钻井工艺
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2.1 井场准备

2.1.1 定井位

定井位就是确定油、气井的位置。它由勘探部门(勘探井)或油田开发部门(生产井、注水井、调整井等)来确定。井位内容包括以下几点。

构造位置 该井在什么地质构造上。

地理位置 该井在省、市、县、乡、村的位置。

测线位置 该井所在地震测线剖面。

坐标位置 该井在地球表面的经度和纬度。

确定井位时,应全面考虑地形、地势、地物、土质、水源、地下水位、排水条件、交通状况等,选定最佳井位。定井位的原则是避开山洪及暴雨冲淹或可能发生滑坡的地方;井场边缘距铁路、高压电线及大型设施至少50m,井口距民房60m以上。标准井场最小有效使用面积见表2-1。

表2-1 标准井场最小有效使用面积

70钻机井场布局简图(虚线框区域为司机属地)如图2-1所示。

图2-1 70钻机井场布局简图

2.1.2 道路勘测

道路勘测是对井队搬家所经过的道路进行实地调查,以保证安全顺利地搬迁。搬家前要勘察沿途的道路、桥梁和涵洞宽度及承载能力,掌握沿途的通讯线、电力线的情况,凡不符合要求者及时整改处理。

2.1.3 基础施工

基础是安装钻井设备的地方,目的是保证机器设备的稳固,保证设备在运转过程中不移动、不下沉,减少机器设备的振动。基础质量的好坏,直接影响钻井设备的正常运转、加速设备的磨损。例如井架基墩水平度达不到要求,不仅使井架安装困难,严重时还会导致井架倾斜。动力机的基墩不平,会使动力机轴及传动装置各部件受力不均衡,易于磨损甚至发生折断。钻井现场基础一般采用填石灌浆、混凝土预制和方木,特殊条件下可用木桩基础、爆扩桩基础。

填石灌浆基础是先将直径250~350mm的石块填入坑内,然后用水泥与砂子之比为1∶2或1∶3的水泥砂浆灌注而成。

混凝土基础是用清水洗干净的直径为15~30mm的石子、干净的细砂和300~500号水泥,以一定的比例混合加水,用混凝土搅拌机或铁皮压盘人工搅拌均匀倒入基础坑内,并用铁钎或振动器捣实而成。水泥∶砂子∶石子一般为1∶2∶4或1∶3∶5(体积比)。

填石灌浆及混凝土基础具有现场制作方便、成形件好、强度大、能够承受较大负荷等特点。钻井设备安装时使用广泛,特别是重型、超重型钻井设备的井架、动力机及钻井泵等均使用这种基础。

木方基础是用硬质木料制成的,其断面尺寸为300mm×300mm或400mm×400mm。木方制作简单,完井后可起出多次使用,有利于保护环境。缺点是不能承受重载荷,而且费用高,现在已很少使用。

木桩基础用于地下有流沙、水泡子,填方过深时有塌方危险或消耗水泥过多、不宜采用混凝土基础的情况。

在一些超深井钻探设备安装时,由于井深、负荷大、钻井周期长、地表土层厚且较软,采用上述基础不能满足要求,可采用爆扩桩基础。

混凝土预制基础(水泥活动基础)是预先在车间(预制厂)按标准尺寸做成钢筋混凝土基墩,安装时直接运到井场使用,完井后起出可多次重复使用。预制基础可以提高安装速度,节约材料,减少运输费用,降低钻井成本。但由于各井场地表上层强度差异较大,该基础已经预制成形,因而适应性较差。

基础完工后必须用水平仪找平。井架、柴油机和钻井泵的基础水平误差不超过±3mm,前后误差不超过±10mm。平面位移以中心线为准,偏差不超过±20mm。

活动基础的摆放只准挖方,不准填方。基础应髙出地面50~60mm,井用土加以覆盖,防止拖拉井架和设备时损坏基础表面。

2.1.4 安装井架
2.1.4.1 安装塔形井架

首先安装井架底座,底座由四根大梁组成,大梁间用槽钢拉筋连接。安装底座时先把井口中心线划出来,找好安放底座的位置,用吊车将大梁逐件摆上,连接固定好。摆放时应注意大梁的顺序;四根大梁要一样平,不平可在基础与大梁之间垫铁片,水平误差小于3mm;底座两对角线交点应与井口中心重合,偏心距小于3mm,水平位移小于10mm,底座对角线的长度偏差小于5mm。

然后把安装好的井架底座吊装在井架基础上,安装底座时应注意上全所有的螺栓、卡子、销子等,螺栓要垫弹簧垫圈,销子要涂润滑脂并穿保险销子。

底座安装好后,把搬运到井场的井架部件初步组装成组合件,并放在方便施工的位置,然后用吊车将组合件大腿及二层组装好的拉筋装上,再用扒杆法或旋转扒杆法依次将井架一层层安装完毕,最后吊装天车,拉好井架绷绳。

2.1.4.2 安装A形井架

首先安装底座,底座安放前应以井口纵向、横向中心线为基准,在底座上划出底座安放边线。底座安装时,一般以井口为中心,按设计尺寸在基础上划好线,再用吊车逐件将底座架摆放到基础上。吊装底座一般从井架主体底座架开始,逐件安放井同时用销子或U形卡子把相接的底座架按要求连接起来。底座安放完毕,需用水准仪进行找平,并核对有关尺寸。该类钻机底座安装好后,摆放设备时一般不再找平,故整体底座的对正与找平必须按设备出厂要求和标准严格执行,保证质量。然后采用水平安装、整体吊升的方法安装其他井架部件。主要有撑杆法、人字架法。

2.1.5 安装设备

安装设备是将钻井所需设备、工具(除新设备、新工具外,一般是搬家拆开的设备、工具)等在新井场重新组装,形成完整的钻井设备系统。

安装工作主要有:设备就位、校正设备、固定设备等。设备的安装工作可在整个井场同时进行。校正设备应先找正,后找平,校正要按规定顺序进行。首先根据井架四条大腿对角线交点来确定转盘中心位置,再确定天车的中心,使天车中心、转盘中心、井口中心三者在一条垂线上。然后通过转盘链轮和绞车过桥链轮的同一端面校正绞车的位置。依次类推,校正1号车位置,校正柴油机、联动机、钻井泵、压风机、除砂泵等设备的位置。固定设备时必须按规定的力矩使螺栓紧固牢靠,零部件齐全,保证质量并注意安全。

2.1.5.1 保证安装质量

钻井设备的安装质量是影响一口井能否顺利完工的关键因素之一。安装质量要达到“七字”标准和“五不漏”要求。“七字”标准是:正、平、稳、全、牢、灵、通。

正:设备位置要对正,不偏不斜,偏差要符合标准。

平:设备安装的水平度要符合标准,工作台要铺平。

稳:设备安装时不悬空,运转时不振动。

全:设备零部件、护罩、固定螺丝等要齐全。

牢:设备固定要牢固。

灵:设备的刹车控制系统要灵活可靠,仪器、仪表要灵敏准确。

通:各种管线、电路等要畅通。

五不漏:不漏油、不漏气、不漏水、不漏电、不漏钻井液。

2.1.5.2 设备的保养

在设备开始运转之前,要对设备进行一次全面保养。各岗位要按保养项目及要求进行保养,主要内容如下。

ⅰ.洗设备表面及内腔。

ⅱ.所有润滑点按标准加入机油或注入润滑脂。

ⅲ.清洗机油、柴油及空气滤清器。

ⅳ.向柴油机、发电机等水箱加入软化冷却水。

ⅴ.再次检查设备的紧固和连接是否符合要求。