第一篇：鉆井工程師成長之路(定向)

鉆井工程師成長之路(定向井基礎(chǔ))

一．井口操作

我們經(jīng)常碰見的井大都是定向井，就算有直井，也會(huì)打偏而定向糾偏。

那么在打一口定向井，或者水平井時(shí)，對(duì)直井段的要特別注意，必須要加以控制。參看資料1中30度的井有水平位移的要求，一般可以通過單點(diǎn)測(cè)斜來獲得當(dāng)前井斜，方位的數(shù)據(jù)。在起鉆前把多然后在起鉆過程中利用每起一個(gè)立柱靜止卸口的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和記錄。也就是說每上提一柱，司鉆鉆完后將一起把記錄本和儀器送到定向服務(wù)中心做數(shù)據(jù)分析來了解當(dāng)前井的軌跡，如果需要提前下聯(lián)絡(luò)什么時(shí)候上定向的儀器和人員。

井下定向法是先用正常下鉆法將造斜工具下到井底，然后從鉆柱內(nèi)下入儀器測(cè)量工具面在井下的實(shí)定方位不符，亦可在地面上通過轉(zhuǎn)盤將工具面扭到預(yù)定的定向方位上。在定向組合鉆具入井時(shí)，我口量角差。這個(gè)角差是有螺桿上的高邊方向線和定向接頭上的定向鍵組成。

上圖中的紅圈里的線就是螺桿的高邊線，它是彎螺在井下定向時(shí)所鉆進(jìn)的方向。

上圖為定向儀器乘載的定向接頭的結(jié)構(gòu)圖。

上圖的上面的鉆具為螺桿，下圖將定向接頭的定向鍵和高邊方向線平移到同一個(gè)平面來計(jì)算角差。從高邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂直接頭鍵的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周長，則可以算出角差是多少度，在司鉆顯示器和軌跡控制軟件上所顯示的出的工具面是已經(jīng)把角差帶入后計(jì)算好的。

上圖是司鉆讀出器，讀出當(dāng)前的井段數(shù)據(jù)。圖中象雷達(dá)一樣的就是工具面，詳細(xì)作用可以參考資料2，書中有詳細(xì)的敘述。那么這個(gè)雷達(dá)一樣的工具面有什么作用呢？把它用360度來劃分，那么當(dāng)紅線指零度時(shí)是增斜，指180度時(shí)是降斜，90度時(shí)是增方位，270度是降方位。在特殊井軌道設(shè)計(jì)這個(gè)軟件中，這四個(gè)度指起著非常重要的作用，我們?cè)谙旅嬉还?jié)的內(nèi)容里會(huì)介紹它是如何重要的。

某時(shí)刻，我們測(cè)的工具面如上圖所示的位置，我們這時(shí)候需要全力增井斜，應(yīng)該怎么辦？所給的鉆進(jìn)參數(shù)是120KN，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)10KN=10度，當(dāng)我們加了120KN鉆壓時(shí)，紅線是否能擺到0度的位置上呢？不一定，我們要考慮反扭角。

動(dòng)力鉆具在工作中，液流作用于轉(zhuǎn)子并產(chǎn)生扭矩，傳給鉆頭去破碎巖石。液體同時(shí)也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩將有使鉆柱旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但由于鉆柱在井口處是被鎖住的，所以只能扭轉(zhuǎn)一定的角度，此角稱為反扭角。

現(xiàn)場中，我們?cè)谵D(zhuǎn)盤做一道記號(hào)，調(diào)整工具面，在加壓使紅線到0度位置。另外一種方法是，接完單根，定向工程師不做要求，讓司鉆加壓到120KN直接打，看工具面前后的變化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面穩(wěn)定的狀況下，這幾分鐘的忙打不會(huì)有多少進(jìn)尺，也不會(huì)影響到定向作業(yè))。然后準(zhǔn)確的調(diào)整工具面。二．軟件操作

先來介紹下，一般下井的定向儀器的結(jié)構(gòu)與功能。

儀器是將傳感器測(cè)得的井下參數(shù)按照一定的方式進(jìn)行編碼，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)控制伺服閥閥頭的運(yùn)動(dòng)，利用循環(huán)的泥漿使主閥閥頭產(chǎn)生同步的運(yùn)動(dòng)，這樣就控制了主閥閥頭與下面的限流環(huán)之間的泥漿流通面積。在主閥閥頭提起狀態(tài)下，鉆柱內(nèi)的泥漿可以較順利地從限流環(huán)通過；在主閥閥頭壓下狀態(tài)時(shí)，泥漿流通面積減小，從而在鉆柱內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)正的泥漿壓力脈沖。定向探管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制著主閥閥頭提起或壓下狀態(tài)的時(shí)間，從而控制了脈沖的寬度和間隔。主閥閥頭與限流環(huán)之間的泥漿流通面積決定著信號(hào)的強(qiáng)弱，我們可以通過選擇主閥閥頭的外徑和限流環(huán)的內(nèi)徑尺寸來控制信號(hào)強(qiáng)弱，使之適用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作環(huán)境。實(shí)際上，整個(gè)過程涉及到如何在井下獲得參數(shù)以及如何將這些數(shù)據(jù)輸送到地面，這兩個(gè)功能分別由探管和泥漿脈沖發(fā)生器完成。定向探管

這種測(cè)斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊偷卮艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測(cè)量頭坐標(biāo)系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽定位面平行，而Z軸平行于測(cè)量頭軸向。三個(gè)加速度計(jì)Gx、Gy、Gz和三個(gè)磁通門Bx、By、Bz的敏感軸分別平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力場的重力加速度在三個(gè)方向上的分量，后者感受地磁場在三個(gè)方向上的分量。當(dāng)這些傳感器感受輸入量時(shí)，與其伺服電路一起將輸入量變換成與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓。溫度敏感頭及其電路，將溫度變換成輸出電壓（VT）。這7個(gè)輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓（VR）及電源電壓（VD）共9個(gè)電壓經(jīng)多路開關(guān)依次輸入到V/T變換器，經(jīng)8次采樣平均之后形成一組輸出脈沖串（P8），這一脈沖串和同步脈沖（PS）在電壓時(shí)間變換器內(nèi)部通過與門形成P0，并輸入到CPU處理單元，CPU把這一脈沖串的各脈沖間隔變成數(shù)字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等參數(shù)的值。CPU進(jìn)一步將這些參數(shù)進(jìn)行編碼，形成脈沖串，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作。伽馬探管 伽馬探管是綜合測(cè)量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測(cè)井時(shí)用γ射線探測(cè)器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測(cè)量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。

根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的聯(lián)系，結(jié)合其它測(cè)井方法的測(cè)量結(jié)果即可有效的推測(cè)生油巖層，這也是自然伽馬測(cè)井應(yīng)用的主要目的。

無線伽馬與有線伽馬測(cè)井相比，除有效的完成自然伽馬測(cè)井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無線伽馬測(cè)井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測(cè)量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得第一手有效的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。泥漿發(fā)生器

泥漿脈沖隨鉆測(cè)斜儀是通過電磁機(jī)構(gòu)控制閥門頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下狀態(tài)，在無磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理操作

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)傳送到井臺(tái)下的專用數(shù)據(jù)處理儀，并實(shí)時(shí)獲取地面解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于屏幕上顯示的內(nèi)容，用戶既可以通過鍵盤在井臺(tái)上調(diào)整，也可以通過通信聯(lián)系在計(jì)算機(jī)軟件上做遠(yuǎn)程調(diào)整。

1． 度盤/消息區(qū)

該區(qū)域用于顯示定向度盤或來自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤顯示時(shí)，用戶可以指定其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從最新到最舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（最多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過切換度盤/消息或前后翻閱來顯示新收到的消息）。2． 數(shù)據(jù)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域最上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信聯(lián)系時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來的部分用較大字體顯示主要的測(cè)量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測(cè)量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，由一個(gè)“?0?9”狀的標(biāo)志來指出當(dāng)前度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。最新解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。3． 波形區(qū)

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。4．狀態(tài)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的最下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的最右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。淺層測(cè)試

儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。

軟件的主窗口被分成了多個(gè)區(qū)域，用于顯示不同種類的數(shù)據(jù)，它們分別是：立管壓力值顯示區(qū)、度盤顯示區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。立管壓力值顯示區(qū)

以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。波形圖顯示區(qū)

以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測(cè)門限值。度盤顯示區(qū)

度盤中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，最內(nèi)圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是最新的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。數(shù)據(jù)顯示區(qū)

該區(qū)域位于窗口最右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來自探管的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括采樣測(cè)試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的最大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過50%意味著數(shù)據(jù)可能是無效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無效的。

表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，最多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在最下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。數(shù)據(jù)校正

對(duì)于工具面測(cè)量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：

補(bǔ)償工具面 = 測(cè)量工具面－（IMO + DAO）

對(duì)于方位測(cè)量，由于儀器測(cè)量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°，則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測(cè)得）+ 東磁偏角 在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。

1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤面）至測(cè)點(diǎn)的井眼實(shí)際長度，人們常稱為斜深。國外稱為測(cè)量深度（Measure Depth）。

2）測(cè)深：測(cè)點(diǎn)的井深，是以測(cè)量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。3）井斜角：該測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。

4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過的角度。

5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。?進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算： 真方位角＝磁方位角＋東偏磁偏角

真方位角=磁方位角－西偏磁偏角 6）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度。

7）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡稱方位變化率，?是指井斜方位角隨井深變化的快慢程 度。

8）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），?該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值。《特殊工藝井軌道設(shè)計(jì)》這個(gè)軟件，是本油田常用的軟件，也是定向工程師(不是指儀器工程師)常用的軟件。雖然它不夠全面，但已經(jīng)滿足油田定向井施工要求。這款軟件自帶有使用說明《特殊井軌跡設(shè)計(jì)說明.doc》，里面有最基本的操作，如數(shù)據(jù)的錄入，讀入，讀出，打印等。

新建，刪除，更新操作是定向工程師在一口井開始定向時(shí)，進(jìn)行分析軌跡而使用的。其產(chǎn)生的操作地方在AB兩個(gè)區(qū)中。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)完了，需要點(diǎn)旁邊計(jì)算器一樣的圖標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。一般第一行在B區(qū)的方位欄填入本口井的自然地層傾角方位。然后生成，后面根據(jù)造斜率和造斜的段長來逐步設(shè)計(jì)軌跡。

一般我們看某段是否在定向鉆井還是復(fù)合鉆井，及定向鉆具的造斜率都可以參看全角率,K井斜，K方位。這三欄是鉆具在實(shí)際地層的真實(shí)值很有指導(dǎo)意義。比如某種鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)增斜會(huì)是多少或者，復(fù)合鉆能有多少的增斜等。一般小數(shù)點(diǎn)后面第二位有值，且值很小被認(rèn)為是復(fù)合鉆進(jìn)，而第一位就有值被認(rèn)為定向鉆進(jìn)。三．LWD介紹

CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井裝備，由中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院、北京石油機(jī)械廠和中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司測(cè)井儀器廠共同研發(fā)完成。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際鉆井界公認(rèn)的21世紀(jì)鉆井高新技術(shù)，它集鉆井技術(shù)、測(cè)井技術(shù)及油藏工程技術(shù)為一體，用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測(cè)量和隨鉆控制手段來保證實(shí)際井眼穿過儲(chǔ)層并取得最佳位置，根據(jù)隨鉆監(jiān)測(cè)到的地層特性信息實(shí)時(shí)調(diào)整和控制井眼軌道，使鉆頭聞著“油味”走，具有隨鉆識(shí)別油氣層、導(dǎo)向功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

下面介紹下，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)組成。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)由測(cè)傳馬達(dá)（CAIMS）、無線接收系統(tǒng)（WLRS）、正脈沖無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)（CGMWD）和地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)（CFDS）組成。

CAIMS測(cè)傳馬達(dá)結(jié)構(gòu)見圖2，自上而下由旁通閥、螺桿馬達(dá)(i=5/6)、萬向軸總成、近鉆頭測(cè)傳短節(jié)、地面可調(diào)彎殼體總成(α=0～2°)和帶近鉆頭穩(wěn)定器的傳動(dòng)軸總成組成。近鉆頭測(cè)傳短節(jié)由電阻率傳感器、自然伽馬傳感器、井斜傳感器、電磁波發(fā)射天線和減振裝置、控制電路、電池組組成。該短節(jié)可測(cè)量鉆頭電阻率、方位電阻率、方位自然伽馬、井斜、溫度等參數(shù)。用無線短傳方式把各近鉆頭測(cè)量參數(shù)傳至位于旁通閥上方的無線短傳接收系統(tǒng)。

WLRS無線接收系統(tǒng)主要由上數(shù)據(jù)連接總成、穩(wěn)定器、電池與控制電路艙體、短傳接收線圈和下接頭組成，如圖3所示。上與CGMWD連接，下與馬達(dá)連接。接收由馬達(dá)下方無線短傳發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波信號(hào)，由上數(shù)據(jù)連接總成將短傳數(shù)據(jù)融入CGMWD系統(tǒng)。

CGMWD正脈沖無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)包括CGMWD－MD井下儀器(圖4)和CGMWD－MS地面裝備(圖5)。二者通過鉆柱內(nèi)泥漿通道中的壓力脈沖信號(hào)進(jìn)行通信，并協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)鉆井過程中井下工具的狀態(tài)、井下工況及有關(guān)測(cè)量參數(shù)（包括井斜、方位、工具面等定向參數(shù)，伽馬、電阻率等地質(zhì)參數(shù)，及鉆壓等其他工程參數(shù)）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。地面裝備部分由地面?zhèn)鞲衅?壓力傳感器、深度傳感器、泵沖傳感器等)、儀器房、前端接收機(jī)及地面信號(hào)處理裝置、主機(jī)及外圍設(shè)備與相關(guān)軟件組成，具有較強(qiáng)的信號(hào)處理和識(shí)別能力，可傳深度4500m以上。地下儀器部分由無磁鉆鋌和裝在無磁鉆鋌中的正脈沖發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器短節(jié)、電池筒短節(jié)、定向儀短節(jié)、下數(shù)據(jù)連接總成組成。上接普通(或無磁)鉆鋌，下接無線短傳接收系統(tǒng)。由于采用開放式總線設(shè)計(jì)，該儀器可兼容其它型號(hào)的脈沖發(fā)生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)作為信息傳輸通道外，還可用于其他鉆井作業(yè)。

CFDS地面應(yīng)用軟件子系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)處理分析、鉆井軌道設(shè)計(jì)與導(dǎo)向決策等軟件組成，另外還有效果評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)管理和圖表輸出等模塊。應(yīng)用該軟件系統(tǒng)可對(duì)鉆井過程中實(shí)時(shí)上傳的近鉆頭電阻率、自然伽馬等地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行處理和分析，從而對(duì)新鉆地層性質(zhì)作出解釋和判斷，并對(duì)待鉆地層(鉆頭下方某一深度內(nèi))進(jìn)行前導(dǎo)模擬；再根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的工程參數(shù)，對(duì)井眼軌道作出必要的調(diào)整設(shè)計(jì)，進(jìn)行決策和隨鉆控制。由此可提高探井、開發(fā)井對(duì)油層的鉆遇率和成功率，大幅度提高進(jìn)入油層的準(zhǔn)確性和在油層內(nèi)的進(jìn)尺。

CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有測(cè)量、傳輸和導(dǎo)向三大功能：

1)測(cè)量在近鉆頭測(cè)傳短節(jié)中裝有電阻率傳感器、自然伽馬傳感器和井斜傳感器，在無線短傳接收短節(jié)中裝有接收線圈。近鉆頭測(cè)傳短節(jié)可測(cè)量鉆頭電阻率、方位電阻率、自然伽馬和近鉆頭井斜角、工具面角，這些參數(shù)由無線短傳發(fā)射線圈以電磁波方式，越過導(dǎo)向螺桿馬達(dá)，分時(shí)傳送至無線接收短節(jié)中的接收線圈。2)傳輸無線接收線圈接收到馬達(dá)下方的信息后，由數(shù)據(jù)連接系統(tǒng)融入位于其上方的CGMWD正脈沖隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，CGMWD通過正脈沖發(fā)生器在鉆柱內(nèi)泥漿通道中產(chǎn)生的壓力脈沖信號(hào)，把所測(cè)的近鉆頭信息(部分)傳至地面處理系統(tǒng)，同時(shí)還上傳CGMWD自身測(cè)量信息，包括井斜、方位、工具面和井下溫度等參數(shù)。3)導(dǎo)向地面處理系統(tǒng)接收和采集井下儀器上傳的泥漿壓力脈沖信號(hào)后，進(jìn)行濾波降噪、檢測(cè)識(shí)別、解碼及顯示和存儲(chǔ)等處理，將解碼后的數(shù)據(jù)送向司鉆顯示器供定向工程師閱讀；同時(shí)由CFDS導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)進(jìn)行判斷、決策，以井下導(dǎo)向馬達(dá)(或轉(zhuǎn)盤鉆具組合)作為導(dǎo)向執(zhí)行工具，指揮導(dǎo)向工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層或在油氣儲(chǔ)層中繼續(xù)鉆進(jìn)

地質(zhì)導(dǎo)向在本井中的使用情況。由于本井的標(biāo)志層不明顯，所以在特定的垂深處使用地質(zhì)導(dǎo)向。使用LWD獲得大量地質(zhì)參數(shù)，如地層電阻率，自然伽馬值等，總結(jié)這些參數(shù)在砂巖和泥巖，水層和油氣層中的變化特征，并在實(shí)踐中結(jié)合錄井各類參數(shù)及巖樣檢測(cè)資料綜合評(píng)價(jià)和應(yīng)用。

在水平井的著陸階段，鉆頭是以一定的角度由泥巖接近儲(chǔ)集層，由于儲(chǔ)集層電阻率很高，進(jìn)一步鉆進(jìn)，電阻率曲線會(huì)明顯升高

上圖為在無磁鉆鋌中的儀器

由于地層物性影響電測(cè)曲線及鉆時(shí)曲線的過程比較緩慢，在錄井過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)開始下降而隨鉆測(cè)井電阻率有抬升的趨勢(shì)，就應(yīng)當(dāng)注意是否已經(jīng)鉆入儲(chǔ)集層，并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)和鄰井資料綜合判斷巖性界面，及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，使鉆頭保持在油層中穿行。

識(shí)別地層界面的方法，可以使用極化角，它的產(chǎn)生是由于儀器的原因引起的，當(dāng)隨鉆測(cè)井儀器在井眼軌跡與地層界面夾角小于30度進(jìn)入另一個(gè)地層，并且地層界面兩側(cè)電阻率由差別時(shí)，在目的層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流激增來干擾儀器發(fā)出的傳播波，儀器接收到被干擾的電流后引起電阻率測(cè)量值的激增，然后迅速回到正常值。界面兩側(cè)電阻率差別越大，這種激增就越大：并且一般淺電阻率比深電阻率更容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象

使用方位伽馬同樣可以判斷地層界面：方位伽馬探測(cè)器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以測(cè)量不同方位的地層伽馬值，根據(jù)接近界面的先后順序而依次探測(cè)到新地層的出現(xiàn)。泥巖層的伽馬值為高值，由于伽馬對(duì)泥巖敏感，依據(jù)方位伽馬預(yù)測(cè)泥巖的存在會(huì)有很高的準(zhǔn)確性。

水平井要求井眼軌跡保持在儲(chǔ)集層中上部距蓋層一定距離處，這時(shí)由于探測(cè)范圍的不同，深電阻率比淺電阻率曲線要低；進(jìn)入水層深電阻率將會(huì)降低，若井眼軌跡向下部水層靠近的話，深電阻率將脫離上部泥巖的影響，并受下部水層的影響；考慮到井眼軌跡距離泥巖及水層的距離，電阻率曲線有可能會(huì)先升高再降低。在現(xiàn)場錄井過程中必須結(jié)合工程參數(shù)，巖屑變化等綜合考慮分析。附加內(nèi)容

常有朋友和同學(xué)說自己無法用肉眼去分辨配合接頭的型號(hào)及大小，其實(shí)作為工程人員的我們有專門用的尺子。當(dāng)然也由朋友會(huì)用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。

如上圖，我用下面的直尺量出的扣型大小并不準(zhǔn)確，不信你可以去試試。而用上面專用的接頭尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的準(zhǔn)確。大家可以放大圖中的紅圈的地方仔細(xì)讀數(shù)，此為5寸鉆桿的母扣，時(shí)410的扣型。

第二篇：鉆井工程師成長之路(定向井基礎(chǔ))

鉆井工程師成長之路(定向井基礎(chǔ))

一．井口操作

我們經(jīng)常碰見的井大都是定向井，就算有直井，也會(huì)打偏而定向糾偏。

那么在打一口定向井，或者水平井時(shí)，對(duì)直井段的要特別注意，必須要加以控制。參看資料1中對(duì)3000米內(nèi)，地層傾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通過單點(diǎn)測(cè)斜來獲得當(dāng)前井斜，方位的數(shù)據(jù)。在起鉆前把多點(diǎn)從鉆柱內(nèi)投到靠進(jìn)鉆頭處，然后在起鉆過程中利用每起一個(gè)立柱靜止卸口的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和記錄。也就是說每上提一柱，司鉆在本子上記錄當(dāng)前時(shí)間。起鉆完后將一起把記錄本和儀器送到定向服務(wù)中心做數(shù)據(jù)分析來了解當(dāng)前井的軌跡，如果需要提前下入定向儀器糾偏，會(huì)打電話聯(lián)絡(luò)什么時(shí)候上定向的儀器和人員。

井下定向法是先用正常下鉆法將造斜工具下到井底，然后從鉆柱內(nèi)下入儀器測(cè)量工具面在井下的實(shí)際方位；如果實(shí)際方位與預(yù)定方位不符，亦可在地面上通過轉(zhuǎn)盤將工具面扭到預(yù)定的定向方位上。在定向組合鉆具入井時(shí)，我們經(jīng)常看見定向工程師在井口量角差。這個(gè)角差是有螺桿上的高邊方向線和定向接頭上的定向鍵組成。

上圖中的紅圈里的線就是螺桿的高邊線，它是彎螺在井下定向時(shí)所鉆進(jìn)的方向。

上圖為定向儀器乘載的定向接頭的結(jié)構(gòu)圖。

上圖的上面的鉆具為螺桿，下圖將定向接頭的定向鍵和高邊方向線平移到同一個(gè)平面來計(jì)算角差。從高邊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頂直接頭鍵的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周長，則可以算出角差是多少度，在司鉆顯示器和軌跡控制軟件上所顯示的出的工具面是已經(jīng)把角差帶入后計(jì)算好的。

上圖是司鉆讀出器，讀出當(dāng)前的井段數(shù)據(jù)。圖中象雷達(dá)一樣的就是工具面，詳細(xì)作用可以參考資料2，書中有詳細(xì)的敘述。那么這個(gè)雷達(dá)一樣的工具面有什么作用呢？把它用360度來劃分，那么當(dāng)紅線指零度時(shí)是增斜，指180度時(shí)是降斜，90度時(shí)是增方位，270度是降方位。在特殊井軌道設(shè)計(jì)這個(gè)軟件中，這四個(gè)度指起著非常重要的作用，我們?cè)谙旅嬉还?jié)的內(nèi)容里會(huì)介紹它是如何重要的。

某時(shí)刻，我們測(cè)的工具面如上圖所示的位置，我們這時(shí)候需要全力增井斜，應(yīng)該怎么辦？所給的鉆進(jìn)參數(shù)是120KN，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)10KN=10度，當(dāng)我們加了120KN鉆壓時(shí)，紅線是否能擺到0度的位置上呢？不一定，我們要考慮反扭角。

動(dòng)力鉆具在工作中，液流作用于轉(zhuǎn)子并產(chǎn)生扭矩，傳給鉆頭去破碎巖石。液體同時(shí)也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩將有使鉆柱旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但由于鉆柱在井口處是被鎖住的，所以只能扭轉(zhuǎn)一定的角度，此角稱為反扭角。

現(xiàn)場中，我們?cè)谵D(zhuǎn)盤做一道記號(hào)，調(diào)整工具面，在加壓使紅線到0度位置。另外一種方法是，接完單根，定向工程師不做要求，讓司鉆加壓到120KN直接打，看工具面前后的變化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面穩(wěn)定的狀況下，這幾分鐘的忙打不會(huì)有多少進(jìn)尺，也不會(huì)影響到定向作業(yè))。然后準(zhǔn)確的調(diào)整工具面。二．軟件操作

先來介紹下，一般下井的定向儀器的結(jié)構(gòu)與功能。

儀器是將傳感器測(cè)得的井下參數(shù)按照一定的方式進(jìn)行編碼，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)控制伺服閥閥頭的運(yùn)動(dòng)，利用循環(huán)的泥漿使主閥閥頭產(chǎn)生同步的運(yùn)動(dòng)，這樣就控制了主閥閥頭與下面的限流環(huán)之間的泥漿流通面積。在主閥閥頭提起狀態(tài)下，鉆柱內(nèi)的泥漿可以較順利地從限流環(huán)通過；在主閥閥頭壓下狀態(tài)時(shí)，泥漿流通面積減小，從而在鉆柱內(nèi)產(chǎn)生了一個(gè)正的泥漿壓力脈沖。定向探管產(chǎn)生的脈沖信號(hào)控制著主閥閥頭提起或壓下狀態(tài)的時(shí)間，從而控制了脈沖的寬度和間隔。主閥閥頭與限流環(huán)之間的泥漿流通面積決定著信號(hào)的強(qiáng)弱，我們可以通過選擇主閥閥頭的外徑和限流環(huán)的內(nèi)徑尺寸來控制信號(hào)強(qiáng)弱，使之適用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作環(huán)境。實(shí)際上，整個(gè)過程涉及到如何在井下獲得參數(shù)以及如何將這些數(shù)據(jù)輸送到地面，這兩個(gè)功能分別由探管和泥漿脈沖發(fā)生器完成。定向探管

這種測(cè)斜儀是利用當(dāng)?shù)匾阎闹亓龊偷卮艌鲎鰹榛鶞?zhǔn)定義方向參數(shù)的，并利用定向探管坐標(biāo)系與基準(zhǔn)的相互關(guān)系計(jì)算出方向參數(shù)，因此需要建立探管測(cè)量頭坐標(biāo)系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐標(biāo)系的XOZ平面與T形槽定位面平行，而Z軸平行于測(cè)量頭軸向。三個(gè)加速度計(jì)Gx、Gy、Gz和三個(gè)磁通門Bx、By、Bz的敏感軸分別平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力場的重力加速度在三個(gè)方向上的分量，后者感受地磁場在三個(gè)方向上的分量。當(dāng)這些傳感器感受輸入量時(shí)，與其伺服電路一起將輸入量變換成與之對(duì)應(yīng)的輸出電壓。溫度敏感頭及其電路，將溫度變換成輸出電壓（VT）。這7個(gè)輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓（VR）及電源電壓（VD）共9個(gè)電壓經(jīng)多路開關(guān)依次輸入到V/T變換器，經(jīng)8次采樣平均之后形成一組輸出脈沖串（P8），這一脈沖串和同步脈沖（PS）在電壓時(shí)間變換器內(nèi)部通過與門形成P0，并輸入到CPU處理單元，CPU把這一脈沖串的各脈沖間隔變成數(shù)字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等參數(shù)的值。CPU進(jìn)一步將這些參數(shù)進(jìn)行編碼，形成脈沖串，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路工作。伽馬探管

伽馬探管是綜合測(cè)量地殼巖層自然放射性強(qiáng)度的儀器。由于地殼巖層中存在自然放射性核素（主要是鈾（U238）、釷（TH232）、鉀（K40）），在自然衰變時(shí)放射出γ射線，測(cè)井時(shí)用γ射線探測(cè)器沿井眼實(shí)時(shí)進(jìn)行地殼巖層的測(cè)量，得到地層剖面的自然伽馬記錄。

根據(jù)地球化學(xué)和地球物理學(xué)知識(shí)可知，地殼巖層的巖性（如：巖層的種類、生成方式、沉積環(huán)境、形成年代等）與其自然放射性γ射線強(qiáng)度有著一定的聯(lián)系，結(jié)合其它測(cè)井方法的測(cè)量結(jié)果即可有效的推測(cè)生油巖層，這也是自然伽馬測(cè)井應(yīng)用的主要目的。

無線伽馬與有線伽馬測(cè)井相比，除有效的完成自然伽馬測(cè)井記錄外，還具有眾多突出優(yōu)點(diǎn)，首先，無線伽馬測(cè)井記錄具有更高的可信度，因?yàn)樵诘貙颖汇@開很短的時(shí)間內(nèi)即進(jìn)行測(cè)量，地層暴露時(shí)間較短，受泥漿沖洗較少，記錄更真實(shí)可靠；其次是測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鉆井施工具有較好的指導(dǎo)作用，可以優(yōu)選鉆井參數(shù)，提高鉆井功效，降低鉆井成本；再有，可以有效回避風(fēng)險(xiǎn)，降低鉆井事故的發(fā)生率；還有，在水平鉆井作業(yè)中，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)有效的調(diào)整鉆井方位，使井眼有效的穿越儲(chǔ)集層，提高礦藏的采收率和經(jīng)濟(jì)效率；另外，還可以有效的在鉆井事故發(fā)生時(shí)獲得第一手有效的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，避免寶貴數(shù)據(jù)的丟失。泥漿發(fā)生器

泥漿脈沖隨鉆測(cè)斜儀是通過電磁機(jī)構(gòu)控制閥門頭與限流環(huán)之間的流通面積，進(jìn)而引起在鉆桿內(nèi)流動(dòng)的泥漿壓力產(chǎn)生變化，達(dá)到傳輸信號(hào)的目的。由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)閥門頭需要相當(dāng)大的功率，在井下實(shí)現(xiàn)是不現(xiàn)實(shí)的，在設(shè)計(jì)中，采用了利用流動(dòng)的泥漿由伺服閥閥頭帶動(dòng)主閥閥頭的方式。如下圖所示，沒有信號(hào)時(shí)，伺服閥閥頭處于壓下狀態(tài)，在無磁鉆鋌內(nèi)高速流動(dòng)的泥漿在限流環(huán)處產(chǎn)生反向的壓力，使主閥閥頭提起，彈簧被壓縮，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積較大，泥漿可以快速通過，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力較小。當(dāng)有信號(hào)時(shí)，如圖4所示，伺服閥閥頭被提起，泥漿可以從伺服閥閥頭處流入，儀器內(nèi)外的壓力平衡，原來被壓緊的彈簧將釋放，主閥閥頭與限流環(huán)之間的流通面積減小，鉆桿內(nèi)泥漿的壓力將升高，信號(hào)被傳輸出去。

遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理器（司顯）具有顯示隨鉆測(cè)量數(shù)據(jù)、脈沖波形、簡短文字消息和為立管壓力傳感器提供電氣接口的功能。通過該設(shè)備，操作者可以將立管壓力信號(hào)傳送到井臺(tái)下的專用數(shù)據(jù)處理儀，并實(shí)時(shí)獲取地面解碼數(shù)據(jù)。對(duì)于屏幕上顯示的內(nèi)容，用戶既可以通過鍵盤在井臺(tái)上調(diào)整，也可以通過通信聯(lián)系在計(jì)算機(jī)軟件上做遠(yuǎn)程調(diào)整。

1． 度盤/消息區(qū)

該區(qū)域用于顯示定向度盤或來自于計(jì)算機(jī)的短消息（用1鍵切換）。作為度盤顯示時(shí)，用戶可以指定其顯示的內(nèi)容（即從井斜、方位、工具面中選擇一個(gè)作為度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)）。度盤上顯示的指針共有五段，從內(nèi)圈到外圈依次代表從最新到最舊五個(gè)不同時(shí)間的解碼數(shù)據(jù)；每一段的指針是等腰三角形（空心三角形指針代表重力工具面，否則為磁性工具面），其頂角所指即是其代表的角度。作為短消息顯示時(shí)，該區(qū)域的左上方顯示消息的序號(hào)（最多16條，用↑，↓鍵可翻閱），其余部分顯示消息內(nèi)容；若文字較長，會(huì)自動(dòng)折行顯示；若在新消息到來之前已經(jīng)設(shè)置了自動(dòng)顯示消息（用3鍵切換），則新消息在收到后會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)在屏幕上，否則需要用戶手動(dòng)顯示消息（即通過切換度盤/消息或前后翻閱來顯示新收到的消息）。2． 數(shù)據(jù)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的右上方，主要用于顯示各種數(shù)據(jù)的數(shù)值。在該區(qū)域最上方顯示當(dāng)前工作狀況：工作/空閑（當(dāng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀連接到系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)一側(cè)正在處于解碼工作狀態(tài)時(shí)，顯示為工作，否則為空閑），以及當(dāng)前的日期/時(shí)間（該時(shí)間在計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理儀建立通信聯(lián)系時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，也可由用戶在計(jì)算機(jī)軟件中的“司顯設(shè)置”窗口中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)用的時(shí)間基準(zhǔn)取自計(jì)算機(jī)時(shí)鐘）。接下來的部分用較大字體顯示主要的測(cè)量數(shù)據(jù)（井斜、方位、工具面、立管壓力等），用較小的字體顯示相對(duì)次要的測(cè)量數(shù)據(jù)（定向傳感器采樣值、電壓、溫度等）。數(shù)據(jù)顯示格式為數(shù)據(jù)名稱+數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)值均來自于計(jì)算機(jī)的解碼輸出，并且與計(jì)算機(jī)同時(shí)更新。在井斜、方位、工具面三個(gè)數(shù)據(jù)前，由一個(gè)“?0?9”狀的標(biāo)志來指出當(dāng)前度盤指針?biāo)甘镜臄?shù)據(jù)內(nèi)容（即度盤指示的是井斜、方位，還是工具面）；在度盤顯示方式下，通過“↑，↓”鍵可以移動(dòng)該標(biāo)志的位置，從而選擇度盤顯示內(nèi)容。最新解碼的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)名稱會(huì)高亮（即反白）顯示；磁性工具面的數(shù)據(jù)值會(huì)高亮（即反白）顯示。3． 波形區(qū)

波形區(qū)位于屏幕的下方，用于描繪當(dāng)前立管壓力的波形。波形顯示的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間，縱坐標(biāo)軸為壓力（以千帕為單位），隨計(jì)算機(jī)一側(cè)同步調(diào)節(jié)。4．狀態(tài)區(qū)

該區(qū)域位于屏幕的最下方，用于顯示一些提示信息。是否自動(dòng)顯示消息的狀態(tài)即顯示在該區(qū)域的最右側(cè)，反復(fù)按3鍵，即可看到該狀態(tài)顯示在變化。淺層測(cè)試

儀器裝入套管后，即可開泵進(jìn)行淺層測(cè)試。觀察脈沖信號(hào)的波形，并可繼續(xù)測(cè)出一組數(shù)據(jù)，以判斷儀器是否工作正常。若出現(xiàn)異常需要取出儀器進(jìn)行檢查、采取相應(yīng)措施，必要時(shí)也可以更換有關(guān)部件。

及波形顯示區(qū)，下面分別加以介紹。立管壓力值顯示區(qū)

以柱狀圖和數(shù)值方式顯示立管壓力值，單位為MPa。柱狀圖上又分成了三個(gè)區(qū)：藍(lán)色的欠壓區(qū)，綠色的正常區(qū)和紅色的過壓區(qū)。當(dāng)壓力值處于某個(gè)區(qū)域之內(nèi)時(shí)，用于表示壓力值的柱狀圖會(huì)以該區(qū)的顏色顯示。這些區(qū)的分界點(diǎn)是隨壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)一同保存的，可以在壓力傳感器標(biāo)定窗口中修改。波形圖顯示區(qū)

以波形的形式顯示立管壓力的變化。另外用一條綠色虛線顯示當(dāng)前設(shè)定的脈沖檢測(cè)門限值。度盤顯示區(qū)

度盤中顯示的內(nèi)容包括：當(dāng)前井斜、方位、工具面的數(shù)值和圖示，度盤的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，內(nèi)部的五圈表示的是工具面，從內(nèi)到外分別顯示著五段不同時(shí)刻的工具面值，最內(nèi)圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同顏色區(qū)分，重力工具面以純灰色顯示，磁性工具面以藍(lán)灰色顯示。隨度盤一同用大字體顯示的數(shù)值都是最新的值，除數(shù)據(jù)本身外還顯示該數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)刻，供現(xiàn)場人員判斷數(shù)據(jù)的新舊程度和有效性。數(shù)據(jù)顯示區(qū)

該區(qū)域位于窗口最右側(cè)。儀器數(shù)據(jù)列表中以數(shù)值方式顯示來自探管的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括采樣測(cè)試時(shí)以有線方式讀出的和下井工作時(shí)通過脈沖解碼得到的數(shù)據(jù)。解碼得到的數(shù)據(jù)顯示方式與有線方式讀出的數(shù)據(jù)略有不同，除了基本的數(shù)據(jù)名稱和解碼值以外，還會(huì)同時(shí)從左到右依次顯示傳輸精度（由編碼信息量限制造成的最大誤差），不確定性（以百分比表示，此值越小越好，達(dá)到或超過50%意味著數(shù)據(jù)可能是無效的），校驗(yàn)結(jié)果（對(duì)或錯(cuò)，只有在選用了校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后面才有顯示）和脈沖錯(cuò)誤（多脈沖或丟脈沖）。在顯示過程中，軟件還會(huì)判斷數(shù)據(jù)的有效性，如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，會(huì)以紅色顯示，以提示操作人員，此數(shù)據(jù)可能是無效的。

表中的數(shù)據(jù)依新舊次序自下向上排列，最多可以容納22 個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量超過22 個(gè)之后，舊的數(shù)據(jù)向上滾動(dòng)，新數(shù)據(jù)追加在最下面一行。工具面的性質(zhì)（磁／重）以文字形式標(biāo)注于數(shù)據(jù)之后，如上圖所示。數(shù)據(jù)校正

對(duì)于工具面測(cè)量，由于安裝上的原因，會(huì)出現(xiàn)“IMO－探管內(nèi)部安裝偏差”和“DAO－鉆具組合偏差”兩個(gè)角度偏差。軟件中使用如下方式對(duì)這兩項(xiàng)偏差進(jìn)行補(bǔ)償：

補(bǔ)償工具面 = 測(cè)量工具面－（IMO + DAO）

對(duì)于方位測(cè)量，由于儀器測(cè)量的是磁方位，而磁北與地理北之間存在磁偏角，因此需要用戶給出當(dāng)?shù)禺?dāng)年的磁偏角才能換算到地理北。軟件中使用的是東磁偏角(即以東為正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以東5°，則東磁偏角為+5°；若磁北在地理北以西5°，則東磁偏角為-5°)，換算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由儀器測(cè)得）+ 東磁偏角 在講常用的定向設(shè)計(jì)軟件前，先講幾個(gè)概念吧。

1）井深：指井口（轉(zhuǎn)盤面）至測(cè)點(diǎn)的井眼實(shí)際長度，人們常稱為斜深。國外稱為測(cè)量深度（Measure Depth）。2）測(cè)深：測(cè)點(diǎn)的井深，是以測(cè)量裝置的中點(diǎn)所在井深為準(zhǔn)。3）井斜角：該測(cè)點(diǎn)處的井眼方向線與重力線之間的夾角。

4）井斜方位角：是以正北方位線為始邊，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至井斜方位線所轉(zhuǎn)過的角度。

5）磁偏角：磁北方位線與真北方位線并不重合，兩者之間有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角稱為磁偏角。磁偏角又有東磁偏和西磁偏角之分，當(dāng)磁北方位線在正北方位線以東時(shí)，稱為東偏角；當(dāng)磁北方位線在正北方位線以西時(shí)稱為西偏磁偏角。?進(jìn)行磁偏角校正時(shí)按以下公式計(jì)算： 真方位角＝磁方位角＋東偏磁偏角

真方位角=磁方位角－西偏磁偏角

6）井斜變化率：是指井斜角隨井深變化的快慢程度。

7）井深方位變化率：實(shí)際應(yīng)用中簡稱方位變化率，?是指井斜方位角隨井深變化的快慢程 度。

8）全角變化率（狗腿嚴(yán)重或井眼曲率）：從井眼內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，井眼前進(jìn)方向變化的角度（兩點(diǎn)處井眼前進(jìn)方向線之間的夾角），?該角度既反映了井斜角度的變化又反映了方位角度的變化，通常稱為全角變化值。

《特殊工藝井軌道設(shè)計(jì)》這個(gè)軟件，是本油田常用的軟件，也是定向工程師(不是指儀器工程師)常用的軟件。雖然它不夠全面，但已經(jīng)滿足油田定向井施工要求。這款軟件自帶有使用說明《特殊井軌跡設(shè)計(jì)說明.doc》，里面有最基本的操作，如數(shù)據(jù)的錄入，讀入，讀出，打印等。

新建，刪除，更新操作是定向工程師在一口井開始定向時(shí)，進(jìn)行分析軌跡而使用的。其產(chǎn)生的操作地方在AB兩個(gè)區(qū)中。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)完了，需要點(diǎn)旁邊計(jì)算器一樣的圖標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。一般第一行在B區(qū)的方位欄填入本口井的自然地層傾角方位。然后生成，后面根據(jù)造斜率和造斜的段長來逐步設(shè)計(jì)軌跡。

一般我們看某段是否在定向鉆井還是復(fù)合鉆井，及定向鉆具的造斜率都可以參看全角率,K井斜，K方位。這三欄是鉆具在實(shí)際地層的真實(shí)值很有指導(dǎo)意義。比如某種鉆具組合穩(wěn)斜鉆進(jìn)增斜會(huì)是多少或者，復(fù)合鉆能有多少的增斜等。一般小數(shù)點(diǎn)后面第二位有值，且值很小被認(rèn)為是復(fù)合鉆進(jìn)，而第一位就有值被認(rèn)為定向鉆進(jìn)。三．LWD介紹

CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井裝備，由中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院、北京石油機(jī)械廠和中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司測(cè)井儀器廠共同研發(fā)完成。地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是國際鉆井界公認(rèn)的21世紀(jì)鉆井高新技術(shù)，它集鉆井技術(shù)、測(cè)井技術(shù)及油藏工程技術(shù)為一體，用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測(cè)量和隨鉆控制手段來保證實(shí)際井眼穿過儲(chǔ)層并取得最佳位置，根據(jù)隨鉆監(jiān)測(cè)到的地層特性信息實(shí)時(shí)調(diào)整和控制井眼軌道，使鉆頭聞著“油味”走，具有隨鉆識(shí)別油氣層、導(dǎo)向功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

下面介紹下，近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)組成。CGDS-Ⅰ近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)由測(cè)傳馬達(dá)（CAIMS）、無線接收系統(tǒng)（WLRS）、正脈沖無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)（CGMWD）和地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)（CFDS）組成。

CAIMS測(cè)傳馬達(dá)結(jié)構(gòu)見圖2，自上而下由旁通閥、螺桿馬達(dá)(i=5/6)、萬向軸總成、近鉆頭測(cè)傳短節(jié)、地面可調(diào)彎殼體總成(α=0～2°)和帶近鉆頭穩(wěn)定器的傳動(dòng)軸總成組成。近鉆頭測(cè)傳短節(jié)由電阻率傳感器、自然伽馬傳感器、井斜傳感器、電磁波發(fā)射天線和減振裝置、控制電路、電池組組成。該短節(jié)可測(cè)量鉆頭電阻率、方位電阻率、方位自然伽馬、井斜、溫度等參數(shù)。用無

第三篇：鉆井技術(shù)員成長之路(精典全本)

實(shí)習(xí)技術(shù)員的基本功(三)

序言

感謝大家一直對(duì)我的支持，和對(duì)系列連續(xù)劇的喜愛，其實(shí)我寫的東西只是拋磚引玉，主要目的是希望同學(xué)們，或者同行們把自己的寶貴經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜砉蚕恚尡居吞锏你@井技術(shù)得到加強(qiáng)，讓自己的家園更強(qiáng)大！

工程技術(shù)員崗位責(zé)任制

一、認(rèn)真收集、整理、填寫工程資料并及時(shí)上報(bào)

1、詳細(xì)研究鄰井資料，制定出本井的施工措施，提出可能出現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)收集的資料。

2、認(rèn)真填寫井史等資料，做到數(shù)據(jù)齊全、準(zhǔn)確、規(guī)范、及時(shí)，所收集的資料要分析、對(duì)比、總結(jié)，為鄰井的鉆探提高科學(xué)依據(jù)。資料收集應(yīng)做到：（1）測(cè)斜成功率達(dá)到90%以上，讀數(shù)準(zhǔn)確。（2）鉆頭資料齊全，分析準(zhǔn)確。

（3）負(fù)責(zé)制定更換自動(dòng)記錄卡片，卡片劃線清晰準(zhǔn)確。（4）重點(diǎn)情況記錄及時(shí)準(zhǔn)確。（5）完井總結(jié)內(nèi)容真實(shí)，有見解。

（6）深探井完井7天交資料，淺井，生產(chǎn)井3天交資料。（7）鉆井時(shí)效填寫正確，每月28日前上交。（8）班報(bào)表填寫正確，無涂改，齊全及時(shí)。

（9）事故復(fù)雜情況記錄全面，處理前有措施，處理后有總結(jié)。

二、負(fù)責(zé)本井的現(xiàn)場管理

1、認(rèn)真研究鉆井施工過程，對(duì)本井的鄰井有關(guān)資料進(jìn)行分析，針對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，制定本井的技術(shù)管理措施。

2、負(fù)責(zé)一口井的井身、固井質(zhì)量。在施工中不斷調(diào)整鉆井參數(shù)，加壓不盲目，減壓有依據(jù)，確保井深質(zhì)量合格，下套管順利，固井質(zhì)量合格。

3、負(fù)責(zé)一口井的取芯質(zhì)量，陸相生產(chǎn)井取芯率≥95%，探井≥90%，海相井≥87%，出現(xiàn)的破碎地層≥50%。

4、制定出本井開鉆，到完井各個(gè)環(huán)節(jié)的施工措施。5、2500米以后知道深井安全措施，交工程科批準(zhǔn)后執(zhí)行。

6、事故復(fù)雜情況有預(yù)控措施，處理方案。

7、特殊作業(yè)（下套管、中途測(cè)驗(yàn)試，完井作業(yè)等）有施工措施。

三、對(duì)現(xiàn)場工具接頭、測(cè)斜儀等進(jìn)行保養(yǎng)管理

1、建立單井鉆具卡片，認(rèn)真及時(shí)填寫，管理使用好本井鉆具。

2、認(rèn)真檢查各種配合接頭，井口工具并測(cè)量建卡。

3、做好測(cè)斜儀，鉆井參數(shù)儀表，鉆頭規(guī)，游標(biāo)卡尺等各種儀器，儀表的使用，并進(jìn)行保養(yǎng)和簡單的維護(hù)。

4、認(rèn)真測(cè)量各種打撈工具，繪出示意圖，并登記存檔。會(huì)操作使用。

四、全面負(fù)責(zé)新技術(shù)的推廣，應(yīng)用工作

1、在處有關(guān)部門的指導(dǎo)下開展科學(xué)鉆井研究和實(shí)驗(yàn)。

2、應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)選鉆井參數(shù)，水力參數(shù)，預(yù)控井身質(zhì)量，開展地質(zhì)壓力檢測(cè)。

3、推廣使用鉆井新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備。

4、各種實(shí)驗(yàn)鉆頭，工具等。

大家看看自己的崗位責(zé)任制吧！加油，各位！正文

“多問，多學(xué)，多反思”------------------隊(duì)長送給我的話 從小班一路走來，我們打的幾口井都是定向井。所以本集將給大家介紹下螺桿及其使用，還是從技術(shù)員的角度出發(fā)，簡單的談?wù)劊渲写┎逡恍┈F(xiàn)場的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)都來自于老司鉆(石油行業(yè)真正的財(cái)富)和老技術(shù)員。一．螺桿鉆具的介紹

螺桿鉆具是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置,由旁通閥、馬達(dá)、TC 軸承、推力軸承、萬向軸、傳動(dòng)軸和防掉裝置等組成。當(dāng)高壓液體進(jìn)入鉆具時(shí)，迫使轉(zhuǎn)子在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)(定子和轉(zhuǎn)子組成了馬達(dá))，馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向軸傳遞到傳動(dòng)軸和鉆頭上，達(dá)到鉆井的目的。

由于這種特殊的結(jié)構(gòu)，螺桿可以準(zhǔn)確地進(jìn)行定向，造斜，糾偏。它廣泛用于直井，水平井，叢式井和修井作業(yè)。接下來介紹下旁通閥總成：

旁通閥由閥體，閥套，閥芯及彈簧等部件組成。

在壓力作用下閥芯在閥套中滑動(dòng)，閥芯的運(yùn)動(dòng)改變了液體的流向，使得旁通閥有旁通和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)：在起、下鉆作業(yè)過程中，閥套與閥體通孔未閉和，旁通閥處于旁通狀態(tài)，使鉆柱中泥漿繞過馬達(dá)進(jìn)入環(huán)空；當(dāng)泥漿流量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值時(shí)，閥芯下移，關(guān)閉旁通閥孔，此時(shí)泥漿流經(jīng)馬達(dá)，把壓力能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。當(dāng)泥漿流量值過小或停泵時(shí)，彈簧把閥芯頂起，旁通閥孔處于開啟位置--處于旁通狀態(tài)。

順便說一句，由于旁通閥具有這個(gè)特點(diǎn)，所以在使用新螺桿時(shí)，要試用這根螺桿(在后面會(huì)談到)。

馬達(dá)總成：馬達(dá)由定子、轉(zhuǎn)子組成。定子是在鋼管內(nèi)壁上壓注橡膠襯套而成，其內(nèi)孔是具有一定幾何參數(shù)的螺旋；轉(zhuǎn)子是一根有硬層的螺桿。

轉(zhuǎn)子與定子相互嚙合，用兩者的導(dǎo)程差而形成螺旋密封腔，以完成能量轉(zhuǎn)換。馬達(dá)轉(zhuǎn)子的螺旋線有單頭和多頭之分。轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越小；頭數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大。僅以轉(zhuǎn)子與定子嚙合頭數(shù)為5：6 和9：10 的截面參考。

5：6的截面

9：10的截面

以上就是對(duì)螺桿的結(jié)果做了個(gè)簡單介紹，想了解更多的朋友，可以尋找相關(guān)資料，來加深印象。接下來介紹在實(shí)際工程中所遇到的狀況。二．螺桿在實(shí)際工程上的運(yùn)用

在實(shí)習(xí)的幾口井中，就算是直井也需要使用螺桿來糾偏。而在本油田使用的螺桿大部分都是直螺桿，1度的，1.25 度的。至于1.5度以上的幾乎沒有。

如上圖，我們使用的螺桿首位扣型都是4英寸半的。所以在現(xiàn)場的鉆具組合中，前端直接接8寸半(215.9)的鉆頭，而后面需要一個(gè)專用接頭(定向直接頭4A10*411),使用這個(gè)接頭來上下鉆臺(tái)。同時(shí)來配合后面的鉆具結(jié)構(gòu)，本油田后面一般接210或214的扶正器。以我們隊(duì)使用的螺桿來舉例說明下： 鉆頭水眼壓降： 1.4-7.0MPa 馬達(dá)流量/中空馬達(dá)流量：18.93~37.85 鉆頭轉(zhuǎn)速：100-300 馬達(dá)壓降：3.2MPa 工作扭矩/最大扭矩：3200/5600 推薦鉆壓/最大鉆壓：80/160KN(現(xiàn)場所說的8到16噸)結(jié)合上面的參數(shù)，在現(xiàn)場中，當(dāng)螺桿下入井中做淺層測(cè)試，需要記住立管上的泵壓。比如：5LZ172*7.0D(多瓣鉆具,5/6是指液馬達(dá)轉(zhuǎn)子螺旋線的瓣數(shù)與定子內(nèi)螺旋線的瓣數(shù)比。7.0D表示鉆頭水眼壓降(MPa))在接鉆頭后，下到了第一柱加重桿(前面有多少鉆鋌都不管)后，接方鉆桿開泵(F-1300, 排量30L/S)，立管壓力9MPa，根據(jù)老技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)，鉆具每下1000米，泵壓升高3.5MPa，如果起鉆時(shí)是2000~3000之間，則泵壓就在9+3.5*2=16MPa左右(老技術(shù)員經(jīng)驗(yàn)，僅作為參考)。當(dāng)鉆具完全下鉆完，開泵循環(huán)，單凡爾頂水眼時(shí)，要記住立管壓力(在井控記錄本上有個(gè)低泵壓實(shí)驗(yàn)，正好做了)。再開三凡爾頂順利之后，也要記錄立管壓力。這是因?yàn)椋涸谥鸩皆黾鱼@壓時(shí)，馬達(dá)扭矩增加，立桿壓力表壓值升高，這個(gè)升高的壓力值應(yīng)符合各型號(hào)鉆具規(guī)定的馬達(dá)壓降值，此壓力表增大的數(shù)值反映了馬達(dá)的負(fù)載是否正常，也反映鉆壓加的是否合適，因此保持馬達(dá)轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定，鉆壓基本穩(wěn)定，只要把立桿壓力表讀數(shù)限制在所選鉆具推薦范圍內(nèi)就可以了。既然說到了壓差，不得不多說些經(jīng)驗(yàn)。提高立管壓力可以提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到，比如柴油機(jī)鉆速900轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)F1300的170缸套的泵沖是90，則排量在31.31M/S左右，若轉(zhuǎn)速提到1100轉(zhuǎn)左右，則泵沖在100-110之間，那么排量少說也在34.59L/S之間，那么泵壓肯定上升。合適我們隊(duì)的設(shè)備泵壓最好低于18個(gè)，所以泵壓高了并不好，螺桿的額定排量是28L/S。結(jié)合這種情況，本隊(duì)在2000米以下考慮更換泵的缸套直徑為160的，泵沖在90時(shí)，排量則在28L/S左右。

在本口井操作中，加12噸鉆壓后，壓差有1MPa(壓差=打鉆的立管壓立-提離井底0.4米循環(huán)時(shí)立管的壓力)。在螺桿的壓降范圍內(nèi)，屬于正常。所以壓差能反映井下螺桿的工作狀態(tài)。本井就出現(xiàn)了新螺桿在井下工作一段時(shí)間后沒有壓差，下圖就是起鉆后的螺桿。

上圖中出現(xiàn)了俗稱的”脫褲子”。而下圖是正常螺桿的圖片：

接下來，我們學(xué)習(xí)一下導(dǎo)向鉆進(jìn)方式(在井下動(dòng)力鉆具組合運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)又開動(dòng)轉(zhuǎn)盤，鉆柱帶動(dòng)井下動(dòng)力鉆具的外-殼旋轉(zhuǎn)，)。以彎殼導(dǎo)向動(dòng)力鉆具組合為例，彎角使鉆頭底面中心偏離鉆具馬達(dá)中心，其偏距(offset)表示，由于鉆具本體外殼在轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，將使井眼產(chǎn)生擴(kuò)眼現(xiàn)象。考慮到鉆具強(qiáng)度和擴(kuò)眼量的限制，都要求彎殼體的結(jié)構(gòu)彎角r不能大于3度。而切轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速通常在65r/min以下。同時(shí)鉆頭的絕對(duì)速度即為鉆具轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速之和。所以這種鉆進(jìn)方式在現(xiàn)場稱為復(fù)合鉆進(jìn)，有穩(wěn)斜的作用，同時(shí)由于鉆速高，很多技術(shù)員在二開之后下這種鉆具組合配合PDC鉆頭多打進(jìn)尺。

順帶提一下，很多朋友都沒有仔細(xì)觀察過我們的泵壓表：

上圖中0到5MPa之間只有3個(gè)刻度，怎么回事，不是應(yīng)該4個(gè)嗎？實(shí)際上刻度0和1是重合了，也就是說0MPa也就是1MPa，后面的刻度依次類推。

三．技術(shù)員必做的工作范疇

首先要了解，螺桿鉆具的輸出扭矩與螺桿鉆具的壓降成正比，輸出的轉(zhuǎn)速與輸入的鉆井液流量成正比，隨著負(fù)載的增加，螺桿鉆具轉(zhuǎn)速降低，因此在地面只能根據(jù)壓力表的顯示調(diào)控鉆壓，根據(jù)流量計(jì)調(diào)控泵的流量，以便于控制井下螺桿鉆具的扭矩和轉(zhuǎn)速。

其次，螺桿鉆具在相同規(guī)格下，轉(zhuǎn)子的頭數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越高，扭矩越小；頭數(shù)越多，轉(zhuǎn)數(shù)越低，扭矩越大。轉(zhuǎn)速大對(duì)牙輪鉆頭的使用壽命也有影響(配合螺桿使用，牙輪只有50個(gè)小時(shí)的壽命)。螺桿鉆具在工作時(shí)，鉆井液循環(huán)壓力隨著鉆壓的逐漸增大而上升，壓力的增量與鉆壓或者鉆進(jìn)所需要的扭矩的增量成正比。當(dāng)鉆壓達(dá)到最大推薦值時(shí)，產(chǎn)生最佳輸出扭矩。當(dāng)繼續(xù)增加鉆壓時(shí)，在螺桿鉆具兩端產(chǎn)生的壓降會(huì)超過最大設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致螺桿鉆具發(fā)生泄漏。螺桿鉆具正常工作時(shí)，泵壓應(yīng)隨著鉆壓的增減而升降。在鉆進(jìn)的過程中，如果泵壓突然增加，再繼續(xù)增加鉆壓，而泵壓不再增加了，此時(shí)說明螺桿鉆具出現(xiàn)了泄露，螺桿鉆具定子和轉(zhuǎn)子之間的密封被損壞，鉆井液通過螺桿鉆具密封腔從鉆頭水眼中流出，螺桿鉆具被制動(dòng)。這時(shí)應(yīng)將螺桿鉆具提離井底，重新加壓至廠家的推薦的值。

鉆具下井檢查：

1.檢查旁通閥上的定位槽和彎外殼體上定位槽是否在同一條線(工具面內(nèi))，這主要是定向工程師來量角差。

2.檢查旁通閥是否有泄露的情況(具體方法參見資料)。

3.檢查螺桿鉆具之間的軸承間隙：在螺桿鉆具自由懸吊的條件下測(cè)量軸承短節(jié)下端與鉆頭接頭上端面之間的距離，然后把螺桿鉆具全部重量坐在轉(zhuǎn)盤上，重復(fù)測(cè)量此間隙，測(cè)得兩個(gè)距離差就是螺桿鉆具的軸承間隙值。

4.接方鉆桿后，下放螺桿鉆具使旁通閥移至轉(zhuǎn)盤以下，開泵后逐漸加大流量直到旁通閥關(guān)閉，這時(shí)螺桿鉆具應(yīng)有明顯的抖動(dòng)。上提鉆具觀察鉆頭是否轉(zhuǎn)動(dòng)(時(shí)間不宜過長)，此時(shí)旁通閥應(yīng)處于”關(guān)閉”位置，鉆井液不會(huì)從旁通閥孔流出。(最好記錄穩(wěn)定的立管壓力)。

5.檢查定向接頭的定向鍵是否與螺桿鉆具的高邊工具面”發(fā)線”在同一平面內(nèi)，若有誤差，應(yīng)仔細(xì)丈量角差，以免定向施工時(shí)造成大的誤差。

四．技術(shù)員能力提高(經(jīng)驗(yàn)總結(jié))

此部分涉及本油田的機(jī)密，所以淺談淺點(diǎn)。如果做更深的了解，請(qǐng)自己收集資料。

導(dǎo)向鉆井過程中的扶正器的選擇：

導(dǎo)向鉆井就是由高效鉆頭+導(dǎo)向馬達(dá)+欠尺寸穩(wěn)定器+MWD組成的導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。它能夠在轉(zhuǎn)盤不動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)和定向作業(yè)，也能在轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的情況下，實(shí)現(xiàn)復(fù)合鉆進(jìn)，進(jìn)行連續(xù)控制井眼軌跡，達(dá)到不用起鉆改變鉆具，一次性完成增斜，穩(wěn)斜和扭方位的定向作業(yè)。可以節(jié)約大量的鉆井施工費(fèi)用。

先來說說什么是欠尺寸穩(wěn)定器，比如215.9的鉆頭，但是下井時(shí)你帶的扶正器不是215.9的，而是210mm或者214mm。那么扶正器的尺寸比鉆頭的直徑小。那么欠尺寸會(huì)產(chǎn)生什么效果呢？一般我們下的螺桿上自帶有213mm的扶正器，那么欠尺寸穩(wěn)定器安放位置與馬達(dá)彎曲點(diǎn)之間的位置自然會(huì)影響到實(shí)際造斜率的大小。

其次，欠平衡有助于保持鉆頭的偏斜角，以使鉆具的擺動(dòng)和鉆頭的便移量減少到最小，并保持穩(wěn)斜鉆進(jìn)減少井下馬達(dá)的振動(dòng)。同時(shí)在直井段和穩(wěn)斜井段鉆進(jìn)時(shí)，增強(qiáng)井下鉆具的剛性，保持或微調(diào)井斜角和防衛(wèi)，并能修整井壁，是井眼軌跡平滑。

那么欠尺寸究竟有什么影響呢？首先，欠尺寸穩(wěn)定器的外徑，對(duì)鉆具的造斜率影響不大，減小穩(wěn)定器的外徑，造斜率略微增加，但在轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)中，外徑影響甚大。減小欠尺寸穩(wěn)定器的外徑則鉆頭的側(cè)向力增加，轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)中就要增斜，而加大外徑，則鉆頭側(cè)向力減小，轉(zhuǎn)盤鉆就要降斜。上圖中的兩個(gè)穩(wěn)定器，210mm的井斜變化率在0.5左右可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜鉆進(jìn)，而214mm的在-3左右，可以實(shí)現(xiàn)降斜鉆進(jìn)。

其次，穩(wěn)定器的位置在轉(zhuǎn)盤方式鉆進(jìn)中對(duì)鉆具的增斜，降斜和穩(wěn)斜效果影響很大。所以在本油田中，穩(wěn)定器最好放在螺桿的上面(緊挨著)。

最后要談的是，穩(wěn)定器的形狀與井壁接觸面積的關(guān)系。燈籠體的接觸面積小，而螺旋體的和直線形的與井壁接觸面積大，易產(chǎn)生較大的摩阻。

介紹幾種螺桿鉆具組合：

強(qiáng)增型：鉆頭+1.25度螺桿+6.2DC(5-12根)+127DP造斜率在每100米1.5度到6.5之間，其特點(diǎn)是在有了井斜后，復(fù)合鉆增斜特別快。

微增型：鉆頭+1.25度螺桿+6.2DC(短鉆鋌2-3米)+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127DP其每100米的造斜率是0.6度。

穩(wěn)斜型：鉆頭+1.25度螺桿+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127mmDP 本油田上部地層使用PDC鉆頭+1度螺桿+214mmSTB+6.2DC鉆鋌(5-12根)來快速鉆進(jìn)，在鉆壓控制好的情況下，實(shí)現(xiàn)輕鉆壓吊打，井斜很小，而且進(jìn)尺很多。井斜其實(shí)也跟地層傾角也有很大的關(guān)系。在定向井施工過程中，由于地層傾角，可以利用單彎螺桿(1.25)的預(yù)彎曲變形，使鉆頭側(cè)向力成為降斜力，再加上復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)不需要較大的鉆壓，一般30-50KN,較小的鉆壓不容易使鉆具彎曲，消除了鉆頭偏向造成井斜的側(cè)向力，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)斜效果。

總結(jié)：由于螺桿是從管子站送來的，簽收時(shí)都會(huì)有一張螺桿使用卡片，上面要統(tǒng)計(jì)螺桿的各種工況下的使用時(shí)間，如果是有問題的，也要填寫清楚使用記錄，在現(xiàn)場中，螺桿使用不到150個(gè)小時(shí)，不用給廠家付費(fèi)用，而螺桿最佳使用時(shí)間是180個(gè)小時(shí)。所以工程科的領(lǐng)導(dǎo)們要求我們?nèi)鐚?shí)填寫螺桿使用時(shí)間。在底下運(yùn)作時(shí)，若是沒到規(guī)定時(shí)間就用出現(xiàn)質(zhì)量問題的螺桿的使用時(shí)間可以寫短，而過了付費(fèi)時(shí)間則多寫使用時(shí)間。如果現(xiàn)場中有幾根使用完和未使用完的螺桿混雜，應(yīng)及時(shí)用油漆編號(hào)，方便后期的回收和再使用工作(經(jīng)驗(yàn))。

本文中的知識(shí)點(diǎn)零散而又淺顯，若要了解更多關(guān)于螺桿的知識(shí)，可以尋找相關(guān)資料，在此感謝我的帶班師傅和定向服務(wù)中心的岳師傅。參考資料

1．《螺桿鉆具》。

2．《SY/T5383-1999》螺桿鉆具。

3．《SY/T5547-2000》螺桿鉆具使用，維修和管理。4．王清江，毛建華，韓貴金等《定向井鉆井技術(shù)》。5．本油田內(nèi)部定向服務(wù)中心絕密資料。

第四篇：鉆井工程師崗位責(zé)任制

鉆井工程師崗位責(zé)任制

1、鉆井工程師是鉆井隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人，工作上對(duì)平臺(tái)經(jīng)理負(fù)責(zé)。

2、鉆井工程師負(fù)責(zé)督促、落實(shí)、嚴(yán)格執(zhí)行鉆井監(jiān)督的指令，和監(jiān)督保持密切聯(lián)系，有問題及時(shí)和監(jiān)督進(jìn)行協(xié)商。

3、鉆井工程師負(fù)責(zé)常規(guī)技術(shù)措施的制定，保證正常作業(yè)施工時(shí)設(shè)備和井下安全。

4、鉆井工程師負(fù)責(zé)在項(xiàng)目經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，妥善處理和甲方及第三方的關(guān)系。

5、鉆井工程師負(fù)責(zé)井控工作和井控設(shè)備的管理。

6、鉆井工程師負(fù)責(zé)鉆井參數(shù)儀的維護(hù)管理。

7、鉆井工程師負(fù)責(zé)測(cè)斜工具的維護(hù)管理。

8、鉆井工程師負(fù)責(zé)鉆具、管具和各種井下工具的管理。

9、鉆井工程師負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的使用與維護(hù)。

10、鉆井工程師負(fù)責(zé)資料的收集整理、報(bào)表填寫和資料處理。

第五篇：鉆井工程師崗位描述

鉆井工程師崗位責(zé)任制 Drilling engineer’s station-responsibility

（一）崗位責(zé)任制 Station-responsibility 1． 負(fù)責(zé)向平臺(tái)干部，職工貫徹工程設(shè)計(jì)，制訂與落實(shí)各階段的鉆井施工措施和參數(shù)，向鉆井領(lǐng)班下達(dá)每次作業(yè)技術(shù)指令。

1.Drilling engineer is responsible to give publicity to the well project design and formulate the measures and parameters of the drilling construction.2． 負(fù)責(zé)鉆頭的選型及使用分析，負(fù)責(zé)鉆具的管理及下井鉆具組合的選配。

2.Drilling engineer is responsible to choose the type of bit and bottom hole assemble and analyses the result of the bit’s application.3． 負(fù)責(zé)指重表、泵壓表以及各種工程儀表的使用與管理。

3.Drilling engineer is responsible to administrate and make use of drilling engineering instruments.4． 負(fù)責(zé)井控設(shè)備的定期檢查與試壓，監(jiān)督落實(shí)井控措施的執(zhí)行情況，定期組織井控演習(xí)。

4.Drilling engineer is responsible to check and have pressure test to well control equipment.Besides, Drilling engineer should organize the well control drill.5． 嚴(yán)把取芯、井身、固井3大質(zhì)量關(guān)。

5.Drilling engineer is responsible to control the quality of the core hole and cementing 6． 負(fù)責(zé)新技術(shù)、新工藝的推廣與應(yīng)用。

6.Drilling engineer is responsible to apply and spread the new technology and skill.7． 負(fù)責(zé)收集、整理、上報(bào)各種鉆井原始資料，負(fù)責(zé)填寫鉆井井史。

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7.Drilling engineer is responsible to collect and put the original data in order and report it.Drilling engineer is responsible to compile well records.8． 搞好平臺(tái)鉆工的技術(shù)教育，以及每口井的技術(shù)交底工作。

8.Drilling engineer is in charge of drilling technology education and explanation to the floor man 9． 負(fù)責(zé)組織對(duì)工程事故調(diào)查處理，原因分析，制定預(yù)防措施，并向平臺(tái)經(jīng)理提出處理意見，經(jīng)平臺(tái)經(jīng)理同意后向技術(shù)科匯報(bào)。

9.Drilling engineer is in charge of investigation of project accident and the analysis of reason, Drilling engineer is responsible to formulate the measure to prevention of the accident, and give the advice to manager.Report to technical department after the manger’s approval.10． 關(guān)鍵作業(yè)和復(fù)雜作業(yè)時(shí)必須到現(xiàn)場親自指揮，做到“五到平臺(tái)三值班”，即打隔水導(dǎo)管、下套管固井、裝井口、起下鉆“兩頭”、測(cè)斜、處理井下復(fù)雜情況必須到鉆臺(tái)，拖航、油層井段鉆進(jìn)、試油射孔、求產(chǎn)放噴需堅(jiān)持值班。

10.Drilling engineer must do as a director when a well occur complicate construction such as conductor drilling, BOP installing, tripping of initial stage, directional well data’s survey managing of the complicate situation.Drilling engineer should on duty during the towing, drilling of oil formation, well-test, perforating.11、參加平臺(tái)旬度檢查，對(duì)鉆井設(shè)備的事故隱患要及時(shí)組織整改。

11.Drilling engineer should take part in the checking of quarter of the year and certificates the potential problem for drilling equipment promptly.12、完成領(lǐng)導(dǎo)交辦的臨時(shí)工作；認(rèn)真填寫“工作日志”。

12.Drilling engineer should the finish the job offered by the leader and fill the work log.（二）循回檢查線路 Checking route 值班房—綜合錄井房—鉆臺(tái)下—鉆具堆場—井控裝置—泥漿泵艙--循環(huán)系統(tǒng)—鉆臺(tái)上

Dog house-log house-drilling floor bottom-drilling pipe yard-well control equipment –mud circulating system

（三）檢查項(xiàng)點(diǎn) Check points 值班房：工程班報(bào)表填寫工整，齊全；泥漿班報(bào)表填寫工整，及時(shí)。

Dog house: check the drilling and mud records filled correctly and promptly.綜合錄井房:地質(zhì)巖性變化情況,鉆時(shí)快慢情況；錄井中油氣顯示井段及級(jí)別；鉆進(jìn)中有無異常提示。Log house: observe the change of the character, the display of the oil and gas.鉆臺(tái)下：封井器固定牢靠，合乎標(biāo)準(zhǔn)要求；封井器及管線衛(wèi)生良好，不漏油、漏泥漿。

Bottom of the drilling floor: check the BOP stack fixed firm or not, BOP and the control pipes is clean or not, and don’t leak the oil and mud.鉆臺(tái)上：

1、檢查鉆臺(tái)鉆桿立柱編號(hào)與錄井下井編號(hào)是否一致，對(duì)應(yīng)井深與計(jì)算數(shù)據(jù)是否一致；

2、死繩固定牢靠，螺絲背帽齊全緊固，防跳螺絲齊全；

3、傳壓器固定良好，靈敏，管線不漏油，冬季用防凍液；

4、指重表、泵壓表、扭距表等司鉆操作臺(tái)儀表讀數(shù)準(zhǔn)確；

5、了解井下情況，作業(yè)指令與鉆井參數(shù)是否匹配合理；

6、封井器司控臺(tái)儀表顯示正常，隨時(shí)可用；

7、節(jié)流、壓井控制臺(tái)儀表顯示正常，隨時(shí)可用。

8、檢查節(jié)流壓井管匯閘門開關(guān)位置是否正確，各閘門開關(guān)是否靈活。

Drilling floor: 1.Check the stand pipe’s number which is same to number of the log.2.Check the dead line block fixed well or not.3.The transformer fixed good, sensitive, not leak of the oil, antifreeze in winter;4.Weight indicator, pump pressure instrument, torque instrument are accuracy;5.Understand the down well condition, operating instructions and the drilling parameters match reasonably;6.Blowout preventer control station instrument display normally, available.7.Throttle, kill the console instrument display normal, ready for use.8.Check throttling kill manifold valve switch position is correct, all gate switch are flexible.井控裝置：

1、遠(yuǎn)程控制臺(tái)衛(wèi)生清潔、無油污；

2、液壓管線接頭緊固，不刺、不漏、試壓可靠；

3、電泵、氣泵工作正常；

4、控制臺(tái)、儀表齊全、充壓手柄完好，位置正確，各儀表壓力在要求范圍之內(nèi)。

Well control equipment: 1.Remote control console cleanness without greasy dirty;2.Hydraulic pipeline joint fastening, no leakage, pressure test and reliable;3.Electric pump and air pump work condition;4.Control console and Instrument is complete, charging-the handle in good condition, correct position, the pressure in the instrument in the required range.鉆具堆場：

1、到平臺(tái)鉆具按種類不同合理擺放；

2、鉆具擺放排列整齊；

3、檢查鉆具絲扣清潔，水眼內(nèi)無雜物；

4、備用、上下鉆臺(tái)鉆具絲扣戴好護(hù)絲；

5、不使用的鉆具分類打捆，以免誤下井。

Drilling pipe yard: 1.the drilling pipe arrange reasonably according to the different placement;2, drilling pipes are putted in order;3, check the drilling tool thread clean, no debris in the water hole;4, drilling tool thread should wear thread protector, when them need rise up and down the drilling floor;5, not used the tools should be bailed classifiably, in order to avoid mistake.循環(huán)系統(tǒng)：固控設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；泥漿液面無異常變化泥漿流動(dòng)性能良好；儲(chǔ)備倉，儲(chǔ)備足夠泥漿或重泥漿。

Mud circulates system: solid control equipment work well.mud tank surface no abnormal changes.Mud condition performance good;, reserve enough heavy mud or mud.四、崗位風(fēng)險(xiǎn)以及控制措施 Post risks and control measures

（一）崗位風(fēng)險(xiǎn) Post risks

1、對(duì)井下情況調(diào)查不清，施工技術(shù)措施制定不當(dāng)，影響施工質(zhì)量，引發(fā)復(fù)雜情況和事故；

2、施工技術(shù)措施和工藝紀(jì)律執(zhí)行不嚴(yán)，造成質(zhì)量事故和工程事故；

3、進(jìn)入油氣層、鉆遇復(fù)雜或高壓地層處置不及時(shí)或不當(dāng)，可能發(fā)生井噴、井漏、卡鉆等工程事故和其他復(fù)雜情況；

1.To the underground investigation is not clear, improper construction technical measures, affect construction quality, the complex situation and accidents;2.Construction technical measures, execution and process discipline is lax caused quality accidents and accidents;3.Into the oil and gas layer, the drilling in complex or high pressure formation improper disposal time, may be a blowout, lost circulation and sticking engineering accidents and other complex situations;

（二）控制措施control measures

1、根據(jù)項(xiàng)目的地質(zhì)設(shè)計(jì)提示，調(diào)查鄰井地質(zhì)資料，對(duì)高壓油氣水層和可能含有H2S氣體的地層，提出安全施工措施，做好技術(shù)交底；

2、審查《鉆井施工設(shè)計(jì)》中預(yù)防井噴、預(yù)防H2S氣體的措施是否得當(dāng)；

3、管理井控臺(tái)賬，保證井控設(shè)備完好，井控物資儲(chǔ)備充足；

4、掌握鉆具和井下情況，預(yù)防井噴和井下事故；

5、按照《HSE現(xiàn)場檢查表》規(guī)定，定期進(jìn)行檢查；

6、嚴(yán)格執(zhí)行鉆具管理制度，負(fù)責(zé)各種井下工具、鉆井工具、套管工具、打撈工具和接頭的檢查管理和丈量工作；

7、關(guān)鍵作業(yè)和復(fù)雜作業(yè)時(shí)必須到現(xiàn)場指揮，做到“五到鉆臺(tái)三值班”，即打隔水導(dǎo)管、下套管固井、裝井口、起下鉆“兩頭”、測(cè)斜、處理井下復(fù)雜情況必須到鉆臺(tái)，油層井段鉆進(jìn)、試油射孔、求產(chǎn)放噴需堅(jiān)持值班。

1.According to the project geological design tips, geological survey of adjacent well data, the high pressure oil and gas layer and formation that may contain H2S gas, safety construction measures are proposed, completes the technical disclosure;2.Review the drilling construction design, to prevent blowout, H2S gas prevention measures are appropriate;3, Manage well control parameter, to guarantee the well control equipment in good condition, well control supplies sufficient reserves;4.Master drilling tools and downhole condition, prevention of well blowout and downhole accidents;

五、應(yīng)急責(zé)任

1、接到井口溢流報(bào)告，立即向經(jīng)理報(bào)告，立即到現(xiàn)場，計(jì)算壓井?dāng)?shù)據(jù)，制定壓井方案，組織壓井；

2、發(fā)生硫化氫溢出時(shí)，立即帶好防毒面具，按防硫措施處理；

3、井噴失控，立即向應(yīng)急集合點(diǎn)集合，等候下步措施；

4、熟悉各種應(yīng)急情況下的報(bào)警信號(hào)，明確自己在各種應(yīng)急情況下的崗位職責(zé)。Emergency duty 1, received a wellhead overflow report, immediately report to the manager, to the scene immediately, calculate pressure well data, work out schemes for the kill well, begin to skill the well;2, hydrogen sulfide overflow occurs, immediately take a mask, according to the sulfur measures;3, blowout out of control, immediately to the emergency assembly point set, waiting for the next step;4, familiar with all kinds of alarm signals under emergency situation, clear their responsibility in all kinds of emergency situations.