石油钻井
2020-03-04 01:58:20 来源：范文大全收藏下载本文
石油钻井是利用钻井装置和工具以及特殊的工艺技术，钻穿几百米到数千米地层岩石，使地层流体与地面形成通道。钻井的工艺过程包括钻前工程、钻进工程和完井工程三部分：
1.钻前工程是钻进工程前的准备工作，包括修井场和道路;建设备基础;安装井架和钻机设备;架设电路和通讯设施等。
2.钻进工程是钻井施工的最重要程序，包括从开钻到完钻的全过程。钻进工程要按照设计组合钻具、选择钻头、配置泥浆，确保安全、快速、优质钻进。
3.完井工程是钻达目的层井深之后，对井眼作完成处理的工程。包括电测、井壁取芯、下套管、注水泥、检测固井质量以及试油等作业。
为了满足勘探、开发的需要，提高钻井经济效益，钻井技术从顿钻到旋转钻，从地面动力钻井到井底动力钻井，从钻直井到钻定向井和水平井，从陆地钻井到海洋钻井，技术水平有了很大提高。
转盘钻井是目前普遍应用的一种主要钻井方法，设备装置主要有：井架、绞车、游动滑车、水龙头、转盘、柴油机(或电动机)、泥浆泵等，以及钻井液循环和净化装置、井控装置。旋转钻井方法主要是：地面动力通过传动装置带动井口上的转盘旋转，转盘带动方钻杆、钻杆和钻头旋转破碎岩石;钻井液在井筒循环，带出岩屑使井眼不断加深。
石油钻井工程施工由钻井队承担，钻井队是多工种配合、昼夜连续作业的野外施工队。钻井队一般设四个钻井班，每班设司钻、副司钻、井架工、钻工、柴油机司机、司助、发电工等。不同的钻机类型有不同的定员标准。
职业危害钻井井场机械设备多，由于工艺技术复杂，劳动强度大，因而，要求工人操作规范化、技术熟练，如果不遵守各项安全规定操作、不执行钻井设计和各项技术措施，则容易酿成各类事故。钻井队易发生的重大事故有三大类：井喷失控、人身伤亡和机械及井
下工程事故。这些事故一旦发生，将对钻井工程和人身安全造成严重的后果。
1.井喷失控。钻井施工中的井喷失控事故，是灾难性事故。井喷失控容易引起井喷着火，不仅设备损失巨大，地下能源受到损害，而且还会造成多人伤害。所谓井喷，即是在钻头钻穿地下高压油、气层时，如果钻井液密度低，钻井液柱压力小于地层压力;或上部井段发生漏失，钻井液柱液面下降，致使钻井液柱压力小于地层压力;或起出钻具时，发生抽吸等，均可使地下高压石油、天然气喷出井口。此时若井控操作程序不当，便可发生无控制井喷，形成失控。喷柱有时高达数十米，短时间内井场周围就会布满原油与天然气，一遇明火或井高速气流带出的砂石撞击到井架上发出火花，就会引起天然气爆燃，造成油(气)着火。井喷着火时，不仅烧毁井架和设备，而且还会造成人员伤亡。
2.井架倒塌。井架是石油钻井设备中十分重要的部分，它承受着井下钻柱或套管柱重量以及它们与井眼发生的摩擦阻力。井架结构包括天车台、二层台、钻台、井架主体和底座等。钻台是钻井、起下钻、下套管等作业的操作场所。钻井施工中，处理井下卡钻工程事故时，操作过猛或负荷过大，在井架质量及安装质量较差或井架基础松垮情况下，以及遇到风力过大情况时，都有可能造成井架倒塌事故。井架倒塌除设备损坏、人员伤亡外，还可使井下钻具形成复杂事故。
3.顶碰天车。顶碰天车是指钻井施工中游动滑车上升失控或操作失误，使天车与游动滑车发生顶碰。此类事故极易拉断钢丝绳，使数吨重的游动系统连同上百吨的钻具从高空坠落到钻台上。这不仅造成设备损坏，还可使钻具落井，使恶性机械事故和井下事故同时发生，如果钻台上人员躲避不及，还可能造成严重的人员伤亡。
4.绞车绞辗。绞车是吊升、下放钻具的重要设备。绞车高速转动部位较多，如果防护装置安装不齐全、不牢靠，或在未停机状态下，进行维修、保养作业，都可能造成绞车绞辗人员事故。
5.猫头伤人。猫头位于绞车猫头轴两端，利用猫头可以实现钻杆上、卸扣，或起吊钻杆等物件。但是操作猫头必须十分小心，一旦猫头绳缠乱将操作者绞上猫头，极易造成伤亡事故。
6.高空坠落。钻井井架高度一般在40m左右。钻井过程中，操作人员在井架高空部位(井架天台车、二层台、立管台等)作业较频繁，如不系好安全带，稍有疏忽大意或操作失误，都有可能发生高空坠落事故。
7.井塌事故。钻出的井眼，由于地层构造应力或地层岩石水化膨胀，应力作用于井壁，造成井壁坍塌。坍塌的碎岩会将井内钻具埋住，造成卡钻事故，严重时可能使井眼报废。
8.卡钻事故。卡钻事故是钻进中经常遇到的井下工程事故。当钻具在井内靠住井壁，钻井液柱压力远远大于地层孔隙压力，在压差作用下会将钻具吸附在井壁上;井壁坍塌埋住钻具;井眼轨迹不直，钻具在井内旋转或起下钻时，钻具将拐弯处的井壁拉出“钻槽”式的小井眼，钻具接头、钻铤等进入“钻槽”，都会发生卡钻事故。卡钻事故的特点是钻柱在井内不能提出。处理卡钻事故需要很长时间，钻井周期将被延误，严重时可能使该井报废。
预防措施针对钻井作业中的职业危害，采取如下预防措施：
1.预防井喷失控。钻井施工中，要安装配套齐全的封井器组，其压力等级应适应地层最高压力。钻进中，搞好地层压力预测和监测，发现压力异常要及时调整钻井液密度。尤其在钻开油(气)层以前，钻井液密度一定要符合设计要求，并履行钻开油(气)层的批准手续。钻井操作及指挥者，经过井控培训合格，持证上岗。严格执行井控管理规定。
井场照明线路要架空。井场全部电气设备、照明灯具应符合防爆规定，探照灯应用专线控制。
值班房、发电房、油罐距井口不小于30m。锅炉房距井口不小于50m。
井场内严禁吸烟和随意动用明火。确实需要用明火时，应按规定进行申请与审批，采取安全措施，方可实施。
2.预防井架倒塌。井架构件及底座必须完好。井架基础要坚固，水平高差不大于3mm。安装要规整，螺栓或插销齐全，紧固良好。绷绳齐全，地锚牢固可靠。钻井施工中，井架工要定期检查井架螺丝或插销的缺失、松紧情况，并及时补充与紧固。
指重表是司钻的“眼睛”，要时刻保持性能良好、数据准确。起下钻时要做到平稳操作，严禁猛提猛放钻具。处理卡钻事故时，不得违章操作，不得超负荷提拔钻具。
3.预防顶碰天车。按照规定装好防碰天车安全装置。开钻前要检查与试用，确保性能良好、工作可靠。
冬季刹车控制系统的气路管线要进行保温，并定时排放水汽，严防冻堵，确保气路畅通。
司钻操作刹把时，必须精力集中，目送游车上升，遇有紧急情况，应立即刹车和关掉总车开关，同时呼唤钻台人员紧急避险。
4.预防绞车绞辗。绞车运转时，严禁打开各部位护罩或蹬上绞车进行检修、保养和清洁工作。凡检修、保养和清洁作业，必须在停机状态下进行，并关闭气开关，刹死刹把，设专人看护。作业完毕，清除杂物，装好护罩，仔细检查后，方可启动绞车。
5.预防猫头伤人。猫头表面应平整光滑，无凹槽和无刺。装好猫头绳挡板和挡绳柱，以防猫头绳缠乱甩打伤人。要按规定选用棕绳作猫头绳，不准用钢丝绳拉猫头。
猫头操作技术要求高，未经过培训的人员，严禁操作。操作猫头时要扎紧衣袖裤脚，严禁踩踏猫头绳。猫头不要超负荷使用，以免拉断猫头绳，酿成事故，应尽量用小型机械化装置淘汰猫头。
6.预防井架高空坠落。井架工上井架作业时，必须系好安全带。井架梯子、踏板、平台通道及栏杆务必齐全、牢固。遇有异常情况，井架工无法从井架梯子下来时，应迅速抓住井架二层台四角的井架绷绳或乘安全滑车下到地面。
7.预防井塌。钻井中，钻井液柱压力应大于地层坍塌压力。起下钻时，必须保证井内连续灌满钻井液。钻遇漏层，应先堵漏，应证实循环钻井液能返回地面时，才能恢复钻进。钻遇易水化地层时，尽量使用高州值钻井液。
8.预防卡钻。为减少压差卡钻，应采用近平衡压力钻井技术，减少压差。钻具在井内不能钻进时，应至少每3分钟活动一次钻具。钻遇复杂易卡地层时，钻井液中应加入润滑剂。钻遇盐膏层时，应使用饱和盐水钻井液，钻井液密度应能抗住盐膏层的塑性蠕变。起下钻发现井眼拉出“钻槽”，在“钻槽”井段使破键槽器上下反复破“键槽”，保证井眼畅通。为减少各类卡钻事故，开钻前应检查好设备，快速钻完，以快制险。当钻具在井内有较长时间不能钻进时，应把钻具起到套管内，防止卡钻事故发生。
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