『壹』 鑽井方法及原理是什麼
1人工挖井方法
1973年出土於浙江餘姚縣的河姆渡古井是世界上目前已知的最古老的水井,經14C測定表明它是5700多年前的產物。
挖掘井階段大約從遠古到西周末年,我們的祖先用原始的工具,諸如石鏟等手工挖井,井的深度很淺。在公元前15世紀前後我國的甲骨文中就出現有「井」字。
2沖擊鑽井方法
沖擊鑽井方法經過了三個階段,即頓鑽大口井階段、頓鑽小口井(卓筒井)階段和機械頓鑽階段。
1)頓鑽大口井階段
最初的頓鑽設備,主要由「踩架」和井架組成。「踩架」上有碓板,碓板一端懸掛著鑽頭,它是直接鑽鑿岩石的工具;碓板另一端供人踩踏,使鑽頭反復上提、下頓,產生沖擊運動。
2)頓鑽小口井(卓筒井)階段
從北宋開始,我國古代鑽井技術又有了新的發展。一是頓鑽大口井發展為頓鑽小口井。當時把口徑只有「碗口大小」的小口井稱為卓筒井,卓筒井地面設備、井身結構示意圖如圖6-11所示。
圖6-12轉盤旋轉鑽井示意圖
1—天車;2—游動滑車;3—大鉤;4—動力機;5—鑽井泵;6—空氣包;7—鑽井液池;8—鑽井液槽;9—旋流除砂器;10—鑽井液振動器;11—表層套管;12—鑽桿;13—鑽鋌;14—鑽頭;15—井眼;16—防噴器;17—轉盤;18—絞車;19—方鑽桿;20—水龍頭
(1)動力系統。
鑽井好像是一座流動性大的獨立作業的小型工廠。鑽機所需的各工作系統大多數是用柴油機作發動機,通過變速箱直接驅動或由柴油機發電來驅動鑽井設備的。動力系統的作用是產生動力,並把動力傳遞給鑽井泵、絞車和轉盤。
(2)起升系統。
起升系統主要用來起升、下放或懸吊鑽柱、套管柱等,主要完成起下鑽、接單根和鑽進時的鑽壓控制任務。這個系統主要由井架、天車、游車、大繩、大鉤、吊環及絞車等組成。一般用最小的提升速度和最大的負載來確定提升系統的能力。
(3)旋轉系統。
旋轉系統主要由轉盤、轉盤變速箱、水龍頭、方鑽桿組成,主要功能是保證在洗井液高壓循環的情況下,給井下鑽具提供足夠的旋轉扭矩和動力,以滿足破岩鑽進和井下的其他要求。旋轉系統還有接、卸鑽柱和鑽具的功能。
(4)循環系統。
鑽機循環系統最主要的功能是在鑽進中通過循環洗井液從井底清除岩屑、冷卻鑽頭和潤滑鑽具。鑽機循環系統主要包括鑽井泵、鑽井液凈化裝置(固相控制設備)和鑽井液槽、罐等。整個循環系統的中心設備是鑽井泵。
(5)氣控系統。
氣控系統主要包括控制面板(控制機構)、傳輸管線和閥門、執行機構(如氣動離合器、氣缸和氣馬達等)以及壓風機等。氣控系統的功能是確保對整個工作機構及其部件的准確、迅速控制,使整機協調一致地工作。
(6)井控系統。
在整個鑽井作業過程中,井控系統要對井下可能發生的復雜情況進行控制和處理,以恢復正常作業。井控系統包括四個主要部分:防噴器組、儲能器機組和防噴器組遙控面板、節流管匯、壓井管匯。