【正文】 鉆井過程中需要起鉆時(shí)，首先將鉆具帶壓起鉆至井下套管閥以上，然后通過地面控制裝置關(guān)閉閥板，再泄掉上部套管內(nèi)的壓力，敞開井口，按照常規(guī)方法起鉆。如貝克休斯公司研制的Mach 1/AD空氣鉆井馬達(dá)，是一種導(dǎo)向鉆井馬達(dá)，具有造斜短節(jié)，既可以鉆直井又可以鉆定向井。第二部分 動(dòng)力鉆具空氣鉆井馬達(dá) 空氣鉆井馬達(dá)是一種改進(jìn)的適用于氣、液兩相液流的動(dòng)力鉆具，重新設(shè)計(jì)的大容量氣體流道，適應(yīng)了泡沫鉆井中大流量的需要，馬達(dá)設(shè)計(jì)為彎外殼式，輔以改進(jìn)的定子和軸承系統(tǒng)。勝利油田研制的35 MPa級(jí)的旋轉(zhuǎn)防噴導(dǎo)流(SLXFD)系統(tǒng)，成本只有進(jìn)口設(shè)備的1/5~1/3。（7）　結(jié)構(gòu)緊湊適用范圍廣　該旋轉(zhuǎn)防噴器結(jié)構(gòu)緊湊、高度低、徑向尺寸小、能用于轉(zhuǎn)盤開口尺寸≥520 mm的所有鉆機(jī)。其中自動(dòng)安全鎖緊裝置能保證卡箍在意外情況下安全鎖緊，先進(jìn)于國(guó)外產(chǎn)品的手動(dòng)鎖緊裝置，并提供可與液動(dòng)卡箍互換的手動(dòng)卡箍，無需液控系統(tǒng)也能單獨(dú)使用。該技術(shù)目前在國(guó)外還未曾出現(xiàn)。缺點(diǎn)：SLXFD系統(tǒng)需要與環(huán)形防噴器配合使用。缺點(diǎn)：RBOP中設(shè)計(jì)有2種壓力的潤(rùn)滑油，3套高壓旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封圈，6套滾動(dòng)軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修、維護(hù)工作復(fù)雜。性能對(duì)比表明，國(guó)產(chǎn)高壓旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的性能已達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水平，有些性能指標(biāo)已超過進(jìn)口產(chǎn)品，開發(fā)國(guó)產(chǎn)低價(jià)位、智能型的高壓旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)已成為大勢(shì)所趨。總高： 1343mm；旋轉(zhuǎn)總成外徑：440mm。 殼體高度：640mm。工作介質(zhì)空氣、泡沫和各種鉆井液總體尺寸總高：925mm； 旋轉(zhuǎn)總成外徑：374mm。表14 XK28 (35，23)型 號(hào)殼體通徑280mm (11in)350mm (135/8in)230mm (9in)底法蘭連接280mm (11in)35MPa6B型法蘭350mm (135/8in)35Mpa 6BX型法蘭230mm (9in)35MPa6B型法蘭側(cè)出口連接71/16in 21MPa 6B型法蘭連接側(cè)進(jìn)口連接52mm(21/16in)21MPa 6B型栽絲法蘭轉(zhuǎn)油管扣 (用戶可選用油管扣或由壬)中心管通徑190mm工作壓力最大動(dòng)壓最大靜壓21Mpa最大轉(zhuǎn)速100r/min.可封鉆具51/4in方鉆桿+5in鉆桿，41/4in方鉆桿+31/2in鉆桿，31/2in方鉆桿+31/2in鉆桿，3in方鉆桿+27/8in鉆桿。二、XZ—11—05型旋轉(zhuǎn)防噴器（勝利油田）大修用井口密封設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)井口密閉循環(huán)，防止污油污水人井對(duì)地層造成傷害，并能有效防止井噴事故。 旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)防噴裝置、潤(rùn)滑/冷卻動(dòng)力裝置和遠(yuǎn)程檢測(cè)控制裝置組成。研制旋轉(zhuǎn)防噴器有幾大難點(diǎn)，主要集中在密封膠芯、旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封及軸承，各自的壽命滿足實(shí)際應(yīng)用是保證鉆井施工安全的關(guān)鍵。n更多企業(yè)學(xué)院： 《中小企業(yè)管理全能版》183套講座+89700份資料《總經(jīng)理、高層管理》49套講座+16388份資料《中層管理學(xué)院》46套講座+6020份資料通過大量的元件選型、設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)的工作，特別是出廠前的大量模擬欠平衡試驗(yàn)，解決了這些關(guān)鍵問題。井眼環(huán)空與鉆柱之間起封隔作用，并提供安全有效的壓力控制，同時(shí)具有將井眼返出流體導(dǎo)離井口的作用。主要參數(shù)防噴器高度：525mm；防噴器外徑：470mm；適用井口法蘭外徑：380mm；井口法蘭密封墊環(huán)：RX54()；防噴器質(zhì)量：290kg最大靜密封壓力：11MPa；最大動(dòng)密封壓力：5MPa殼體最大承壓能力：588kN；適用鉆桿直徑：73mm；適用方鉆桿：89mmx89mm；膠心最大過徑：110mm.三、XK系列旋轉(zhuǎn)控制頭(旋轉(zhuǎn)防噴器)XK系統(tǒng)（中國(guó)，四川石油管理局）技術(shù)參數(shù)適用鉆具12873 mm鉆桿及相應(yīng)的六方、四方方鉆桿　適用介質(zhì) 空氣、泡沫及其他各種鉆井液可通過最大鉆具尺寸196. 8 mm適用井口溫度 100℃主通徑350、280、230 mm側(cè)通徑180 mm工作壓力　　動(dòng)壓10. 5 MPa；　　 MPa最高轉(zhuǎn)速 100 r/min總體尺寸　　旋轉(zhuǎn)防噴器總高1 580 mm ；　　旋轉(zhuǎn)總成外徑518 mm表13 XK28 (35)型 號(hào)殼體通徑280mm (11in)350mm (135/8in)底法蘭連接280mm (11in)35MPa6B型法蘭350mm (135/8in)35Mpa 6BX型法蘭側(cè)出口連接71/16in 35MPa 6B型法蘭連接側(cè)進(jìn)口連接52mm(21/16in)35MPa 6B型栽絲法蘭轉(zhuǎn)油管扣 (用戶可選用油管扣或由壬)中心管通徑182mm工作壓力最大動(dòng)壓最大靜壓35Mpa最大轉(zhuǎn)速100r/min.可封鉆具51/4in方鉆桿+5in鉆桿，41/4in方鉆桿+31/2in鉆桿，31/2in方鉆桿+31/2in鉆桿，3in方鉆桿+27/8in鉆桿。工作介質(zhì)空氣、泡沫和各種鉆井液總體尺寸總高：1480mm； 旋轉(zhuǎn)總成外徑：514mm。 殼體高度：640mm。表17 XK540AD194與XK350AD194空氣鉆井用旋轉(zhuǎn)控制頭主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù) 型 號(hào)XK540AD194XK350AD194殼體通徑540mm (211/4in)350mm (135/8in)底法蘭連接540mm (211/4in)14MPa6B型法蘭350mm (135/8in)35Mpa 6BX型法蘭側(cè)出口連接 10in400型法蘭連接或10in卡箍連接中心管通徑194mm工作壓力最大動(dòng)壓最大靜壓最大轉(zhuǎn)速100r/min.可封鉆具6in方鉆桿+51/2in鉆桿，51/4in方鉆桿+5in鉆桿，41/4in方鉆桿+31/2in鉆桿，31/2in方鉆桿+31/2in鉆桿。殼體高度： 930mm。幾種高壓旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)比較：PCWD系統(tǒng)（美國(guó)）優(yōu)點(diǎn)：　PCWD系統(tǒng)的主動(dòng)密封方式是理想的旋轉(zhuǎn)密封方式，能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)防噴器的功能，當(dāng)鉆機(jī)底座高度較低時(shí)利用該系統(tǒng)可以省去環(huán)形防噴器；密封膠芯能夠密封各種形狀的鉆具，甚至能密封空井；只要遙控開啟膠芯就可以起下鉆頭等復(fù)雜形狀的鉆具，操作簡(jiǎn)單。RCH7100系統(tǒng)（美國(guó)）優(yōu)點(diǎn)：RCH 7100的軸承總成和SLXFD的旋轉(zhuǎn)密封總成是獨(dú)立的、密閉的整體，不容易被外界雜質(zhì)侵入，更適合在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間工作。XK系統(tǒng)（中國(guó)，四川石油管理局）優(yōu)點(diǎn)：（1）可密封四方鉆桿的雙膠芯密封(專利技術(shù))　而產(chǎn)品不僅可以密封六方鉆桿，同時(shí)也可以密封國(guó)內(nèi)普遍采用的四方鉆桿，因而更適合中國(guó)國(guó)情。（3）旋轉(zhuǎn)總成與密封膠芯整體拆裝　更換下部密封膠芯時(shí)，只需將卡箍松開，便可將旋轉(zhuǎn)總成整體取出更換膠芯；更換上部密封膠芯時(shí)，只需將上部的卡螺紋筒旋轉(zhuǎn)90176。（5）連續(xù)壓力循環(huán)油潤(rùn)滑冷卻軸承 旋轉(zhuǎn)總成設(shè)計(jì)有潤(rùn)滑油注入與排出通道，能對(duì)軸承進(jìn)行連續(xù)壓力循環(huán)潤(rùn)滑。由于配備有完善的控制系統(tǒng)、冷卻加熱等輔助裝置，使得該旋轉(zhuǎn)防噴器既能用于高溫缺水的環(huán)境，又能用于高寒地區(qū)。該系統(tǒng)的研制成功，提高了我國(guó)欠平衡鉆井專用設(shè)備的研制開發(fā)能力，節(jié)省了大量資金。它可使扭矩最大程度作用在鉆頭上，在利用高排量來維持井眼清潔的情況下，保持較低的鉆頭轉(zhuǎn)速、低壓差就能為鉆頭提供足夠大的扭矩，并可減少對(duì)井下空氣鉆井馬達(dá)的嚴(yán)重?fù)p害。用單只馬達(dá)就可以達(dá)到不同的造斜率，一次下井就可達(dá)到理想的方位和井斜。下鉆時(shí)按常規(guī)方法下至閥板上方后，首先利用旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)和常規(guī)閘板防噴器密封井口，然后從井口泵入流體以平衡閥板上、下的壓力，再通過地面控制裝置打開閥板，最后打開閘板防噴器，帶壓下鉆到井底并進(jìn)行欠平衡鉆進(jìn)。9?in47lb/ft35MPa35MPa7in32LB/FT 5K DDV7in32lb/ft 35MPa35MPa最大壓差最高溫度閥瓣類型操作壓力拉伸額定值本體材料9?in47LB/FT 5K DDV目的是為了避免使用昂貴的鉆井液壓井，以及由壓井后帶來的洗井和對(duì)生產(chǎn)層采用的強(qiáng)化增產(chǎn)措施，消除泥漿壓井帶來的一切后果?？朔畠?nèi)頂力分別為294和147kN，使用井口壓力為5~7MPa。b)　折流板式分離器　如圖2，液氣從分離器入口進(jìn)入后經(jīng)過折流板多次折流，鉆井液從折流板流入罐的下部，氣體從折流板兩側(cè)面的空間向上升，經(jīng)天然氣排出管道排出。鉆井液經(jīng)折流板向下往返流動(dòng)時(shí)，液體中的氣體從折流板的內(nèi)環(huán)面和外環(huán)面向上流動(dòng)。分離器定尺原則：（1）分離器要有足夠的分離能力，在任何情況下都不會(huì)發(fā)生串噴。(2)主腔容積　為了有效地將氣體與液固相分離，液氣分離器主腔須具備一定的高度和截面積，主腔高度決定其脫氣效果的優(yōu)劣，主腔容積決定瞬間脫氣與儲(chǔ)氣的能力。1．國(guó)外石油鉆機(jī)最新技術(shù)(1)Maritime Hydraulics公司可配置自動(dòng)鉆井系統(tǒng)(CADS)　　挪威海上鉆井平臺(tái)上使用了Maritime Hydraulics公司可編程管子處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于可配置自動(dòng)鉆井系統(tǒng)(CADS)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各種操作程序化，不需分別操作絞車、頂驅(qū)、管子處理裝置和卡瓦，鉆臺(tái)上只需司鉆1人。一個(gè)發(fā)生故障，另一個(gè)仍可進(jìn)行操作。(2)Varco公司監(jiān)視與診斷系統(tǒng)Varco公司的edrill是第一套遠(yuǎn)程監(jiān)視世界各地鉆機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，鉆機(jī)操作人員可在1h內(nèi)和相關(guān)技術(shù)人員取得聯(lián)系，同時(shí)各種參數(shù)可直接從置于Varco公司監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的智能系統(tǒng)讀取?！?3)National Oilwell公司Hawk系列監(jiān)控軟件　National Oilwell公司最新開發(fā)的Hawk系列監(jiān)控軟件，包括三大部分：網(wǎng)絡(luò)司鉆、在線支持和陸上決策中心。使用該軟件還可將遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的圖表和三維模型輸入到計(jì)算機(jī)司鉆操作臺(tái)，司鉆根據(jù)圖表和模型進(jìn)行操作?！　≡诰€支持：在線支持可提供全天24h的服務(wù)，可對(duì)所有軟硬件和文件進(jìn)行服務(wù)和支持，可指導(dǎo)用戶選擇和使用信息。若需要，技術(shù)人員會(huì)親臨現(xiàn)場(chǎng)解決問題。National Oilwell公司還開發(fā)了鉆井顧問系統(tǒng)，包括一個(gè)鉆機(jī)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)師、鉆井液工程師、定向井司鉆、隨鉆測(cè)量操作者、隨鉆錄井操作者以及司鉆提供的用戶化的界面。National Oilwell公司于2002年7月將第一套鉆井顧問系統(tǒng)安裝在Statfjord油田海洋鉆井平臺(tái)上，鉆井顧問和網(wǎng)絡(luò)司鉆系統(tǒng)將用于整個(gè)油田的監(jiān)測(cè)。P)有限公司設(shè)計(jì)和制造的FlexRig新型鉆機(jī)已進(jìn)入到第三階段。頂驅(qū)裝置、絞車和鉆井泵采用交流變頻電驅(qū)動(dòng)；采用鉤載為3336 kN(75000磅)的井架；配備有司鉆控制臺(tái)和操作室；安裝有該公司設(shè)計(jì)的防噴器操作系統(tǒng)，由司鉆控制室液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制；鉆臺(tái)上配備有機(jī)械化鉆桿上卸扣裝置；配備有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和3臺(tái)鉆井泵。減少非鉆井時(shí)間；采用穩(wěn)定鉆壓，提高鉆頭壽命和機(jī)械鉆速；提高鉆機(jī)作業(yè)的安全性能。絞車：絞車型號(hào)為Varco公司的AHS一20 SD型，由2臺(tái)GEB22型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)安裝在司鉆操作室內(nèi)，起下鉆柱時(shí)，可用一個(gè)單獨(dú)的操作手柄來控制絞車速度。固井作業(yè)后，防噴器操作系統(tǒng)可將試壓合格后的防噴器組移至井口上方對(duì)中安裝。該工具使鉆工在不使用手動(dòng)大鉗、旋鏈旋扣以及貓頭等裝置的情況下，完成在鉆桿和鉆鋌的上卸扣。　　鉆井液罐系統(tǒng)：采用Varco公司設(shè)計(jì)的底部呈球形的鉆井液罐系統(tǒng)，與常規(guī)矩形鉆井液罐相比，能顯著提高鉆井液的制備混合效率以及清罐作業(yè)效率。美國(guó)職業(yè)安全與健康署在報(bào)告中指出。而且由于鉆機(jī)所需安裝場(chǎng)地較小，搬遷安裝費(fèi)用低。鉆機(jī)可拆卸成40臺(tái)車運(yùn)輸，從一個(gè)井場(chǎng)搬遷到另一個(gè)井場(chǎng)只需4～5d，而功率同樣大小的常規(guī)鉆機(jī)的搬遷則需8~9d。 鉆機(jī)基本設(shè)備分別安裝在8個(gè)模塊上。絞車傳動(dòng)由康明斯柴油機(jī)和阿里遜液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置構(gòu)成的2臺(tái)柴油機(jī)液壓機(jī)組實(shí)現(xiàn)。 按照用戶要求，整臺(tái)鉆機(jī)的每個(gè)組合都獨(dú)立配置所有必需的設(shè)備。用可拆卸的運(yùn)輸支架，將各模塊裝到這些運(yùn)輸車輛上。 2000年制造了2臺(tái)組合試驗(yàn)樣機(jī)，完成了廠內(nèi)整體安裝和井架試驗(yàn)。交流變頻調(diào)速技術(shù)是一種涉及電動(dòng)機(jī)理論、自動(dòng)控制理論、電路拓?fù)淅碚?、電力電子技術(shù)、微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性交叉技術(shù)。各子系統(tǒng)采用閉環(huán)系統(tǒng)控制，每個(gè)子系統(tǒng)具有智能化和自適應(yīng)功能。 （2）~2以上，大大提高了鉆機(jī)的提升能力和處理事故的能力。 （6）負(fù)載功率因素搞，接近1，具有軟起性能，可降低供電電源的容量。 （10）安裝、拆卸、搬遷方便靈活。司鉆能通過顯示器了解各種參數(shù)的變化，并實(shí)時(shí)自檢各系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 激光石油鉆機(jī)美國(guó)芝加哥天然氣研究所(GRI)與美科羅拉多礦業(yè)學(xué)院、麻省理工學(xué)院、雷克伍德公司、菲利普斯及美國(guó)空軍和陸軍合作，聯(lián)合開展一項(xiàng)激光鉆機(jī)的研究計(jì)劃，該計(jì)劃約于2000年完成。 新型液壓石油鉆機(jī)20世紀(jì)90年代初期，挪威Mari Time液壓裝置公司與英國(guó)石油公司聯(lián)合研制成功一種新型液壓石油鉆機(jī)。導(dǎo)向滾筒在液缸導(dǎo)架的導(dǎo)軌上移動(dòng)，活塞桿固定在導(dǎo)向座最頂部。8根提升鋼絲繩，長(zhǎng)度固定，平行排列，一端接頂驅(qū)裝置(為取消游車)，另一端接鉆臺(tái)上的平衡器總成。液缸導(dǎo)向器取代了塔式(或輕便)井架。剎車由液缸底部的節(jié)流閥控制。立根盒位置降低以后可取消鉆桿排放設(shè)備，鉆桿排放從水平到豎直只用簡(jiǎn)單設(shè)備即可。(5)敞開取放鉆桿，并可將立根盒安排在鉆臺(tái)兩邊。1997年殼牌英國(guó)勘探與生產(chǎn)公司在北海應(yīng)用軟管鉆井技術(shù)在垂深3860m處成功地進(jìn)行了側(cè)鉆，創(chuàng)造了利用軟管鉆井技術(shù)側(cè)鉆垂深最大的紀(jì)錄。(3)連續(xù)軟管內(nèi)可內(nèi)置電纜，改善信號(hào)的隨鉆傳輸，可以實(shí)現(xiàn)隨鉆測(cè)量和閉環(huán)鉆井。(7)由于軟管尺寸小，特別適合鉆小井眼井。這種鉆具組合用電潛泵馬達(dá)取代了常規(guī)的螺