【文章內(nèi)容簡介】 體，配以降粘劑，降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學(xué)處理劑所組成的鉆井液。它是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型鉆井液體系。包括陽離子聚合物鉆井液、兩性離子聚合物鉆井液、全陽離子聚合物鉆井液、深井聚合物鉆井液和正電膠鉆井液等。 油連續(xù)相鉆井液 油連續(xù)相鉆井液（習(xí)慣稱為油基鉆井液）是一種以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，以加重劑、各種化學(xué)處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學(xué)處理劑和水等。它基本經(jīng)歷了原油鉆井液（1930年初）、油基鉆井液、油包水（反相乳化）鉆井液（1960年至今）等三個(gè)階段?！　。?）原油鉆井液。主要成分是原油?！　。?）油基鉆井液。以柴油（或原油）為連續(xù)相，以氧化瀝青為分散相，再配以加重劑和各種化學(xué)處理劑配制而成?！　。?）油包水（反相乳化）鉆井液。一柴油（或原油）為連續(xù)相，以水為分散相呈小水滴分散在油中（水可占60%的體積），以有機(jī)膨潤土（親油鵬潤土）和氧化瀝青等穩(wěn)定劑，再配以加重劑和各種化學(xué)處理劑等配制而成。1978年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用。氣體型鉆井流體氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液?！　∨菽@井液是以泡沫作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。主要組成是液體、氣體及泡沫穩(wěn)定劑等?！　?0世紀(jì)80年代我國標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)鉆井液體系分委會(huì)把鉆井液分為：不分散地固相聚合物鉆井液、淡水鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液、鈣處理鉆井液、鉀基鉆井液、油基鉆井液、氣體鉆井液等八大體系?！　PI(美國石油學(xué)會(huì))及LADC(國際鉆井承包商協(xié)會(huì))認(rèn)可的鉆井液體系如下：　　不分散鉆井液體系、分散性鉆井液體系、鈣處理鉆井液體系、聚合物鉆井液體系、低固相鉆井液體系、飽和鹽水鉆井液體系、修井完井鉆井液體系、油基鉆井液體系和空氣、霧、泡沫和氣體體系。三 .鉆井液的選用原則鉆井液是鉆井的“血液”，在鉆井作業(yè)中起著非常重要的作用。因此對鉆井液要求很高，主要有四個(gè)方面：鉆井循環(huán)的要求 鉆井循環(huán)對鉆井液的要求是泵壓低（粘度低），攜砂能力強(qiáng)（動(dòng)切力高），啟動(dòng)泵壓低（靜切力低），潤滑性能好，摩擦力低，磨損?。ü腆w顆粒少）。要保持井眼的穩(wěn)定　鉆穿的地層要用鉆井液的壓力柱與地層壓力取得平衡，鉆井液密度穩(wěn)定；鉆井油氣層時(shí)要靠鉆井液的壓力柱來平衡油氣的壓力要求鉆井液密度適當(dāng)。要求鉆井液有克服不穩(wěn)定地層的性能，例如泥巖吸水膨脹造成井眼收縮；礫巖、火山巖遇水造成跨塌，鹽巖遇水而形成溶洞等，即要求有不同性質(zhì)的鉆井液。 要求鉆井液保護(hù)油氣層 　鉆開油氣層后，鉆井液與油氣層接觸，為防止鉆井液損害油氣層，要求鉆井液的失水小、泥餅?。ㄣ@井液失水后，固壓差固體顆粒在井壁上形成泥餅環(huán)）、固相含量低、濾液的水化作用低（濾液進(jìn)入地層后與地層中的液體發(fā)生的化學(xué)作用）等。保護(hù)環(huán)境和生態(tài) 鉆井液中常含有原油、柴油和各種油類以及含有大量的化學(xué)處理劑，為防止鉆井液對環(huán)境和生態(tài)可能造成的影響，要求使用無害、無毒的鉆井液。第四節(jié) 鉆頭種類及用途一 鉆頭種類 1 .依構(gòu)造分類(1).整體式鉆頭：鉆頂、鉆身、鉆柄由同一材料整體制造而成.(2).端焊式鉆頭，鉆頂部位由碳化物焊接而成. 　(1).直柄鉆頭：，皆采用直柄.　(2).錐柄鉆頭：鉆頭柄為錐度狀，一般其錐度均采用莫氏錐度. (1).中心鉆頭：一般用于鉆孔前打中心點(diǎn)用，前端錐面有60176。, 75176。, 90176。等,車床作業(yè)時(shí)為了用尾座支,持應(yīng)該用60176。中心鉆與車床尾座頂心60176。相配合. (2).麻花鉆頭: 為工業(yè)制造上使用最廣泛的一種鉆頭,我們一般使用的就是麻花鉆頭. (3).超硬鉆頭: 鉆身之前端或全部以超硬合金刀具材料制成,使用于加工材料之鉆孔加工. (4).油孔鉆頭: 鉆身有兩道小孔,切削劑經(jīng)此小孔到達(dá)切刃部份,以帶走熱量及切屑,使用此鉆頭一般工作物旋轉(zhuǎn),而鉆頭靜止 (5).深孔鉆頭:最早用于槍管及石包管之鉆孔加工,又稱為槍管鉆頭。深孔鉆頭為一直槽型,在一圓管中切除四分之一強(qiáng)的部份以產(chǎn)生刃口排屑 (6). 鉆頭鉸刀: 為了大量生產(chǎn)之需要,其前端為鉆頭,后端為鉸刀,鉆頭直徑與鉸刀直徑只差鉸孔之裕留量,也有鉆頭于螺攻絲混合使用,故又稱為混合鉆頭. (7). 錐度鉆頭: 當(dāng)加工模具進(jìn)料口時(shí),可使用錐度鉆頭. (8). 圓柱孔鉆頭: 我們稱其為沉頭銑刀,此種鉆頭前端有一直徑較小之部分稱為道桿. (9).圓錐孔鉆頭: 為鉆削圓錐孔之用,其前端角度有90176。,60176。等各種,我們使用的倒角刀就是圓錐孔鉆頭的一種. (10).三角鉆頭: 一種電鉆所使用之鉆頭,其鉆柄制成三角形之面,使夾頭可確實(shí)固定鉆頭.二 主要的鉆頭各論金剛石復(fù)合片（PDC）鉆頭 用 途：常用于工程施工及煤礦井下瓦斯抽放孔，放水孔，注漿孔的鉆進(jìn)。 特 點(diǎn)：具有很高的鉆速及超長的壽命。 規(guī) 格：φ4φ5φ60、φ6φ7φ9φ1φ11φ13 　φ15φ190、φ21φ2φ270種 類： 取芯鉆頭 不取芯鉆頭 兩翼型鉆頭 三翼型鉆頭 四翼型鉆頭 支柱型鉆頭 擴(kuò)孔型鉆頭 刮刀型鉆頭金剛石復(fù)合片 PDC錨桿鉆頭 用途：適用于礦山，交通，水電等部門錨網(wǎng)支護(hù)孔鉆進(jìn)。 特點(diǎn)：切削具有采用新型超硬材料，耐磨性強(qiáng)，強(qiáng)度高分子我齒纖鉆頭壽命長，通常是硬質(zhì)合金的10~30倍；可大幅度提高中硬及堅(jiān)硬巖層的鉆進(jìn)效率；刀刃耐磨，不需經(jīng)常修磨，使用方便。 類型 適應(yīng)巖層 半片普通PDC鉆頭 f6的軟巖 PDC錨桿鉆頭 整片普通PDC鉆頭 f=610的較完整的中硬巖層 整片精品PDC鉆頭 f=1012的較完整的硬巖 人造金剛石孕鑲鉆頭 f12的堅(jiān)硬巖層 金剛石錨桿鉆頭 天然金剛石孕鑲鉆頭 f12的堅(jiān)硬巖層 天然金剛石給表鑲鉆頭 f=1218的較完整的堅(jiān)硬巖層空心螺旋鉆桿：重量輕（比老式鉆桿輕45%）進(jìn)尺快、粉塵小、鉛垂孔鉆進(jìn)后不留巖屑、成孔清晰。卡豆連接、方便快速、節(jié)省捆扎材料；桿體與鉆尾分離可倒頭使用，延長了使用壽命；濕式作業(yè)時(shí)通水性能好。 第五節(jié) 取巖心器材 在鉆探工作中不僅要提高鉆進(jìn)效率，還特別要認(rèn)真做好取心工作。影響巖(煤)心采取的因素很多，最重要的是要有技術(shù)性能可靠，結(jié)構(gòu)合理的取心工具。煤田地質(zhì)鉆探使用的煤心采取器，經(jīng)歷了由雙動(dòng)雙管發(fā)展為雙管單動(dòng)的過程。雙管單動(dòng)取心器從20世紀(jì)50年代開始使用，其型號有兩種。即K3型和阿式(即阿列克辛闊式)。這兩種煤心采取器在較長時(shí)期內(nèi)起到了積極的作用，但在使用中也存在不少問題，如回次進(jìn)尺少，取心長度短，單動(dòng)穩(wěn)定性差，通水不暢，煤心易脫落、堵塞、嫩燒等。為了改變這種狀況，80年代吸收國內(nèi)外各種取心器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，先后研制了DQX型、MQR型、DMD84i型、SMQ2型、SMK2型等10多種設(shè)計(jì)合理、性能可靠、結(jié)構(gòu)各異、不同類型和特點(diǎn)的雙管單動(dòng)取煤器，從而有效地提高了煤心采取的數(shù)量和質(zhì)量。第六節(jié) 981鉆井平臺　 一 、 981鉆進(jìn)平臺簡介 海洋石油981深水半潛式鉆井平臺[2]，簡稱“海洋石油981”，中國海油深海油氣開發(fā)五型六船之一，是根據(jù)中國海洋石油總公司（簡稱“中海油”）的需求和設(shè)計(jì)理念，由中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所設(shè)計(jì)、上海外高橋造船有限公司承建的，耗資60億元，中海油擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，由中海油服租賃并運(yùn)營管理。該平臺采用美國Famp。G公司ExD系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化及增強(qiáng)了動(dòng)態(tài)定位能力，以及錨泊定位，是在考慮到南海惡劣的海況條件下設(shè)計(jì)的，整合了全球一流的設(shè)計(jì)理念、一流的技術(shù)和裝備，所以它還有著“高精尖”內(nèi)涵。除了通過緊急關(guān)斷閥、遙控聲吶、水下機(jī)器人等常規(guī)方式關(guān)斷井口，該平臺還增添了智能關(guān)斷方式，即在傳感器感知到全面失電、失壓等緊急情況下，自動(dòng)關(guān)斷井口以防井噴。設(shè)計(jì)能力可抵御兩百年一遇的超強(qiáng)臺風(fēng)，首次采用最先進(jìn)的本質(zhì)安全型水下防噴器系統(tǒng)，具有自航能力，還有世界一流的動(dòng)力定位系統(tǒng)?！　?012年5月9日，“海洋石油981”在南海海域正式開鉆，是中國石油公司首次獨(dú)立進(jìn)行深水油氣的勘探，標(biāo)志著中國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐。[ 1 、主要參數(shù) 海洋石油981深水半潛式鉆井平臺長114米，寬89米，面積比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場還要大，平臺正中是約56層樓高的井架。該平臺自重30670噸，可起降中國最大的“Sikorsky S92型”直升機(jī)。作為一架兼具勘探、鉆井、完井和修井等作業(yè)功能的鉆井平臺，“海洋石油981”代表了海洋石油鉆井平臺的一流水平，最大作業(yè)水深3000米，最大鉆井深度可達(dá)10000米。該平臺總造價(jià)近60億元 2 、技術(shù)特點(diǎn)　　“海洋石油981”擁有多項(xiàng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，平臺穩(wěn)性和強(qiáng)度按照南海惡劣海況設(shè)計(jì)，能抵御南海200年一遇的波浪載荷；選用大馬力推進(jìn)器及DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)，在1500米水深內(nèi)可使用錨泊定位，甲板最大可變載荷達(dá)9000噸。該平臺可在中國南海、東南亞、西非等深水海域作業(yè)，設(shè)計(jì)使用壽命30年?！昂Ｑ笫?81”的6個(gè)世界首次：　　首次采用南海200年一遇的環(huán)境參數(shù)作為設(shè)計(jì)條件，大大提高了平臺抵御環(huán)境災(zāi)害的能力；　　首次采用3000米水深范圍DP3動(dòng)力定位、1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)，這是優(yōu)化的節(jié)能模式；　　首次突破半潛式平臺可變載荷9000噸，為世界半潛式平臺之最，大大提高了遠(yuǎn)海作業(yè)能力；　　中國國內(nèi)首次成功研發(fā)世界頂級超高強(qiáng)度R5級錨鏈，引領(lǐng)國際規(guī)范的制定。同時(shí)為項(xiàng)目節(jié)約大量的費(fèi)用，也為中國國內(nèi)供貨商走向世界提供了條件；　　首次在船體的關(guān)鍵部位系統(tǒng)地安裝了傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，為研究半潛式平臺的運(yùn)動(dòng)性能、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、錨泊張力范圍等建立了系統(tǒng)的海上科研平臺，為中國在半潛式平臺應(yīng)用于深海的開發(fā)提供了更寶貴和更科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)；　　首次采用了最先進(jìn)的本質(zhì)安全型水下防噴器系統(tǒng)，在緊急情況下可自動(dòng)關(guān)閉井口，能有效防止類似墨西哥灣事故的發(fā)生?！　昂Ｑ笫?81”的10項(xiàng)中國國內(nèi)首次：國內(nèi)由中海油首次擁有第六代深水半潛式鉆井平臺船型基本設(shè)計(jì)的知識產(chǎn)權(quán)，通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究、系統(tǒng)集成研究、概念研究、聯(lián)合設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)，使國內(nèi)形成了深水半潛式平臺自主設(shè)計(jì)的能力；國內(nèi)首次應(yīng)用6套閘板及雙面耐壓閘板的防噴器（BOP、防噴器聲納遙控和失效自動(dòng)關(guān)閉控制系統(tǒng)，以及3000米水深隔水管及輕型浮力塊系統(tǒng)，大大提高了深水水下作業(yè)安全性；國內(nèi)首次建造了國際一流的深水裝備模型試驗(yàn)基地，為在國內(nèi)進(jìn)行深水平臺自主設(shè)計(jì)、自主研發(fā)提供了試驗(yàn)條件；國內(nèi)首次完成世界頂級的深水半潛式鉆井平臺的建造。三維建模、超高強(qiáng)度鋼焊接工藝、建造精度控制和輕型材料等高端技術(shù)的應(yīng)用，使國內(nèi)海洋工程的建造能力一步跨進(jìn)世界最先進(jìn)行列；國內(nèi)首次成功研發(fā)液壓鉸鏈?zhǔn)礁邏核荛T裝置并應(yīng)用在實(shí)船上，解決了傳統(tǒng)水密門不能用于空間受限、抗壓和耐火等級高、布置分散和集中遙控的難題，使國內(nèi)水密門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制技術(shù)處于世界先進(jìn)水平；　　國內(nèi)首次應(yīng)用一個(gè)半井架、BOP和采油樹存放甲板兩側(cè)、隔水立管垂直存放及鉆井自動(dòng)化等先進(jìn)技術(shù)，大大提高了深水鉆井效率；國內(nèi)首次應(yīng)用了遠(yuǎn)海距離數(shù)字視頻監(jiān)控應(yīng)急指揮系統(tǒng)，為應(yīng)急響應(yīng)和決策提供更直觀的視覺依據(jù)，提高了平臺的安全管理水平；國內(nèi)首次完成了深水半潛式鉆井平臺雙船級入級檢驗(yàn)，并通過該項(xiàng)目使中國船級社完善了深水半潛式平臺入級檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范體系；　　國內(nèi)首次建立了全景仿真模擬系統(tǒng)，為今后平臺的維護(hù)，應(yīng)急預(yù)案制定、人員培訓(xùn)等提供了最好的直觀情景與手段；國內(nèi)首次建立了一套完整的深水半潛式鉆井平臺作業(yè)管理、安全管理、設(shè)備維護(hù)體系，為在南海進(jìn)行高效安全鉆井作業(yè)提供了保障。第二章 鉆探設(shè)計(jì)說明書第1節(jié) 鉆探的地質(zhì)概況 保德處于呂梁山余脈西背斜，構(gòu)造線呈西北——東南方向。巖層傾斜平緩（6176?！?0176。），地質(zhì)構(gòu)造簡單，無火成巖活動(dòng)，僅局部地區(qū)有些小褶曲和斷層。出露地層有：古生代的奧陶系、石炭系、二迭系；中生代的三迭系和新生代的第三系和第四系 。第二節(jié) 鉆孔位置 鉆龍位置位于保德縣冀家溝村的500m處。 一 鉆進(jìn)方法和鉆具組合 為了達(dá)到理論的鉆探效果，不考慮其經(jīng)濟(jì)因素，只考慮地質(zhì)上及鉆進(jìn)技術(shù)等方面因素，達(dá)到最優(yōu)的鉆進(jìn)規(guī)程我們采用了金光石鉆進(jìn)，并用繩索取心的方法。 二 鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本區(qū)為煤炭地質(zhì)勘探，勘探煤層厚度及其他特征，根據(jù)保德縣合柱狀圖：設(shè)計(jì)孔深1000米， 采用金剛石鉆進(jìn)，地質(zhì)剖面包括以下層位：（1）0至60米為可鉆性為1 級的第四紀(jì)的沖擊層及卵石層，該段全漏水不循環(huán)，需下套管；（3）60至1000米為可鉆性1至6級的穩(wěn)定砂巖為主（4）800至1000要求地質(zhì)取樣，主要煤層和灰?guī)r，（5）地質(zhì)取樣要求以59mm終孔。試確定該鉆孔結(jié)構(gòu)。[分析]從已知條件，自160米至終孔適于一徑到底，不下套管；分析地質(zhì)剖面，該鉆孔下孔口管和一層套管即可；為封閉漏失層，套管下放深度為5070米，管鞋伸進(jìn)穩(wěn)定層5至10米，套管直徑為73mm，因此該孔段須用76mm鉆進(jìn)；孔口管長18至20米。直徑89mm，因此開孔取91或110mm。 根據(jù)