在石油勘探和油田开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。寻和证实含油气构造、获得工业油流、探明已证实的含油（气）构造的含油气面积和储量，取得有关油田的地质资料和开发数据，最后将原油从地下取到地面上来等等，无一不是通过钻井来完成的。钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节，是勘探和开发石油的重要手段。 岩石的强度：岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。
硬度：岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强
岩石的塑性：在外力作用下，岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。
岩石的可钻性：是指在一定条件下，钻进岩石的难易程度。也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。
2、岩石性质对钻井的影响
其影响主要表现在：影响钻进速度与钻头尺：使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂 情况：钻井液受到污染，性能变坏，井径不规则，进而影响到测井、固井等。 3、钻井中地质录井工作
（1）钻时录井
通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来的过程，一般用“分／米”表示。
井深计算：
井深＝钻具总长+方入
钻具总长＝钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度
到底方入＝井深-钻具总长
（2）岩屑录井
在井深不断加深过程中，按照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑连续收集起来，进行
观察、分析，并综合运用各种录井资料进行岩屑归位，以恢复地下原始剖面的过程。分子筛膜
（3）岩心录井
利用取心工具，将井下一定深度地层的岩石以柱状形式取上来，并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。
（4）荧光录井
石油中的油质、沥青等在紫外光的照射下，能发出一种特殊光亮，即荧光。根据荧光显示的亮度及颜的差别，测定出石油的含量和组成成分，对油气层进行定性和定量解释，就是荧光录井。
荧光录井的方法
① 岩屑干照法。
③ 点滴分析法。
1、钻井设备
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。
（1）钻机的提升系统
为了起下钻具、下套管以及控制钻压、送钻等，钻机装有一套起升设备，主要由绞车、辅助刹车、游动系统（包括天车、游动滑车、大钩及钢丝绳）、井架等组成。
① 井 架
井架是钻采机械提升系统的重要组成部分之一。它是一种具有一定高度和空间的金属结构物，并且具有较好的整体稳定性。它是悬挂游动系统的载体，它主要由主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和底座组成。
② 游动系统
在钻机的提升设备中，将天车、游车和大钩用钢 丝绳把它们连接起来，就组成了一个
复滑轮系。又称为钻机的游动系统。
③ 提升绞车
绞车是构成提升系统的主要设备，是组成一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作机之一。
话筒驱动（2）钻机的旋转系统
旋转系统包括转盘和水龙头两大部分。他们的主要作用是在钻具不断钻进及不断循环钻井液的条件下，保证钻具的旋转。
转盘是一个八字轮的减速器，它将发动机传来的水平旋转运动变为垂直旋转运动。
弹性钢根据水龙头的功用，水龙头由固定部分、旋转和承转部分以及密封部分组成。
（3）钻机的循环系统
为了用钻井液不断清除井底岩屑以保证连续钻进，钻机配备有循环系统。主要包括钻井泵
、地面管汇、钻井液池和钻井液槽、钻井液净化设备、调配钻井液设备等。在井下动力钻井中，循环系统还担任传递动力的任务。
钻井泵主要由液力端和动力端两大部分组成。三缸单作用泵的液力端包括缸体、活塞、吸入阀、排出阀等部件；动力端包括机座、曲轴、传动轴、连杆、十字头、介杆等部件。
地面管汇，即钻井液循环系统管汇，包括钻井泵吸入管、高压管汇、低压管汇。高压管汇的主要作用是联接钻井泵和旋转系统，用于输送钻井液。有钻井动脉血管之称。它包括钻井泵输出管、闸门组至水龙头之间地面管、立管、水龙带，其耐压均要求达到35兆帕。
低压管汇是指闸门至净化罐之间联接管、净化罐之间联接管汇之总和，其耐压要求达到6兆帕。
（5）辅助设备和工具
① 电动绞车
② 电气葫芦
③ 离心泵
④ 潜水泵
⑤ 振动筛
2、钻进工具
（1）钻头
钻头是破碎岩石，形成井眼的主要工具，钻头质量的优劣，它与岩性及其他钻井工艺条将直接影响钻井速度、钻井质量和钻井成本。钻头的种类繁多，目前石油钻井中使用的钻头包括刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头。其中牙轮钻头使用范围最广，应用也较多；刮刀钻头使用最少。这里主要介绍牙轮钻头和金刚石钻头：
① 牙轮钻头
牙轮钻头其结构可分为五个部分，即钻头体、巴掌、牙轮、轴承和水眼。密封喷射式钻头还有储油补偿系统。钻头上部有螺纹和钻柱相连，下步与带有牙轮轴的3个巴掌相连，牙
光纤调整架轮装在牙轮轴上，牙轮带有切削齿，用以破碎岩石；每个牙轮与牙轮轴之间装有轴承；水眼（喷嘴）是钻井液的通道。
牙轮钻头在钻进的过程中，具有纵向振动和横向剪切的作用，有利于破碎岩石，提高钻速。
牙轮钻头在选型时，主要根据邻井相同地层已钻过的钻头资料，结合地层条件及本井具体情况合理选择钻头类型。选择钻头类型时应考虑的问题：
a：地层的软硬程度和研磨性。
粉碎机器人 b：钻进井段的深浅。
c：斜地层防斜钻进。
d：软硬交错地层
② 金刚石钻头
用金刚石材料作为切削刃钻进的钻头称为金刚石钻头。按其使用地层可分为：普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头（简称PDC钻头）两大类，其中聚晶金刚石复合片钻头适用于软至中硬地层，而普通金刚石钻头适用于坚硬和研磨性高的地层。
普通金刚石钻头由钻头体（又称刚体）、胎体、水眼和金刚石颗粒等部分组成。
聚晶金刚石复合片钻头由刚体、胎体、喷嘴、金刚石复合片等组成。
金刚石钻头是一体性钻头，可以使用较高的钻速、适于钻进较硬的地层、较深井的钻进。但由于金刚石的热稳定性限制，工作时必须保证钻头的清洗与冷却；金刚石钻头抗冲击性能较差，使用时必须遵照严格的规程；金士刚钻头的价格较高。
③ 取芯钻头（附图）
取心钻头的功用是环形破碎地层，形成岩心。目前，常用的有刮刀取心钻头、领眼式硬质合金取心钻头、硬质合金取心钻头和金刚石取心钻头等。
（2）钻柱
钻柱是钻头以上、水龙头以下部分的钢管柱的总称，它包括方钻杆、钻杆、钻铤、各种接头及稳定器等井下工具。它是钻井的重要工具，它是连通地下与地面的纽带，在转盘钻井时，靠它来传递破碎岩石所需的能量，给井底施加钻压以及循环钻井液等。
方钻杆
方钻杆位于钻柱的最上端，有四方形和六方形两种。钻进时，方钻杆与方补心、转盘补心配合，将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转，并承受钻柱悬重重量。一般大型钻机使用四方方钻杆，小型钻机用六方方钻杆。
② 钻杆与钻杆接头
钻杆是钻柱的基本组成部分，位于方钻杆和钻铤之间，其主要作用是传递扭矩和输送钻井液，并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。它用无缝钢管制成，壁厚一般为9～11mm。
钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，焊接在钻杆管体的两端。接头上有螺纹，用以连接各单根钻杆。接头外径大于管体外径，并采用强度更高的合金钢制成。
钻杆接头的类型分为：内平接头、贯眼接头、正规接头三类。
③ 钻铤
钻铤处在钻柱的最下部，是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大（一般为38～53mm，相当于钻杆壁厚的4～6倍），具有较大的重力和刚度。它在钻井过程中的主要作用是：给钻头施加钻压，使下部钻具组合具有较大的刚度，从而减轻钻头的振动、摆动和跳动等，使钻头工作平稳，有利于控制井斜。
三、钻 井 液 1、定义
钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面 维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液或洗井液，习惯上称为钻井泥浆。
2、功能
（1）清洗井底，携带岩屑，保持井底清洁，保证钻头不断地破碎地层；
（2）冷却和润滑钻头及钻柱；
（3）平衡地层中流体的压力，防止井喷和井漏的发生；
（4）传递动力，冲击井底，帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度；
（5）造壁性能，在井壁形成泥饼，保持井壁稳定，防止坍塌；
（6）悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的部分重力。
（7）从钻井液携带出的岩屑分析和钻井液中的油气显示，可以判断所钻地层是否含油气资源，从而准确获得井下资料。
3、钻井液的组成
随着钻井技术的发展 钻井液的种类越来越多 但钻井液一般由下列组分组成：
液相：液相是钻井液的连续相 海洋工程船可以是水或油。
活性固相：包括人为加入的商业膨润土，地层进入的造浆粘土和有机膨润土（油基钻井液用）。
惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。
各种钻井液添加剂：根据使用要求，可以利用不同类型的添加剂配制性能各异的钻井液，并可对钻井液性能进行调整。添加剂实际上是用于调节活性固相在钻井液中的分散状态，从而达到调整钻井液性能的目的。
4、钻井液的性能
主要是钻井液的密度、粘度、切力、失水量、PH值。分别由试验的钻井液密度称、旋转粘度计和失水仪测量。我们对打开油层至完钻井深的钻井液性能要求是：密度<1.07g/cm3，粘度>18s，失水<10ml，PH<8，含砂量<0.3%。
四、钻井施工工序 1、钻前准备
定井位：地质师根据地质上或生产上的需要确定井身轴线或井底的位置。
修路：主要保障能通行重车，满足载重40吨或以上重车的通行。
平井场：在井口周围平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机可为100×60m2。
打基础：为了保证施工过程中各设备不因下陷不均匀而歪斜，要打基础。小些的基础用预制件，大的基础则在现场用混凝土浇灌。
2、钻机安装
安装工作的主要内容有：设备就位、校正设备、固定设备等。设备的安装工作可在整个井场同时展开。原则上讲，应先基础、底座，后钻机设备；先提升系统，后转盘、绞车和钻台工具；先到井场的设备先安装，做到不压车、不积车，设备就位后，再进行校正和固定。安装顺序可分为上设备顺序和校正顺序。
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