采油鉆井仿習(xí)報告　

采油鉆井仿真實習(xí)報告采油仿真實習(xí)報告一，平安操作生產(chǎn)：平安操作是生產(chǎn)實習(xí)中最根本，最重要的環(huán)節(jié)。只有我們平安操作才能保證平安生產(chǎn)，有了平安生產(chǎn)才能有預(yù)期中的產(chǎn)量。所以平安操作是我們應(yīng)該首先學(xué)習(xí)的知識。平安操作包括以下十三項〔其中平安根底知識，勞動保護品，采油平安事故和滅火器的使用，檢查以及保養(yǎng)四項是重點〕：〔1〕平安根底知識1平安生產(chǎn)法：立法宗旨、立法目的、適用范圍2權(quán)利和義務(wù)2平安常用術(shù)語：平安生產(chǎn)、平安管理、平安條件、系統(tǒng)平安性、平安狀況、特別重大事故、風(fēng)險、高處作業(yè)、高處墜落、工傷、工傷保險、應(yīng)急救援、特種作業(yè)、特種設(shè)備等。4平安教育5平安色及平安標識：紅色--禁止、停止，黃色--警告、注意，藍色--指令、必須遵守，綠色--通行、平安、提示信息?！?〕勞動保護品1頭部防護2呼吸防護3眼部防護4手部防護5耳部防護6軀干防護7足部防護8背部防護9防摔〔3〕電氣平安〔4〕防塵平安〔5〕防毒平安〔6〕防火防爆〔7〕交通平安〔8〕環(huán)境保護〔9〕壓力容器平安〔10〕油井平安管道HSE〔11〕采油平安事故通過觀看各類平安事故的模擬動畫，思考導(dǎo)致平安事故的原因，從而加深我們了對各種采油平安事故的直觀理解，從而激發(fā)了我們平安操作的意識。1抽油機光桿傷人事故2抽油機橫梁亡人事故3火燒沒有泄壓水井傷人事故4井口工藝噴火傷人事故5井口工藝未泄壓傷人事故6沒有加強監(jiān)護螺桿泵亡人事故7沒有停機抽油機曲柄亡人事故8沒有停機抽油機傷人事故9沒有系平安帶抽油機傷人事故10沒有泄壓水井傷人事故11巡檢不及時抽油機曲柄亡人事故〔12〕修井作業(yè)平安事故及相關(guān)操作〔13〕滅火器的使用、檢查及保養(yǎng)二，完井：〔1〕定義指油氣井的完成，抽象的講是根據(jù)油氣層的地質(zhì)特性和開發(fā)開采的技術(shù)要求，在井底建立油氣層和油氣井井筒之間的合理聯(lián)通渠道或聯(lián)通方式。從完鉆后到移交試油或投產(chǎn)前的工作，包括電測、井壁取心、通井劃眼、下套管、住水泥固井、測聲幅、鉆水泥塞和試壓等一系列工作?！?〕方法1裸眼完井法：套管下至生產(chǎn)層頂部進行固井，生產(chǎn)層段完全裸露的完井方式。使用裸眼完井要求地層巖性完整，井壁不會坍塌且?guī)r層不會脫落。2射孔完井法：鉆開油氣層后，將油氣層套管下至井底、井在套管與井壁間注入水泥，而有一定溫高，當水泥凝固后，對油氣層射孔，使油氣層和井筒連通的完井方法。3篩管完井法：鉆穿油氣層后，把帶篩管的套管下入到油氣層部位，然后注水泥封隔油氣層頂界以上的環(huán)形空間的完井方法。4礫石充填完井法：下擴孔鉆頭鉆穿油氣層，在對應(yīng)油氣層的部位下筒管，井在筒壁與井眼的環(huán)形空間充填礫石，最后封隔筒管以上環(huán)形空間的完井方法。三，井身結(jié)構(gòu)：包括井中套管的層數(shù)以及各層套管的直徑，下入深度和管外的水泥返高，以及相應(yīng)各井段鉆進所用鉆頭直徑，井身結(jié)構(gòu)是鉆井施工設(shè)計的根底。〔1〕井身各局部名稱1采油井口裝置：井的地面局部，用于控制，調(diào)節(jié)和管理油、氣井生產(chǎn)，密封井口油、套管環(huán)形空間的各種控制裝置。為了控制油、氣、水的流動方向和壓力大小而在井口裝備的一套控制裝備。井口裝置由套管頭、油管頭及采油樹三局部組成。2采油樹：用于控制井口，由閘閥和四通組成的樹狀井口裝置。由閥門和管匯組成的數(shù)量。裝在油管頭法蘭最上端，用于控制油、氣、水井的生產(chǎn)。3套管頭：井口裝置的下局部稱套管頭。其作用是將外部的各層套管與生產(chǎn)套管〔油層套管〕連接起來，使管外空間嚴密不漏。4油管頭：油管頭是井口裝置的中間局部，由套管四通與油管懸伸器組成，其作用是吊掛油管、密封油管與套管之間的環(huán)形空間。5套管：下入井眼內(nèi)用于支撐晶壁、保持井眼通暢的圓形無縫鋼管。用水泥固定在井壁上的鋼管稱為套管。它主要起封隔油、氣、水層，加固油、氣、水層，加固井壁等作用。6導(dǎo)管：防止鉆井是井口坍塌，建立壓井液循環(huán)而下的管柱稱為導(dǎo)管。7表層套管：為防止井眼上部地表疏松層的垮塌和上部地層水的侵入以及安裝防噴器裝置而下的套管。(圖)8技術(shù)套管：為保證鉆井順利到達目的層并有利于中途測試，對目的層上部的粉塌地層進行封隔而下入的套管。(圖)9油層套管〔生產(chǎn)套管〕：為保證正常生產(chǎn)和井下作業(yè)而下入井眼內(nèi)的最底層套管。(圖)〔2〕井身結(jié)構(gòu)1直井：井眼軸線大體沿鉛垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角變化率均在限定范圍內(nèi)的井。流動方式：徑向流。井身結(jié)構(gòu)：第一層：表層套管：下在最上部，固定地表土，防止坍塌。第二層：技術(shù)套管：封隔水層水竄，數(shù)量無限制第三層：生產(chǎn)套管：封住水泥返高然后進行射孔。2斜井：它是由特殊井下工具、測量儀器和工藝技術(shù)有效控制井眼軌跡，使鉆頭沿著特定方向鉆達地下預(yù)定目標的鉆井工藝技術(shù)。使用條件：1.地層土狀況；2.地面狀況：比方海洋開采平臺的位置或者陸上油在住宅；地下優(yōu)勢：與直井相比接觸面積大；井身結(jié)構(gòu)3水平井：井斜角大于或等于86°，井身沿著這種角度鉆進一定長度的井。使用條件：1.油田物性差；2.有小薄層，如果打直井接觸面積小3.存在邊水底水地下優(yōu)勢：1.水平井可以延緩邊底水推進〔在直井中底水形態(tài)為水錐，水平井底水形態(tài)為水脊，水脊的涉及面積大〕；2.垂向滲透率高流動方式：平面流徑向流結(jié)合。井身結(jié)構(gòu)四，注水生產(chǎn)：注水開采是指油田開發(fā)過程中，通過專門的注入井將水注入油藏，保持或恢復(fù)油層壓力，使油藏有很強的驅(qū)動力，以提高油藏的開采速度和采收率。注水生產(chǎn)實習(xí)主要圍繞注水生產(chǎn)的工藝流程進行學(xué)習(xí)，在實習(xí)中我們在老師的指導(dǎo)下對注水生產(chǎn)工藝流程的仿真教學(xué)平臺進行了深入的認識，并且了解和掌握了根本的注水生產(chǎn)工藝流程?！?〕地面局部水罐：儲水，給管線提供壓力〔圖〕。高壓泵組：柱塞泵:常壓〔圖〕；多級離心泵：高壓〔圖〕。配水間：注水量配給〔圖〕?！?〕井下局部1油井〔圖〕2注水井a(chǎn)、分層注水井：分層注水指在注水井中下入封隔器，把差異較大的油層分隔開，再用配水器進行分層配水，使高滲層注水量得到控制，中低滲透率油層注水量得到加強，使各類油層都能發(fā)揮作用。主要作用是提高了涉及系數(shù)?！矆D〕b、籠統(tǒng)注水井：下油管和喇叭口，直接往里灌水，地下不加以控制的方式，籠統(tǒng)注水是相對于分層注水而言的。〔圖〕〔3〕采油樹1采油樹技術(shù)上稱為井口控制閥，其主要作用是：a.懸掛油、水井內(nèi)的油管柱b.控制調(diào)節(jié)油井油氣流井量c.保證注水井的注水，洗井等生產(chǎn)措施正常進行d.保證油井清蠟、取樣、測試等生產(chǎn)措施正常進行?！踩鐖D〕〔4〕閥門1、套管閥門：是控制油套環(huán)形空間的閥門2、生產(chǎn)閥門〔油管閥門〕：是控制油管內(nèi)空間的閥門3、總閥門：是在套管閥門之上，生產(chǎn)閥門之下控制油管內(nèi)空間的閥門4、套壓表：是反映油管內(nèi)空間壓力大小的儀表5、套管四通：是連通油、套環(huán)形空間和套管閥門和套壓表的部件6、油管四通：是連通油管內(nèi)空間和生產(chǎn)閥門和油壓表的部件。五，采油生產(chǎn)：〔1〕自噴采油法1定義：依靠油層天然能量將油從井底連續(xù)舉升到地面的采油方式。原油從油層流到計量站，一般要經(jīng)過四種流動過程：原油沿油層流入井底(滲流〕，從井底沿井筒流到井口〔垂直多相或單向管流〕，通過油嘴〔嘴流〕，沿地面管道流至計量站〔多相水平管流〕。2自噴流體的幾種流態(tài)：a、純油流：由于強大的地層壓力將純油向上舉升在垂直管中形成的純油流動形態(tài)。b、泡流〔圖〕：在井筒中從低于飽和壓力的某點起，氣體開始從油中別離出來，這事，由于此處壓力高，氣量少，氣體都以小氣泡狀態(tài)分散在液相中，混合物的流動結(jié)構(gòu)稱為泡流。特點：液體是連續(xù)相，氣體是分散相，由于氣泡的存在，降低了井筒中混合物的比重，在相同的井底流壓作用下，可使液柱高度增加，但舉液的作用〔或稱持液〕卻很小。c、斷塞流〔圖〕：當壓力逐漸增加，管中氣體逐漸增多，小氣泡合并為大氣泡。直到占據(jù)整個油管斷面時，在井筒里形成一段油，一段氣的結(jié)構(gòu)，這種流動類型，稱之為段塞流。這時，氣泡托著油柱向上流動，氣體的膨脹能得到好的發(fā)揮與利用。d、環(huán)流〔圖〕：壓力繼續(xù)增大，氣相體積繼續(xù)增大，炮彈狀的氣泡不斷加長，逐漸由油管中間突破，形成油管中心是連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動結(jié)構(gòu)，這種流動形態(tài)稱之為環(huán)流。在環(huán)流結(jié)構(gòu)中，兩相都是連續(xù)的，氣體舉油作用主要靠摩擦攜帶。e、霧流：當壓力增加到一定值，氣體體積流量相當大，油管中間連續(xù)流動的氣流越來越粗，沿管壁流動的油環(huán)越來越薄，絕大局部油都以小油滴的形態(tài)分散在氣流中，這種流動結(jié)構(gòu)稱為霧流。此時氣相是連續(xù)相，液相是分散相。由于仿真設(shè)備條件有限，所以壓力值不能到達模擬霧流的流動結(jié)構(gòu)?！?〕氣舉采油法半封式氣舉采油：將氣體注入油套環(huán)空，氣流向上運動驅(qū)油，油壓降低，地層油進入井底。既可以用于連續(xù)氣舉，也可以用于間歇氣舉〔3〕機械采油法利用機械能量幫助油舉升到地面的采油方式，分為無桿泵采油法和有桿泵采油法。六：泵和抽油機：〔1〕無桿泵采油電動潛油離心泵采油〔圖〕：是一種在井下工作的多級離心泵，用油管下入井內(nèi)，地面電源通過潛油泵專用電纜輸入井下潛油電機，使電機帶動多級離心泵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將井中的原油舉升到地面。適用于液量較大的情況。結(jié)構(gòu)：地面局部：變壓器組，自動控制臺和輔助設(shè)備組成井下局部：多級離心泵，保護器和潛油電動機組成中間局部：電纜和油管組成電流卡片：正常運行〔圖〕，電源電壓波動，氣體影響，油泵發(fā)生氣鎖，泵抽空，泵抽空不合理啟動，欠載停機，欠載保護失靈，正常過載停機，手動強制再啟動，泵在有雜質(zhì)的井液運行，載荷波動?！?〕有桿泵采油〔油田常用采油方式〕螺桿泵采油方式〔圖〕原理：通過螺桿的回轉(zhuǎn)來吸排液體。由于各螺桿的相互嚙合以及螺桿與襯筒內(nèi)壁的緊密配合，在泵的吸入口和排出口之間，就會被分割成一個或多個密封空間。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室中的液體封入其中，并自吸入室沿螺桿軸向連續(xù)的推移出排出端，將封閉在各空間的液體不斷排出，猶如一螺母在螺紋回轉(zhuǎn)時被不斷向前推進的原理。〔3〕抽油機a.工作原理：動力機將高速旋轉(zhuǎn)運動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄做低速旋轉(zhuǎn)。曲柄通過連桿經(jīng)橫梁帶動游梁作上下擺動。掛到驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿柱做往復(fù)運動。b.氣錨對泵效影響的實驗抽油泵的效率是分析抽油機井工作狀況的重要參數(shù)，根據(jù)氣液混合物流過抽油泵的能量方程式和機械能守恒原理可以分析抽油泵的效率。泵的實際排量要小于理論排量，兩者的比值稱作泵的容積效率，油田統(tǒng)稱泵效。氣錨是在井下流體進入泵前將局部氣體別離出來，減小氣體對泵的影響，提高泵效的結(jié)構(gòu)。氣錨安裝在泵的入口處，在油進入泵前將其中的局部氣體別離出來，減少進入泵筒的氣量。氣錨：通過離心別離原理將進入氣錨內(nèi)的氣液混合液體進行別離，別離后的液體再經(jīng)重力別離和偏心別離，別離后的液體進入油管，而別離出的氣體被排入環(huán)空，從而到達氣液有效別離的目的。有氣錨的時候有大氣泡，無氣錨的時候有小氣泡。沖次6，t=30s鉆井仿真實習(xí)報告一，鉆井：〔1〕鉆井模型1.泥漿池2.泥漿儲藏罐3.重晶石粉罐4.柴油機組5.發(fā)電房6.油罐7.配電房8.布線盒9.扶梯10.提升裝置11.放噴閥12.壓井放噴管匯13.壓井閥14.逃生梯15.壓井車16.休息房17.遠程控制房〔蓄能器〕18.井架19.防噴器組20.坡板21.底座22.鉆桿排放架23.監(jiān)控室24.節(jié)流管匯25.液氣別離器26.污水池〔2〕鉆井工具1隨鉆上擊器2隨鉆下?lián)羝?超級液壓震擊器4液壓減震器5雙向減震器6螺桿鉆具7整體直棱穩(wěn)定器8整體螺旋穩(wěn)定器9渦輪鉆具10雙卡瓦封隔器錨定總成11地錨總成12固定角度彎接頭13鉆柱銑錐14自鎖式取心工具15機械加壓式取心工具16籃狀卡瓦打撈筒17可退撈矛18公錐19母錐20正/反循環(huán)磁力打撈器21〔局部〕反循環(huán)打撈籃22倒接頭23機械式內(nèi)割刀24機械式外割刀25鋸齒形平安全接頭26鉛模27長〔短〕壁鉤28領(lǐng)眼磨鞋29半圓式引鞋30隨鉆打撈杯31吊卡32三片式卡瓦33平安卡瓦34方補心35割縫篩管36射孔槍37水力射孔槍〔3〕鉆井設(shè)備1、轉(zhuǎn)盤2、5噸氣動絞車3、液壓大鉗4、絞車5、交流變頻頂驅(qū)動裝置6、水龍頭7、氣體別離器8、大鉤9、游車10、天車二，固控：〔1〕固控模型固控教學(xué)系統(tǒng)主要包括鉆井起升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、固控設(shè)備等。其中鉆井起升系統(tǒng)包括井架、天車、游車、絞車等；泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括井筒、水龍頭、立管、并泵管匯、鉆井泵、泥漿罐等；固控設(shè)備包括振動篩、除砂器、除泥器、離心機、攪拌器、混合漏斗等。1.泥漿罐2.振動篩3.除砂器4.除泥器5.離心機6.井筒7.并泵管匯8.鉆桿9.鉆井泵10.攪拌器11.混合漏斗12.立管13.水龍頭14.游車15.井架16.天車〔2〕固控系統(tǒng)1，起升系統(tǒng)為了起下鉆、下套管、控制鉆壓及鉆頭鉆進等，鉆機配備有一套起升設(shè)備，以輔助完成鉆井生產(chǎn)，主要由鉆井絞車、游動系統(tǒng)〔天車、游車、大繩〕和井架機構(gòu)組成。另外，還有用于起下鉆操作的井口工具及機械化設(shè)備，如吊環(huán)、吊卡、動力大鉗、立根移運機構(gòu)等。絞車鉆井絞車不僅是起升系統(tǒng)設(shè)備，也是整個鉆機的核心部件，是鉆機三大工作組之一。它是一臺多智能的起重工作機。主要由以下局部組成：①滾筒及滾筒軸總成這是絞車的核心部件。②制動機構(gòu)包括機械剎車和水剎車、電磁剎車、伊頓剎車。③錨頭和錨頭軸總成用以上卸絲扣、起吊重物；有的重型鉆機絞車上還包括撈砂滾筒，用以提取巖心筒。④傳動系統(tǒng)引入并分配動力和傳遞運動。⑤控制系統(tǒng)包括牙嵌式、齒式、氣動離合器，司鉆控制臺，控制閥件等，一般都屬于鉆機控制系統(tǒng)的組成局部。⑥支撐系統(tǒng)有焊接的框架式支架或密閉箱殼式座架。天車天車是鉆機提升系統(tǒng)的固定局部，安裝在井架頂部的定滑輪組,與游車用鋼絲繩聯(lián)系組成一套滑輪系統(tǒng)，它承受最大鉤載和快繩、死繩的拉力，并把這些載荷傳遞到井架和底座上，在最大鉤載一定的情況下游動系統(tǒng)繩數(shù)越多，快繩的拉力越小，從而可減輕鉆機絞車在鉆井各種作業(yè)(起下鉆、下套管、鉆進、懸掛鉆具)中的負荷并減少發(fā)動機組的配備功率。游車在井架內(nèi)部上下往復(fù)運動的動滑輪組。與大繩、天車共同構(gòu)成游動系統(tǒng)。主要由滑輪、軸承、側(cè)板、側(cè)護板、滑輪軸、吊梁等組成。用于懸吊和起下鉆柱桿、更換鉆頭、下套管等作業(yè)。井架井架用來支撐全重量，鉆井工藝要求它具有足夠的承載能力以保證能起下一定深度的鉆柱和下放一定深度的套管柱，還要求具有足夠的工作高度和空間，足夠的鉆臺面積。井架可分為塔形井架、A型井架、桅形井架和π型井架〔即前開口型井架〕。其中前開口形井架本體分成四五段，各段一般為焊接的整體結(jié)構(gòu)，段間采用錐銷定位和螺栓連接，地面或接近地面水平安裝，整體起放，分段運輸；因受運輸尺寸限制，井架本體截面尺寸比塔形井架小。為方便游動系統(tǒng)設(shè)備上下暢行無阻和便于放置立根，井架做成前扇敞開、截面為Π型不封閉空間結(jié)構(gòu)。井架各段兩側(cè)扇桁架結(jié)構(gòu)形式相同。為保證司鉆良好的視野，背扇采用不同的腹桿布置形式。在鉆深井方面，多采用該井架。為了及時清洗井底、攜帶巖屑、保護井壁，鉆機配備有全套鉆井液的循環(huán)設(shè)備。2，泥漿循環(huán)系統(tǒng)水龍頭水龍頭通過提環(huán)掛在大鉤上，上部通過鵝警管與很長的水龍帶相連，下部接方鉆桿，連接下井鉆具，是鉆機中非常具有專業(yè)特點的設(shè)備。懸持旋轉(zhuǎn)著的鉆桿柱，承受大局部以至全部鉆具重量；向轉(zhuǎn)動著的鉆桿柱內(nèi)引輸高壓鉆井液，是提升、旋轉(zhuǎn)、循環(huán)三大工作機組交匯的“關(guān)節(jié)〞部件，在鉆機組成中占有重要的地位。水龍頭主要由承載系統(tǒng)、鉆井液系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)三局部組成。①承載系統(tǒng)主要包括中心管、方鉆桿接頭、殼體、耳軸、提環(huán)和主軸承等。井中鉆具通過方鉆桿加到中心管上；中心管通過主軸承座在殼體上，經(jīng)耳軸、提環(huán)將載荷傳給大鉤。②鉆井液系統(tǒng)包括鵝徑管、鉆井液沖管總成等。高壓鉆井液經(jīng)鵝徑管進入沖管后，流進旋轉(zhuǎn)著的中心管到達鉆桿柱內(nèi)。沖管總成上的上、下鉆井液密封盒用以防止高壓鉆井液泄漏。③輔助系統(tǒng)包括扶正和防跳輔助軸承、機油密封盒組件及上蓋等。上、下輔助軸承對中心管起扶正的作用，保證其工作穩(wěn)定，限制其擺動，以改善鉆井液和機油密封的工作條件，延長其壽命。上輔助軸承是止推軸承，可承受鉆修井過程中由鉆桿柱傳來的沖擊和振動，防止中心管軸向竄跳。浮動沖管總成是水龍頭的關(guān)鍵組件，是將不隨中心管轉(zhuǎn)動的鵝徑管中的高壓流體傳送到旋轉(zhuǎn)著的中心管中的轉(zhuǎn)換裝置。鉆桿鉆桿是鉆柱組成的根本單元，是傳遞轉(zhuǎn)盤扭矩、游車提升、加壓給鉆具〔鉆頭等〕的直接承載局部，是完成修井工藝過程的根本配套專用管材。鉆桿與工具組成鉆桿柱，其重要作用是傳遞扭矩，輸送工作液，完成修井工作要求。鉆井泵鉆井泵主要由液缸、活塞、吸入閥、排出閥、閥室、曲軸、連桿、十字頭、活塞桿，以及齒輪、皮帶輪和傳動軸等零部件組成。當動力機通過皮帶、齒輪等傳動件帶動曲軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)，活塞即由一端向另一端移動，液缸內(nèi)形成一定的真空度，吸入池中的液體在液面壓力的作用下推開吸入閥，進入液缸，直到活塞移動到死點位置，為液缸的吸入過程。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞開始從另一端向起始點運動，缸內(nèi)的液體受擠壓，壓力升高，吸入閥關(guān)閉，排出閥被翻開，液體經(jīng)排出閥和排出管進入排出池，直到活塞移到死點為止，為液缸的排出過程。曲軸連續(xù)運轉(zhuǎn)，每一周(0-2π)內(nèi)活塞往復(fù)運動一次，單作用泵的液缸完成一次吸入和排出過程。泥漿罐泥漿罐是石油鉆井中用于沉降凈化和配置鉆井泥漿箱體，是循環(huán)系統(tǒng)和固控系統(tǒng)的重要組成局部。根據(jù)罐底部形狀可分為方形罐和錐形罐。罐體采用平板錐形結(jié)構(gòu)或瓦楞結(jié)構(gòu)鋼板與型鋼組焊，罐面及走廊采用防滑鋼板和防滑條形網(wǎng)板，罐面欄桿采用方鋼管制作，為無障礙可折疊結(jié)構(gòu)，插接牢固。罐面配備清水管線以清洗罐面及設(shè)備，罐面網(wǎng)板采用浸鋅處理。上罐梯子采用槽鋼做主體，用防滑條形網(wǎng)板做踏板，雙側(cè)護欄設(shè)有保險掛鉤。石油鉆井泥漿罐設(shè)標準防砂、防雨棚，罐內(nèi)設(shè)置暖氣保溫管線。3，固控設(shè)備振動篩振動篩是鉆井掖固控系統(tǒng)中的第一級固控設(shè)備。由井內(nèi)返出帶有大量鉆屑的鉆井液經(jīng)振動篩的作用，別離出固相鉆屑，使較清潔的鉆井液進入后幾級別離設(shè)備。ZYNSD圓形篩是根據(jù)篩面產(chǎn)生圓形振動軌跡的振動理論設(shè)計而成。做高速圓形旋轉(zhuǎn)的篩面，每旋轉(zhuǎn)一次，鉆屑就被拋向篩子的上前方。2ZPTS平衡橢圓篩是根據(jù)篩面產(chǎn)生橢圓形運動軌跡的振動理論設(shè)計而成的。直線軌跡振動篩的工作原理是激振器上兩個主軸反向?qū)ΨQ旋轉(zhuǎn)一周時，主軸上的一對激振塊產(chǎn)生的振力，使鉆井液中的鉆屑沿著與水平面成50°角的方向被拋向篩子的上前方，鉆屑連續(xù)地從篩網(wǎng)上排出，透過篩網(wǎng)的鉆井液進入后幾級固控設(shè)備。除砂器利用離心別離原理，當含有懸浮顆粒的鉆井液被泵入圓柱蝸殼后，鉆井液被迫做高速旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生極大的離心力。隨著液體向錐形的底部移動，由于錐形底部越來越小，液體的角速度也越來越大，相對于液體的固相局部分，其密度較大，因此被甩向筒壁，最后沿筒壁做向下的慣性移動直至由錐筒底部排渣口排出。同時，與固相別離后的較輕的液體在錐筒內(nèi)部產(chǎn)生一個反向旋渦并向上運動，經(jīng)垂直導(dǎo)流管離開錐筒完成固液別離。當離心力缺乏足以使較小的顆粒從液體中別離并甩向筒壁時，那么這局部固體又被液體帶走。不同規(guī)格的錐筒可產(chǎn)生不同的離心力場，別離不同大小的固相顆粒。采用旋流器從加重鉆井液中去除除無用固相的同時，在底流中也有相當多的重晶石。旋流器底流下的細目篩，去除了大顆粒巖屑，而重晶石透過篩網(wǎng)又回到循環(huán)罐內(nèi)。除泥器由砂泵把經(jīng)過除砂器處理過的鉆井液以一定的壓力和排量送入除泥清潔器的旋流器中，鉆井液在旋流器中高速旋流，產(chǎn)生強大的離心力，從而實現(xiàn)固液別離。被別離出的固相混在極少量的鉆井液中從旋流器的底流口排出，再經(jīng)旋流器下方的振動篩過濾后排向循環(huán)罐外。經(jīng)除泥清潔器凈化后的鉆井液從位于旋流器頂部的溢流口直接排入循環(huán)罐中。離心機利用離心沉降或離心別離的原理對懸浮液進行固液別離的設(shè)備?？蓪︺@井液中的μm的細粒及膠體團相進行有效別離，從而降低或控制鉆井液的密度及粘度。離心機可單獨使用，亦可由幾臺聯(lián)機使用。鉆井液通過卸料螺旋中心的進料管進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，隨轉(zhuǎn)鼓一起高速旋轉(zhuǎn)。在強大的離心力作用下，較重、較大的固顆粒被拋向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，并出卸料螺旋鏟送至轉(zhuǎn)鼓小端，經(jīng)擠脫水后由噴渣口噴出轉(zhuǎn)鼓；而較輕、較小的固相顆料及液相那么通過轉(zhuǎn)鼓大端的溢流孔溢出轉(zhuǎn)鼓，從而實現(xiàn)鉆井液的固液別離。旋流混合漏斗一定壓力的鉆井液，由進液管沿切向泵入內(nèi)旋筒，與從料斗參加入的添加劑混合后，溢入外旋筒，再由沿切向布置的排液管排到體系中去。攪拌器靠電機帶動減速器，使葉輪旋轉(zhuǎn)攪動鉆井液，當鉆井液接觸到旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片時，它就被迫向下運動到罐底，然后沿罐壁向上返，使頂部和底部的鉆井液不斷地混合，從而使鉆井液密度均勻一致。三，井控：〔1〕井控模型井控教學(xué)系統(tǒng)包括防噴器控制系統(tǒng)、液控箱和節(jié)流壓井管匯三局部。其中防噴器控制系統(tǒng)由司鉆控制臺和蓄能器組成。1.司鉆控制臺2.液控箱3.蓄能器4.壓井管匯5.鉆井四通6.節(jié)流管匯圖井控教學(xué)系統(tǒng)〔2〕井控系統(tǒng)1防噴器控制系統(tǒng)防噴器控制系統(tǒng)是開關(guān)防噴器和液動放噴閥的裝置。它能夠提供足夠壓力和排量的壓力油，井且平時把液壓能貯存起來，在需要時通過控制閥件把液壓油準確迅速地輸送到防噴器和液動放噴閥的液缸，從而到達開關(guān)防噴器和液動閥的目的。防噴器控制系統(tǒng)主要由司鉆控制臺和蓄能器及連接管匯等組成。電泵或氣泵將液壓油打入儲能器儲存，當需要關(guān)閉防噴器時，將控制系統(tǒng)控制閥手柄扳至關(guān)位，高壓油經(jīng)管排架管匯進入防噴器關(guān)閉液缸，推動活塞運動．使防噴器關(guān)閉。當需要翻開防噴器時，將控制手柄扳到開位，高壓油進入開啟油缸，推動活塞運動，翻開開防噴器。司鉆控制臺司鉆控制臺是防噴器控制系統(tǒng)的一個重要組成局部分，安裝在鉆臺上司鉆工作位置附近，由連接管匯將其與儲能器連接，起到遠程控制井控系統(tǒng)的作用。司鉆控制臺主要由控制臺殼體、換向閥、顯示儀表等組成，如下圖。蓄能器蓄能器安裝在遠離井口較平安的位置，作遠程控制之用?？刂葡到y(tǒng)的主要局部由四局部組成：油泵組，通常包括電動泵、氣動泵和手動泵；儲能器組，系統(tǒng)中常用瓶式儲能器和球形儲能器。目前常用的“氣控液〞型控制系統(tǒng)均選用瓶式儲能器、管路及各種閥件、底座及油箱。2液控箱液控箱裝設(shè)在鉆臺上立管一方。液控箱中的氣泵與蓄能器能制備不高于2MPa的壓力油并利用三位四通換向閥遙控節(jié)流管匯上的液動節(jié)流閥。司鉆只需在鉆臺上觀察立壓表與套壓表的壓力變化及閥位開度的指示情況，一手操作三位四通換向閥手柄，一手調(diào)節(jié)調(diào)速閥手輪，即可實施壓井作業(yè)。液控箱面板上裝有立壓表、套壓表、閥位開度表、油壓表、氣壓表、三位四通換向閥、調(diào)速閥等，如下圖。殼體液控箱殼體由鋼板拼焊而成，鞏固耐用，用于安裝二位三通換向閥和顯示儀表，及布置控制線路。儀表氣壓表顯示輸入液控箱的壓縮空氣氣壓值，氣源來自鉆機氣控系統(tǒng)。油壓表顯示液控油壓值，壓力油由蓄能器提供。閥位開度表用來顯示液動節(jié)流閥的開啟程度，即控制套管壓力。立壓表顯示關(guān)井立管壓力。套壓表顯示關(guān)井套管壓力。換向閥液控箱上的三位四通換向閥用來改變壓力油的流動方向，遙控液動節(jié)流閥開大、關(guān)小或維持開度不變，從而控制關(guān)井套壓與立壓的降低、升高或穩(wěn)定。調(diào)速閥調(diào)速閥用來遙控液動節(jié)流閥開關(guān)動作的速度，從而控制套壓與立壓變化的快慢。3節(jié)流壓井管匯手動節(jié)流閥由人工轉(zhuǎn)動手輪控制節(jié)流閥開啟程度，液動節(jié)流閥由液動控制箱控制節(jié)流閥的開啟程度，控制節(jié)流閥開啟程度即可控制關(guān)井套壓、立壓的變化。當某一個節(jié)流閥發(fā)生故障需要檢修時，可將上游與下游的閥門關(guān)閉，將另一個節(jié)流閥下游的閥門翻開使其投入工作。當需要放噴時，可迅速翻開放噴閥，關(guān)閉鉆井液氣別離器的輸入閥門。節(jié)流管匯通過節(jié)流閥的節(jié)流作用實現(xiàn)壓井作業(yè)，替換出井里被污染的鉆井液，同時控制井口套管壓力與立管壓力，恢復(fù)鉆井液柱對井底的壓力控制，直至溢流，也可以通過節(jié)流閥的泄壓作用降低井口壓力，實現(xiàn)“軟關(guān)井〞，還可以通過直通放噴閥通道大量泄液〔氣〕，降低井口套管壓力，保護井口防噴器組。當鉆井液正常循環(huán)無法進行情況下，必須利用壓井管匯往井里灌鉆井液，需在壓井管匯上連接高壓泵使鉆井液經(jīng)單流閥進入井筒。當用全封閘板全封井口時，通過壓井管匯往井筒里強行灌加重鉆井液，實現(xiàn)壓井作業(yè)?！?〕井控設(shè)備1、單閘板/剪切防噴器當液控系統(tǒng)高壓油進入左右液缸閘板關(guān)閉腔時，推動活塞帶動閘板軸及左右閘板總成沿殼體閘板腔分別向井口中心移動，實現(xiàn)封井。當高壓油進入左右液缸閘板開啟腔時，推動活塞帶動閘板軸及左右閘板總成向離開井口中心方向運動，翻開井口。閘板開關(guān)由液控系統(tǒng)換向閥控制。一般在3～5秒內(nèi)即可完成開、關(guān)動作。閘板/剪切防噴器要有四處密封起作用才能有效地密封井口，即：閘板頂密封與殼體的密封；閘板前密封與管柱、殼體及前密封相互間的密封；殼體與側(cè)門之間的密封；閘板軸與側(cè)門間的密封。閘板的密封過程分為兩步：一是在液壓油作用下閘板軸推動閘板前密封膠芯擠壓變形密封前部，頂密封膠芯與殼體間過盈壓縮密封頂部，從而形成初始密封；二是在井內(nèi)有壓力時，井壓從閘板后部推動閘板前密封進一步擠壓變形，同時井壓從下部推動閘板上浮貼緊殼體上密封面，從而形成可靠的密封，亦即井壓助封作用。2、環(huán)形防噴器〔結(jié)構(gòu)如圖6〕在液壓控制系統(tǒng)配套使用下，當井內(nèi)有鉆具時，能封閉不同尺寸的環(huán)形空間；當井內(nèi)無鉆具時，能全封閉井口。在進行取心，測井作業(yè)時發(fā)生井噴，能封閉方鉆桿、取心工具、電纜、。綱絲繩等與井筒形成的環(huán)形空間。在減壓調(diào)壓閥和緩沖儲能器配合下，能通過18無細扣對焊鉆桿，進行強行起下鉆作業(yè)。環(huán)形防噴器由液壓控制系統(tǒng)操縱。關(guān)閉時，高壓油從殼體中部油口進入活塞下部關(guān)閉腔，推動活塞上行，活塞錐面擠壓膠芯。由于頂蓋的限制，膠芯不能上行只能被擠向井口中心，直至抱緊鉆具或全封閉井口，實現(xiàn)其封井的目的。當需要開井時，操縱液壓控制系統(tǒng)換向閥，使高壓油從殼體上油口進入活塞上部的開啟腔，推動活塞下行，關(guān)閉腔泄壓，作用在膠芯錐面上的擠壓力消除，膠芯在本身彈性力作用下逐漸復(fù)位，翻開井口。3、鉆井套管頭〔結(jié)構(gòu)如圖7〕套管頭是套管與防噴器組合之間的重要連接件，其下端與表層套管相連，上端與防噴器組連接。套管頭主要作用有：①通過懸掛器支撐除表層套管以外的各層套管的重量；②承受防噴器組合的重量；③提高鉆井井口裝置的穩(wěn)定性；④為釋放可能儲積在兩層套管柱之間的壓力提供出口，在緊急情況下可向井內(nèi)泵入流體〔壓井泥漿、水和高效能滅火劑等〕；⑤可進行鉆采特殊作業(yè)，如從側(cè)孔補注水泥以提高固井質(zhì)量，酸化壓裂時從側(cè)孔加壓以平衡油管內(nèi)壓力。4、方鉆桿旋塞方鉆桿旋塞是鉆柱循環(huán)系統(tǒng)中的手動控制閥，是防止井噴的有效工具之一。裝與方鉆桿上部的為上旋塞，連接螺紋為左旋，下部的為下旋塞，連接螺紋為右旋。上下旋塞結(jié)構(gòu)相同，均是球閥。其工作原理與普通球閥相同，即用手柄將球形塞向左或向右旋轉(zhuǎn)90°，即可實現(xiàn)關(guān)閉或翻開旋塞。5、箭形回壓閥箭型回壓閥是石油、天然氣鉆井與修井時常用的內(nèi)防噴工具之一。安裝在鉆桿和鉆頭之間，防止高壓油氣從鉆具內(nèi)噴出或鉆井液從井底回流。箭型回壓閥本體是一個轉(zhuǎn)換接頭，頂開裝置安裝在上部，其它零件安裝在接頭內(nèi)孔中。鉆井液正常循環(huán)時，箭型閥芯落到下支座上，鉆井液無壓降的通過止回閥。當井下壓力升高時，箭型閥芯緊壓閥座，液體不能通過止回閥向上流。6、投入式回壓閥投入式回壓閥是石油、天然氣鉆井與修井時常用的內(nèi)防噴工具之一。當井下發(fā)生溢流時，將回壓閥從鉆具水眼內(nèi)投入〔或泵送〕回壓閥下行至就位接頭，靠鋸齒形鎖牙相互鎖定，而上行錐體迫使堵塞器脹大密封就位接頭的孔壁，閥體下部孔內(nèi)裝有鋼球和彈簧，利用彈簧力將鋼球承托在閥體的密封座上，這時就位接頭就和回壓閥總成組成一套內(nèi)防噴裝置。7、皮碗式堵塞器皮碗式堵塞器是用于環(huán)形防噴器和半封閘板防噴器試壓的一種工具，主要由心軸、堵塞器、堵塞器座、接頭等件組成。試壓時將皮碗堵塞器接在鉆桿下面，下入井筒第一根套管內(nèi)，用于堵塞防噴器膠芯或閘板環(huán)空。從壓井管匯將井口灌滿清水，順次關(guān)閉所要試壓的防噴器，用鉆機提升系統(tǒng)緩慢上提堵塞器，使其順次通過半封閘板防噴器和環(huán)形防噴器，用試壓泵憋壓對防噴器進行逐一試壓。8、鉆井節(jié)流管匯手動節(jié)流閥由人工轉(zhuǎn)動手輪控制節(jié)流閥開啟程度，液動節(jié)流閥由液動控制箱控制節(jié)流閥的開啟程度，控制節(jié)流閥開啟程度即可控制關(guān)井套壓、立壓的變化。當某一個節(jié)流閥發(fā)生故障需要檢修時，可將上游與下游的閥門關(guān)閉，將另一個節(jié)流閥下游的閥門翻開使其投入工作。當需要放噴時，可迅速翻開放噴閥，關(guān)閉鉆井液氣別離器的輸入閥門。節(jié)流管匯通過節(jié)流閥的節(jié)流作用實現(xiàn)壓井作業(yè)，替換出井里被污染的鉆井液，同時控制井口套管壓力與立管壓力，恢復(fù)鉆井液柱對井底的壓力控制，直至溢流，也可以通過節(jié)流閥的泄壓作用降低井口壓力，實現(xiàn)“軟關(guān)井〞，還可以通過直通放噴閥通道大量泄液〔氣〕，降低井口套管壓力，保護井口防噴器組。8、鉆井壓井管匯當鉆井液正常循環(huán)無法進行情況下，必須利用壓井管匯往井里灌鉆井液，需在壓井管匯上連接高壓泵使鉆井液經(jīng)單流閥進入井筒。當用全封閘板全封井口時，通過壓井管匯往井筒里強行灌加重鉆井液，實現(xiàn)壓井作業(yè)。四，固井：〔1〕固井模型1.鉆機2.固井操作臺3.固井管匯4.下灰車5.固井車6.實驗臺7.蓄水池8.供水車9.水泥頭圖固井教學(xué)平臺〔2〕固井設(shè)備固井車固井水泥車是由計算機進行自動控制的固井設(shè)備，它是一個集機械系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)于一體的高性能的自動混漿灌漿設(shè)備。其裝備的混配系統(tǒng)配備有軸流式混合器和自動密度控制系統(tǒng)，可根據(jù)需要精確地配制水泥漿，并具有重復(fù)循環(huán)二次混配功能，實現(xiàn)水泥漿密度的實時控制和調(diào)節(jié)。另外，工控機還能將作業(yè)過程中的施工參數(shù)自動記錄保存，為固井施工和質(zhì)量分析提供了一定的依據(jù)。固井水泥車只需一人在操作臺上控制，即可完成固井作業(yè)。固井水泥車主要部件包括：二類汽車底盤、柴油機、