㈠ 石油鑽井常識
鑽頭主要分為：刮刀鑽頭；牙輪鑽頭；金剛石鑽頭；硬質合金鑽頭；特種鑽頭等。衡量鑽頭的主要指標是：鑽頭進尺和機械鑽速。鑽機八大件鑽機八大件是指：井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。鑽柱組成及其作用 鑽柱通常的組成部分有：鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是：(1)起下鑽頭；(2)施加鑽壓；(3)傳遞動力；(4)輸送鑽井液；(5)進行特殊作業：擠水泥、處理井下事故等。鑽井液的性能及作用 鑽井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)靜切力；(5)失水量；(6)泥餅厚度；(7)含砂量；(8)酸鹼度；(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液，其主作用是：1)攜帶、懸浮岩屑；2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具；3)清洗、沖刷井底，利於鑽井；4)利用鑽井液液柱壓力，防止井噴；5)保護井壁，防止井壁垮塌；6)為井下動力鑽具傳遞動力。常用的鑽井液凈化設備 常用的鑽井液凈化設備：(1)振動篩，作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒；(2)旋流分離器，作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒；(3)螺桿式離心分離機，作用是回收重晶石，分離粘土顆粒；(4)篩筒式離心分離機，作用是回收重晶石。鑽井中鑽井液的循環程序 鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。鑽開油氣層過程中，鑽井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害：(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙；(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道；(4)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力。預測和監測地層壓力的方法 (1)鑽井前，採用地震法；(2)鑽井中，採用機械鑽速法，d、dc指數法，頁岩密度法；(3)完井後，採用密度測井，聲波時差測井，試油測試等方法。鑽井液靜液壓力和鑽井中變化 靜液壓力，是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化，岩屑的進入會增加液柱壓力，油、氣水侵會降低靜液壓力，井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。防止鑽井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鑽井液；起鑽及時灌滿鑽井液。噴射鑽井 噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時，所產生的高速射流的水力作用，提高機械鑽速的一種鑽井方法。影響機械鑽速的因素 (1)鑽壓、轉速和鑽井液排量；(2)鑽井液性質；(3)鑽頭水力功率的大小；(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。鑽井取心工具組成 (1)取心鑽頭：用於鑽取岩心；(2)外岩心筒：承受鑽壓、傳遞扭矩；(3)內岩心筒：儲存、保護岩心；(4)岩心爪：割斷、承托、取出岩心；(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。取岩心 取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來，這種成塊的岩石叫做岩心，通過它可以測定岩石的各種性質，直觀地研究地下構造和岩石沉積環境，了解其中的流體性質等。平衡壓力鑽井 在鑽井過程中，始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有：(1)地層壓力掌握不準；(2)泥漿密度偏低；(3)井內泥漿液柱高度降低；(4)起鑽抽吸；(5)其他措施不當等。軟關井 就是在發現溢流關井時，先打開節流閥，後關防噴器，再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值，保證井控安全，一旦井內壓力過大，可節流放噴。鑽井過程中溢流顯示 (1)鑽井液儲存罐液面升高；(2)鑽井液出口流速加快；(3)鑽速加快或放空；(4)鑽井液循環壓力下降；(5)井下油、氣、水顯示；(6)鑽井液在出口性能發生變化。溢流關井程序(1)停泵；(2)上提方鑽桿；(3)適當打開節流閥；(4)關防噴器；(5)試關緊節流閥；(6)發出信號，迅速報告隊長、技術員；(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。鑽井中井下復雜情況鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因，造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等，不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。鑽井事故是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意，而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。井漏井漏主要由下列現象發現，(1)泵入井內鑽井液量＞返出量，嚴重時有進無出；(2)鑽井液罐液面下降，鑽井液量減少；(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重，泵壓下降越明顯。卡鑽及造成原因卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因，使鑽具在井內長時間不能自由活動，這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。處理卡鑽事故的方法(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。固井固井就是向井內下入一定尺寸的套管串，並在其周圍注入水泥漿，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏鬆、易塌、易漏等復雜地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄漏；安裝井口，控制油氣流，以利鑽進或生產油氣。井身結構包括：(1)一口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管相應的鑽頭直徑和鑽進深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等等。套管柱下部結構(1)引鞋：引導套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；(2)套管鞋：引導在其內部起鑽的鑽具進入套管；(3)旋流短節：使水泥漿旋流上返，利於替泥漿，提高注水泥質量；(4)套管回壓凡爾：防止水泥漿迴流，下套管時間阻止泥漿進入套管；(5)承托環：承托膠塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在鑽井中居中，提高固井質量。注水泥施工工序下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。完井井口裝置(1)套管頭--密封兩層套管環空，懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管頭--承座錐管掛，連接油層套管和採油樹、放噴閘門、管線；(3)採油樹--控制油氣流動，安全而有計劃地進行生產，進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井內，只對下部新鑽出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法：尾管座於井底法；水泥環懸掛法；尾管懸掛器懸掛法。試油在鑽井發現油、氣層後，還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面，並經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料，以及油、氣、水性質等工作，稱做試油(氣)。射孔鑽井完成時，需下套管注水泥將井壁固定住，然後下入射孔器，將套管、水泥環直至油(氣)層射開，為油、氣流入井筒內打開通道，稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。井底污染井底污染又稱井底損害，是指油井在鑽井或修井過程中，由於鑽井液漏失或水基鑽井液的濾液漏入地層中，使井筒附近地層滲透率降低的現象。誘噴射孔之前，為了防止井噴事故，油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔後，為了將地層中液體導出地面，就必需降低壓井液的液柱，減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序，稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。鑽桿地層測試鑽桿地層測試是使用鑽桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試，也可在未下入套管的裸眼井中進行測試；既可在鑽井完成後進行測試，又可在鑽井中途進行測試。電纜地層測試在鑽井過程中發現油氣顯示後，用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力，稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單，可以多次地、重復地進行。油管傳輸射孔油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下，射孔後可以直接使地層的流體經油管導致地面，不必在射孔時向井內灌入大量壓井液，避免井底污染的一種先進技術。岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固體物質充填的空間體積Vp與岩石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示，其表達式為：Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。地層原油體積系數地層原油體積系數βo，又稱原油地下體積系數，或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣後的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大於1。流體飽和度某種流體的飽和度是指：儲層岩石孔隙中某種流體所佔的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所佔據的程度。岩石中由幾相流體充滿其孔隙，則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。
㈡ 石油鑽井方法有哪些
目前,世界上廣泛採用鑽井方法來取得地下的石油和天然氣。隨著石油工業的不斷發展，鑽井深度不斷增加，油氣井的建設速度也隨之加快，促使鑽井方法、技術和工藝得到很大改進。從已鑽成的千百萬口油氣井的資科中可以看到變化過程：頓鑽逐漸被旋轉鑽代替，井身結構從復雜到簡單，井眼直徑日趨縮小等等。
一、鑽井工藝發展概況和趨勢石油鑽井是油田勘探和開發的重要手段。一個國家石油工業的發展速度，常與它的鑽井工作量及科學技術水平緊密相關。近20年來，世界石油產量和儲量劇增，鑽井工作量相應地大幅度增加，鑽井科學技術水平也得到了飛速發展。在此期間鑽井技術發展的特點是從經驗鑽井進展到科學化鑽井。鑽井深度、斜度、區域和地區也有長足的發展。從鑽淺井、中深井發展到鑽深井和超深井；從鑽直井和一般斜井發展到鑽大斜度井和叢式井；從陸上鑽井發展到近海和深海鑽井；從地面條件好的地區鑽井發展到條件惡劣的地區(如沙漠、沼澤和寒冷地區)鑽井。在鑽井技術發展的同時，設備、工具和測量儀表也得到了相應的發展。
美國鑽井工作者曾將旋轉鑽井技術的發展進程分為四個時期：
(1)概念時期(1900—1920年)。這個時期開始把鑽井和洗井兩個過程結合在一起，開始使用牙輪鑽頭並用水泥封固套管。
(2)發展時期(1920—1948年)。這個時期牙輪鑽頭有所改進，提高了進尺和使用壽命。固井工藝和鑽井液有了進一步的發展，同時出現了大功率的鑽機。
(3)科學化鑽井時期(1948—1968年)。這個時期大力開展鑽井科學研究工作，鑽井技術飛速發展。該時期的主要技術成就有：發展和推廣了噴射鑽井技術；發展了鑲齒、滑動、密封軸承鑽頭；應用低固相、無固相不分散體系鑽井液；發展了地層壓力檢測技術、井控技術和固控技術，提出了平衡鑽井的理論及方法。
(4)自動化鑽井時期(1968年至今)。這個時期發展了自動化鑽機和井口自動化工具。鑽井參數自動測量和計算機在鑽井工程中得到廣泛應用，最優化鑽井和全盤計劃鑽井也初具規模。
目前,鑽井人員一般把鑽井技術發展的前兩個時期稱為經驗鑽井階段，把後兩個時期稱為科學化鑽井階段。時期的劃分直觀地描述了鑽井技術發展的過程，揭示了其發展規律。
任何一門科學和技術都有其自身的發展規律和要達到的主要目標。鑽井工作是為油田勘探和開發服務的重要手段。鑽井技術的發展首先要保證鑽井質量，即所鑽油氣井要滿足油氣田勘探和開發的要求,要在此基礎上來提高鑽井速度、縮短鑽井周期、降低鑽井成本。
近20年來的實踐證明，現代鑽井工藝技術將圍繞以下三個方面發展：
(1)提高鑽井速度，降低生產成本；(2)保護生產層，減少油氣層的污染和損害；(3)改善固井、完井技術，適應採油要求，延長油氣井壽命。
新中國成立以來，我國鑽井技術發展較快。特別是1978年推廣噴射鑽井、低固相優質鑽井液、四合一牙輪鑽頭等新技術後，我國的鑽井技術水平又有顯著提高，進入了科學化的鑽井階段,但與國外先進水平相比，還存在一定的差距。為了使我國的鑽井水平能滿足勘探開發的需要，努力趕上世界先進水平，必須要向鑽井技術進步要速度、要質量、要經濟效益,為加速勘探開發步伐、不斷增加油氣產量作出貢獻。
二、沖擊鑽井方法沖擊鑽井是一種古老的鑽井方法，也是旋轉鑽井方法出現以前唯一的鑽油氣井的方法。它是將破碎岩石的工具(鋼質尖頭鑽頭)提至一定高度，借鑽頭本身的重力沖向井底，擊碎岩石。然後撈取被擊碎的岩屑，以便繼續鑽進。因此，沖擊鑽井方法又被稱為頓鑽。
由於沖擊鑽井時，破碎岩屑與清除岩屑必須間斷地進行，因此鑽井速度很慢，不能滿足石油生產發展的需要。沖擊鑽井現在已基本上被旋轉鑽井所代替，僅在一些埋藏淺、壓力低的油田還能見到。
三、旋轉鑽井方法提高鑽速的根本途徑是改變鑽井方法，這正是旋轉鑽井法產生的原因。旋轉鑽井法的實質是：鑽頭在壓力作用下吃入岩石，同時在轉動力矩的作用下連續不斷地破碎岩石；被破碎的岩屑由地面輸入的鑽井液(泥漿、水、空氣等)及時帶走，鑽井液可以連續不斷地清除岩屑。這樣，一隻鑽頭可以在井底連續鑽進十幾米、幾十米甚至數百米後才起至地面進行更換。由於使用了鑽井液，可長時間穩定井眼、控制復雜地層。旋轉鑽井的鑽井速度高，能適應多種復雜情況，目前世界上大多使用這種方法鑽油氣井。旋轉鑽井通常也稱為轉盤鑽。
利用鑽桿和鑽鋌(厚壁鋼管)的重力對鑽頭加壓，鑽壓要使鑽頭能夠吃入岩石。破碎岩石所需的能量是從地面通過沉重的鋼性鑽柱傳給鑽頭的。起、下鑽的過程比較繁瑣，必須將鑽柱拆卸成許多立柱，才能起出鑽頭；而下鑽時又必須逐根接上。為了連續洗井，鑽井液從轉動的空心鑽柱里流向井底，再帶著岩屑從鑽柱外部與井壁形成的環形空間返回地面。鑽頭鑽進、清洗井底以及起、下鑽所需的動力全部由安裝在地面上的相應設備提供，這些機器設備總稱為鑽機。
現代旋轉鑽井的工藝過程表現為四個環節，即鑽進、獲取地質資料、完井和安裝。
鑽進環節由一系列按嚴格的順序重復的工序組成：把鑽柱下入井裡；旋轉和送進鑽頭使其在井底破碎岩石，同時循環鑽井液；隨著井筒的加深而接長鑽柱；起、下鑽柱以更換被磨損的鑽頭；洗井，凈化或配製鑽井液，處理復雜情況和事故等輔助作業。
為了獲得全面准確的地質資料，鑽井過程中不僅需要進行岩屑、鑽時、鑽井液錄井工作，而且還要進行鑽取岩心、測井等工作。通過各種地球物理測井方法，可以獲得井徑、井斜、方位、岩性等基本數據，掌握和了解井眼質量以及地層和油氣層的某些特性。
在鑽穿油氣層以後，需要下入油層套管，並注入水泥以隔離油氣層與其他地層，使油氣順利地流到地面上來。根據油氣井生產的要求做好井底完成工作是很重要的一道工序。
從確定井位開始，就需要平整井場、挖基礎坑、泥漿池、圓井等土方工程；為運輸機器設備而修築公路；鋪設油、水、氣管線，架設電線，以輸送油、水、氣和電力;打好地基以安裝設備、井架等。基礎工作完成後，要進行大量的井架、設備等搬運和安裝工作，還需做好開鑽前的一切准備工作，如檢查機器設備、試車、固定導管、鑽鼠洞、調配鑽井液、接好鑽具等。
旋轉鑽井過程中，驅動鑽柱旋轉、克服鑽柱與井壁的摩擦消耗了部分能量。為了減少這些無益的能量損失，1940年前後出現了井下動力鑽井方法。井下動力鑽井所用設備與旋轉鑽井基本相同，只是鑽頭不再由轉盤帶動旋轉，而是由井下動力鑽具直接驅動。典型的井下動力鑽具是渦輪鑽具，因此井下動力鑽井又常稱為渦輪鑽井。目前，井下動力鑽井在定向鑽井技術中得到了廣泛的應用。
近年來，一些工業發達國家還競相開展了熱力鑽井、高壓沖蝕鑽井、等離子射流鑽井和激光鑽井等新型鑽井方法的研究。隨著科學技術的進步，新的鑽井方法還將不斷涌現，鑽井工程也必將進入一個全新的科學化時期。
四、井身結構井身結構是油氣井全部基本數據的總稱。它包括以下數據：從開鑽到完鑽所用的鑽頭、鑽柱尺寸和鑽柱長度;套管的層次、直徑;各層套管的下入深度、鋼級和壁厚;各層套管注水泥的數據。由此可見，井身結構是全部鑽井過程計劃和施工的重要依據。圖5-1為井身結構的示意圖。
圖5-1井身結構
首先下入長度約4～6m的短套管，也稱導管，用於加固地表以免被鑽井液沖毀，保護井口完整。同時將循環的鑽井液導入泥漿凈化系統內。
第二次下入的套管叫表層套管，用於封隔地表不穩定的疏鬆地層或水層、安裝井口防噴器。一般深度為40～60m，有時可達500～600m。
當裸眼(未被套管隔離的井眼)長度超過2000～3000m或者地層剖面中存在高、低壓油層、氣層、水層和極不穩定的地層時，鑽進過程中為避免發生工程事故需要下入中間套管，又叫技術套管。目的是封隔復雜地層，防止噴、漏、卡、塌等惡性事故發生，保證安全鑽井。技術套管的層次和下入的深度根據地質和鑽井條件確定。
最後下入的套管叫油層套管，用於採油、采氣或者向生產層注水、注氣，封隔油層、氣層和水層，保證油氣井正常生產。油層套管的下入深度取決於井底的完成方法。油層套管一般從井口下到生產層底部或者只從生產層頂部下到底部。實際工作中對部分下入的油層套管，根據作用取不同的名稱，如尾管、篩管、濾管以及襯管等。
井身結構是由鑽井方法、鑽井目的、地質條件與鑽井技術水平決定的。周密考慮各種影響因素，制定合理的井身結構，是保證高速度鑽井與油氣井投產後正常產出的關鍵。
綜上所述，現代石油鑽井工程是一項復雜的系統工程。由多工序、多工種聯合作業，需要各種先進的科學技術和生產組織管理水平。
㈢ 請問地質鑽探中，鑽孔是怎麼鑽的套管起什麼作用取芯是怎麼取的
這個問題回答完整比較長，我簡要說一下：
1、鑽孔是怎麼鑽的？如果你見過工廠里的鑽床或建築中在牆體上打孔穿管等原理相同（除沖擊鑽進外），首先是要有一個足夠硬的能鑽入地下的鑽頭，其後面接一個取芯工具，再往上接一個能傳遞回轉的鑽桿，還要有能夠提供冷卻用水泵或風機。不僅如此，還應該有一個能夠提供回轉推進的設備叫鑽機。因此鑽孔是鑽機通過鑽頭不斷地刻取地下岩石得到的。
2、我們知道所形成的鑽孔地層多種多樣，套管是用來保護鑽孔的，通常用鑽口處，防止井口塌陷等。也可用在井下某個支護段。
3、取芯有幾種，對岩石來說，有一個取芯工具管叫岩芯管，分為卡具與卡料兩種，卡具是提鑽時自動完成卡取將岩芯帶出鑽孔的一種方式。卡料是通過鑽桿內向下投入的鋼粒等將管內岩石（芯）與管內壁形成摩擦力達到取出的目的。
㈣ 鑽機打三千米用什麼鑽桿！
有一篇文章你可以看看，希望對你有幫助 近年來國內外開發和研製的小井眼鑽井裝備及配套工具，包括小井眼鑽機；小井眼井下鑽具，如各種小井眼鑽頭、鑽井液馬達、小井眼用高強度特殊鑽桿、減小鑽柱振動和疲勞破壞的井下工具、射流沖擊器、小井眼打撈和震擊工具、小井眼鑽具報警系統；小井眼連續取心裝置；小井眼井控設備；小井眼固井工具等。對發展國內的小井眼鑽井技術提出了建議。
20 世紀90年代以來，小井眼鑽井技術作為一種經濟型鑽井技術取得了長足的進步。這種鑽井工藝技術的發展帶動了小井眼鑽井裝備及配套工具的技術進步，而裝備及配套工具的技術進步又推動了工藝技術的進一步發展。目前小井眼鑽井裝備及配套工具的最新進展主要表現在以下幾方面。
小井眼鑽機
小井眼鑽進方式有旋轉鑽進、井下馬達鑽進、連續取心鑽進等，與其配套的小井眼鑽機類型有小型常規石油鑽機、采礦式連續取心鑽機、修井機、連續油管作業機和專用小井眼鑽機。瑞典、美國、德國、加拿大、比利時、義大利、澳大利亞和羅馬尼亞等國家均開發與應用了新型小井眼石油鑽機，但總的來說，專用的小井眼鑽機為數不多，改進的小井眼鑽機仍佔多數。
目前具有代表性的國外公司小井眼鑽機主要有：低成本的美製kenting 小井眼鑽機；瑞典石油勘探公司的裝有小型防噴器的 小井眼液壓鑽機，可鑽井徑50.8-76.2mm，井深217-2666 的小井眼井；法國的foraslim 小井眼鑽機是目前世界最先進的小井眼專用鑽機，佔地面積為常規井場的，既可用於鑽121.66mm 和96mm 小井眼，也可用於連續取心鑽井，自動化程度高，鑽深達3500M，比用常規鑽機節約費用25%-47%；義大利SOLIMEC公司推出的G—100、G—100HD、G—150、G—200 和G—250 型系列小井眼鑽機，是目前世界上唯一的小井眼鑽機系列；AMOCO 公司和NABOR 公司共同研究開發的SH11 型小井眼石油鑽機，配有數控系統和專家井控系統，全液壓驅動，鑽井液凈化系統為清潔器和離心機；歐共體規劃項目研究開發的小井眼石油鑽機，採用頂驅系統，SH111、 SH66高強度鑽桿，同時還配備了取心裝置、錄井和測井裝置、井涌監測儀和報警系統；英國鑽井設備公司研製的小井眼鑽機，採用液力驅動，鑽深能力達3000M，新式鑽桿排放系統和先進檢測儀器，既可鑽井又可取心。
小井眼井下鑽具組合
1．小井眼鑽頭
（1）牙輪鑽頭目前國外採用改進的碳化鎢合金鑲齒（TCI）牙輪鑽頭，如美國Baker 公司研製出的能適應轉速為200r/m 98．4m 牙輪鑽頭，具有較厚的錐形外殼和直徑較小的輪軸，鑽頭長度由常規的146mm 減小到121mm，增強了側鑽能力，壽命提高了30-40%。從目前發展情況看，單牙輪鑽頭將會成為一種適用於各種地層中鑽小井眼的低成本高效率鑽井工具，加拿大使用單牙輪鑽頭鑽研磨性硬砂岩，一隻單牙輪鑽頭進尺相當於2 只三牙輪鑽頭的總進尺。
（2）金剛石鑽頭以dbs 公司、克里斯坦森公司等為代表，專門研製了抗偏轉的小尺寸pdc鑽頭、熱穩定聚晶金剛石鑽頭（tsp）和天然金剛石鑽頭。這種鑽頭能適應高轉速，可用於連續取心和鑽進。新型pdc聚晶金剛石鑽頭tsd金剛石鑽頭，在深層、中硬地層鑽井及擴眼效果很好，在降低扭矩、鑽頭冷卻方面比普通的pdc 和tsd鑽頭效果好。穹形設計的金剛石鑽頭，在耐磨結構上更緊湊，更適用於鑽較硬岩石。amoco 公司還開發出了避免小型聚晶金剛石過早損壞的抗渦旋轉鑽頭，在穿透能力方面取得了突破性進展。小型聚晶金剛石鑽頭將成為小井眼技術的一個發展方向。
（3）混合型pdc/tsp鑽頭美國maurer 工程公司為美國能源部研製了一種混合型pdc/tsp 高效鑽頭，PDC切削齒置於齒前排上，以高速度鑽軟地層；而TSP切削齒置於PDC切削齒的後排，用於鑽易損壞PDC 切削齒的硬夾層。該鑽頭在特定的大功率馬達帶動下能有效破岩。
（4）小井眼連續取心鑽頭在連續取心作業中，1000-3000M 的井，59%使用金剛石取心鑽頭，硬質合金鑽頭應用於小井眼取心還在繼續研究。目前國外已研製了能提高取心質量的雙體鑽頭，通過使用繩索打撈器改變鑽頭塞而改變鑽頭功能，使鑽頭進行鑽進或取心。
目前國內已研製了152.4MM 牙輪鑽頭、PDC鑽頭、雙心- 偏心BDC 鑽頭、無活動件鑽頭及單牙輪鑽頭，但牙輪鑽頭壽命與國外同類產品相比有差距。
2．鑽井液馬達
目前國外已經有高、中、低3種轉速和多種直徑的小井眼鑽井液馬達，其抗高溫性能已超過200攝氏度。美國Maurer 工程公司為美國能源部研製85.73mm大功率小井眼鑽井液馬達，配合pdc/tsp 高效鑽頭，能使鑽速提高2倍，降低鑽井成本50-60%。
美國Anadrill 公司和英國shell 研究開發機構開發了一套儀表化的井下導向馬達，以提高地質導向的效果。該馬達固定和可調彎外殼系統組合可使鑽具具有多種造斜功能，造斜率最大可超過15度、30.5M。國內也研製成功多種尺寸小井眼鑽井液馬達。
3．鑽桿
為適應小井眼鑽井，使整個鑽井過程中鑽柱尺寸最小，國外已開發出高強度特殊鑽桿。標准新鑽桿有：外徑88.9MM，接頭101.6-127MM的小井眼高扭矩鑽桿和專為85.73MM英寸井眼設計的外徑為65MM的鑽桿。
4．減小鑽柱振動和疲勞破壞的井下工具
為了減小鑽柱振動和疲勞破壞，國內外主要採用的配套工具有：抗偏轉的PDC 鑽頭、減小扭轉振動的柔性轉盤或頂驅、鑽井液馬達和液力加壓器、耐疲勞新型鑽桿接頭。圖1 為配套使用的井下液力加壓器，該工具可增加鑽頭壽命，在許多地層鑽進都比轉盤鑽進快3-5 倍，鑽井成本可降低50-70%。現在已出現了串聯的液力加壓器，目前最多到三級，其作用原理與單級相同，只是加壓器上需作用更大的鑽壓。
5．射流沖擊器
在小井眼鑽井過程中，配套使用射流沖擊器，利用沖擊H回轉聯合鑽進既可以提高鑽井速度，又可以防止井斜，從而達到提高鑽井質量，降低鑽井成本的目的。
6． 小井眼打撈和震擊工具
目前國內外根據需要研製出多種適合小井眼的打撈筒和震擊器，如用於打撈83.2MM 和89.6MM鑽具的104MM 打撈筒、高壓小井眼用各種尺寸井下循環接頭- 液力倒扣接頭、液壓及裂縫圓盤接頭以及安全接頭。耐高壓用的小井眼震擊器有單作用和雙作用兩種。國內牡丹江、高峰等石油機械廠生產小井眼用打撈、震擊工具，但材料還不過關。
7．小井眼鑽具報警系統
國外目前已研製成功一種用於小井眼連續油管鑽井的鑽具報警系統，這套系統能夠檢測到連續油管的受損情況，避免造成嚴重的井下事故。該系統通過一個井筒內感測器將連續油管受損情況傳輸到地面控制室，從儀表控制盤上給操作者提供一種看得著、聽得見的井下鑽具信息。
小井眼連續取心裝置
小井眼連續取心技術源於礦業連續取心技術，實質上就是繩索式取心。一般來說，小井眼連續取心裝置包括取心鑽機、取心鑽桿、取心鑽頭、岩心筒和其它所需工具。現在已經能在104.8MM 或更小的井眼中取心，並採用鑽柱抗振技術來提高岩心收獲率。Amoco公司採用薄壁鑽桿和電纜可回收岩心筒連續取心鑽井系統取心。該系統採用頂部驅動旋轉外平鑽桿，連續取心長度可達12.19m，開發井中平均取心收獲率達98.3%。圖2 為Amoco 公司小井眼取心井下鑽具組合。國內常規小井眼取心工具的研製主要以四川油田為主，如川6-3 等。煤炭部已完成了繩索式取心工具的研製。
小井眼井控設備
為保證小井眼鑽井的安全，國外已改進和完善了小井眼井控防噴裝置和除氣器，研製出先進的以探測進出井鑽井液流量和以聲波反射原理為基礎的地層溢流檢測系統。國外的井控設備有：全封、半封閘板防噴器和鑽柱內防噴工具、動平衡壓井所需除氣裝置和管匯，並儲備有性能良好的重鑽井液。
公司開發的小井眼井控專家系統，可利用計算機進行現場連續監測：smedving 公司研製Gaskick系統；INTEQ公司研製動態模擬器及溢流檢測軟體；shell 公司的井涌早期檢測系統能測出0.16立方米的侵入量。
勝利油田1999年試驗了隨鑽氣侵檢測儀，該儀器採用攜帶型計算機進行數據處理與分析，以鑽井泵產生的壓力波作為檢測儀的聲源。目前，隨鑽氣侵檢測儀已在"- 口小井眼鑽井中推廣應用，均取得了良好效果，該儀器的研究成功對完善我國小井眼和復雜地層鑽井井控技術具有重要意義。
小井眼固井工具
國外研製成功一種新設備，可與50.8MM連續油管配合用於小井眼固井作業。由J型槽和位於連續油管端部的65MM密封組成的一個特殊裝置可與位於88.9MM套管柱端部的密封井眼插座自動連接或脫扣。這種工具可回收、容易調整和重復使用。在固井中發生事故時可被剪斷使連續油管起出井眼。該工具提供了常規注水泥方法不能實施場合下的一種經濟的注水泥方法。
發展建議
（1）在小井眼技術中，完善的設備及配套工具是技術發展的關鍵，目前對小井眼繩索連續取心的專用鑽柱、使用油基鑽井液時的井涌監測控制裝置、鑽桿的雙肩連接等方面還應加強研究。
（2）與國外相比，國內小井眼設備及工具還不完善，限制了小井眼技術的發展，目前已開發研製的小井眼工具多應用於152.4MM井眼，規格型號單一。
（3）小井眼技術因其成本低必然成為石油工業主要技術，建議國內各油田應根據小井眼技術低成本的特點，制定裝備和配套工具的發展規劃，加快小井眼裝備及配套工具的發展與應用。
（4）從目前國內小井眼技術應用來看，還存在著後期作業工具與小井眼鑽井工具不配套的情況，建議加強小井眼鑽采一體化配套工具的研製。
（5）從降低鑽井作業成本、提高鑽速的角度考慮，建議加快小井眼鑽機的改進與研製及高轉速小井眼鑽頭的研究。
㈤ 石油鑽井專業術語解釋
鑽頭
鑽頭主要分為：刮刀鑽頭；牙輪鑽頭；金剛石鑽頭；硬質合金鑽頭；特種鑽頭等。衡量鑽頭的主要指標是：鑽頭進尺和機械鑽速。
鑽機八大件
鑽機八大件是指：井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。
鑽柱組成及其作用
鑽柱通常的組成部分有：鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是：(1)起下鑽頭；(2)施加鑽壓；(3)傳遞動力；(4)輸送鑽井液；(5)進行特殊作業：擠水泥、處理井下事故等。
鑽井液的性能及作用
鑽井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)靜切力；(5)失水量；(6)泥餅厚度；(7)含砂量；(8)酸鹼度；(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液，其主作用是：1)攜帶、懸浮岩屑；2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具；3)清洗、沖刷井底，利於鑽井；4)利用鑽井液液柱壓力，防止井噴；5)保護井壁，防止井壁垮塌；6)為井下動力鑽具傳遞動力。
常用的鑽井液凈化設備
常用的鑽井液凈化設備：(1)振動篩，作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒；(2)旋流分離器，作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒；(3)螺桿式離心分離機，作用是回收重晶石，分離粘土顆粒；(4)篩筒式離心分離機，作用是回收重晶石。
鑽井中鑽井液的循環程序
鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。
鑽開油氣層過程中，鑽井液對油氣層的損害
主要有以下幾種損害：(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙；(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道；(4)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力。
預測和監測地層壓力的方法
(1)鑽井前，採用地震法；(2)鑽井中，採用機械鑽速法，d、dc指數法，頁岩密度法；(3)完井後，採用密度測井，聲波時差測井，試油測試等方法。
鑽井液靜液壓力和鑽井中變化
靜液壓力，是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化，岩屑的進入會增加液柱壓力，油、氣水侵會降低靜液壓力，井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。防止鑽井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鑽井液；起鑽及時灌滿鑽井液。
噴射鑽井
噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時，所產生的高速射流的水力作用，提高機械鑽速的一種鑽井方法。
影響機械鑽速的因素
(1)鑽壓、轉速和鑽井液排量；(2)鑽井液性質；(3)鑽頭水力功率的大小；(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。
鑽井取心工具組成
(1)取心鑽頭：用於鑽取岩心；(2)外岩心筒：承受鑽壓、傳遞扭矩；(3)內岩心筒：儲存、保護岩心；(4)岩心爪：割斷、承托、取出岩心；(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。
取岩心
取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來，這種成塊的岩石叫做岩心，通過它可以測定岩石的各種性質，直觀地研究地下構造和岩石沉積環境，了解其中的流體性質等。
平衡壓力鑽井
在鑽井過程中，始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。
井噴
是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有：(1)地層壓力掌握不準；(2)泥漿密度偏低；(3)井內泥漿液柱高度降低；(4)起鑽抽吸；(5)其他措施不當等。
軟關井
就是在發現溢流關井時，先打開節流閥，後關防噴器，再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值，保證井控安全，一旦井內壓力過大，可節流放噴。
鑽井過程中溢流
(1)鑽井液儲存罐液面升高；(2)鑽井液出口流速加快；(3)鑽速加快或放空；(4)鑽井液循環壓力下降；(5)井下油、氣、水顯示；(6)鑽井液在出口性能發生變化。
溢流關井程序
(1)停泵；(2)上提方鑽桿；(3)適當打開節流閥；(4)關防噴器；(5)試關緊節流閥；(6)發出信號，迅速報告隊長、技術員；(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。
鑽井中井下復雜情況
鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因，造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等，不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。
鑽井事故
是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意，而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。
井漏
井漏主要由下列現象發現，(1)泵入井內鑽井液量＞返出量，嚴重時有進無出；(2)鑽井液罐液面下降，鑽井液量減少；(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重，泵壓下降越明顯。
卡鑽及造成原因
卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因，使鑽具在井內長時間不能自由活動，這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。
處理卡鑽事故的方法
(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。
固井
固井就是向井內下入一定尺寸的套管串，並在其周圍注入水泥漿，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏鬆、易塌、易漏等復雜地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄漏；安裝井口，控制油氣流，以利鑽進或生產油氣。
井身結構
包括：(1)一口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管相應的鑽頭直徑和鑽進深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等等。
套管柱下部結構
(1)引鞋：引導套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；(2)套管鞋：引導在其內部起鑽的鑽具進入套管；(3)旋流短節：使水泥漿旋流上返，利於替泥漿，提高注水泥質量；(4)套管回壓凡爾：防止水泥漿迴流，下套管時間阻止泥漿進入套管；(5)承托環：承托膠塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在鑽井中居中，提高固井質量。
注水泥施工工序
下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。
完井井口裝置
(1)套管頭--密封兩層套管環空，懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管頭--承座錐管掛，連接油層套管和採油樹、放噴閘門、管線；(3)採油樹--控制油氣流動，安全而有計劃地進行生產，進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。
尾管固井法
尾管固井是在上部已下有套管的井內，只對下部新鑽出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法：尾管座於井底法；水泥環懸掛法；尾管懸掛器懸掛法。
試油
在鑽井發現油、氣層後，還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面，並經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料，以及油、氣、水性質等工作，稱做試油(氣)。
射孔
鑽井完成時，需下套管注水泥將井壁固定住，然後下入射孔器，將套管、水泥環直至油(氣)層射開，為油、氣流入井筒內打開通道，稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。
井底污染
井底污染又稱井底損害，是指油井在鑽井或修井過程中，由於鑽井液漏失或水基鑽井液的濾液漏入地層中，使井筒附近地層滲透率降低的現象。
誘噴
射孔之前，為了防止井噴事故，油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔後，為了將地層中液體導出地面，就必需降低壓井液的液柱，減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序，稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。
鑽桿地層測試
鑽桿地層測試是使用鑽桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試，也可在未下入套管的裸眼井中進行測試；既可在鑽井完成後進行測試，又可在鑽井中途進行測試。
電纜地層測試
在鑽井過程中發現油氣顯示後，用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力，稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單，可以多次地、重復地進行。
油管傳輸射孔
油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下，射孔後可以直接使地層的流體經油管導致地面，不必在射孔時向井內灌入大量壓井液，避免井底污染的一種先進技術。
岩石孔隙度
岩石的孔隙度是指岩石中未被固體物質充填的空間體積Vp與岩石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示，其表達式為：Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。
地層原油體積系數
地層原油體積系數βo，又稱原油地下體積系數，或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣後的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大於1。
流體飽和度學習
某種流體的飽和度是指：儲層岩石孔隙中某種流體所佔的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所佔據的程度。岩石中由幾相流體充滿其孔隙，則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。
㈥ 石油的鑽井通常都有上千米深，大概的工作原理是怎樣的
通俗簡單的說吧：
能源是電力，
機械傳動，通過方鑽桿，轉動的力在地面傳給方鑽桿，方鑽桿下面是鑽桿，鑽桿下面是鑽頭，跟我們在地面上用電鑽鑽一個孔原理差不多
不同的是鑽桿之間用螺紋連接，鑽到一定深度，就得擰開中間再加一節鑽桿，這樣一節一節鑽下去，就可以達到幾千米深了。
每鑽一定深度，還得測量，有專門的測井公司，如發生偏差及時修正，
現在的鑽井水平，十分厲害，可以在直著鑽上千米深後再拐彎90度，鑽孔能拐彎這種情況，在其它行業，是完全不可能的，