油气井钻井过程中的基本工艺及理论基础，注重理论与工程应用相结合。全书共九章，并配有必要的练习题，主要内容包括：地下各种压力及井身结构、岩石工程力学性质及钻头、钻柱、井眼轨道设计及轨迹控制、钻井液流变特性及环空净化、钻进参数确定、油气井固井及完井、油气井压力控制、钻井事故处理及其他作业。《钻井工程》体系完整，层次清楚，深度、广度适宜，适合作为普通商等院校石油工程专业的教学用书，也可供从事油气井钻探工作的工程技术人员参考。

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插图：（二）钻井工程要用到专门的设备和工具。通过长期的钻井实践，并经过不断的发展和完善，逐步形成了今天的一整套钻井设备系统。通常根据各部分的功能不同，把钻井设备系统分为五个小的系统：①起升设备系统；②旋转系统；③循环系统；④动力及传动系统；⑤辅助设备系统。运用钻井设备进行钻井的基本过程，按其顺序分为三个阶段，即钻前准备、钻进过程、完井作业。（1）钻前准备首先依据钻探需要确定井位，然后完成井的设计。在石油勘探和开发过程中，由于每口井的钻井目的和任务不同，一些井是为了探明储油构造，另一些井是为了开发油气田需要，钻井设计也有所不同，常把井分为不同的类型。钻前工程是钻井施工的第一道工序，它主要包括：①修公路，以保证通往井场的物资运输；②建井场及设备基础，为钻机、井架、钻井泵等设备准备基础和钻井场地；③设备搬运、安装并调试；④井口准备，包括挖圆井、下导管并封固、钻大鼠洞及小鼠洞等。（2）钻进过程人井钻具中起破碎井底岩石作用的破岩工具叫“钻头”，连接井底钻头与地面设备的管串叫“钻柱”。钻进时，利用部分钻铤的重力作用，以一定压力作用在钻头上形成“钻压”，由转盘或顶驱动力水龙头带动钻柱及钻头旋转（在使用井下动力钻具时，钻柱不旋转），使钻头旋转破碎井底地层岩石，加深井眼。井底岩石被破碎后所产生的岩屑则通过循环钻井液被携带到地面上来，这一过程称为“洗井”。在钻进中，钻头不断破碎岩石，井眼逐渐加深，则钻柱也需要加长，因而需要不断加接钻杆（接单根）。由于钻头在工作中会有磨损，机械钻速会下降，当钻头磨损到一定程度则需要更换新钻头，为此，需将全部钻柱从井内起出（起钻），更换新钻头后再将新钻头及全部钻柱下人井内（下钻），这一过程称为“起、下钻”，有时为了处理事故、测井等也需进行起下钻作业。在钻井过程中，井眼不断加深所形成井眼的井壁应当稳定，不发生复杂情况以保证继续钻进。在钻进中要钻穿各种地层，而各地层的特点不同，其岩石强度有高有低，有的地层含高压水、油、气等流体，有的含有盐、石膏等。这些会给钻井带来复杂情况，妨碍继续钻进进行，这需要下入套管并注入水泥进行封固，然后用较小的钻头继续钻出新的井段。每改变一次钻头尺寸（井眼尺寸）开始钻新的井段的工艺叫“开钻”，一般情况下，一口井的钻进过程中应有几次开钻，