钻井工程师成长之路(定向井基础)[全文5篇]

第一篇：钻井工程师成长之路(定向井基础)

钻井工程师成长之路(定向井基础)

一．井口操作

我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。

那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。参看资料1中对3000米内，地层倾角大于30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。在起钻前把多点从钻柱内投到靠进钻头处，然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。也就是说每上提一柱，司钻在本子上记录当前时间。起钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下入定向仪器纠偏，会打电话联络什么时候上定向的仪器和人员。

井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实际方位；如果实际方位与预定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。在定向组合钻具入井时，我们经常看见定向工程师在井口量角差。这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。

上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。

上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。

上图的上面的钻具为螺杆，下图将定向接头的定向键和高边方向线平移到同一个平面来计算角差。从高边顺时针旋转到顶直接头键的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周长，则可以算出角差是多少度，在司钻显示器和轨迹控制软件上所显示的出的工具面是已经把角差带入后计算好的。

上图是司钻读出器，读出当前的井段数据。图中象雷达一样的就是工具面，详细作用可以参考资料2，书中有详细的叙述。那么这个雷达一样的工具面有什么作用呢？把它用360度来划分，那么当红线指零度时是增斜，指180度时是降斜，90度时是增方位，270度是降方位。在特殊井轨道设计这个软件中，这四个度指起着非常重要的作用，我们在下面一节的内容里会介绍它是如何重要的。

某时刻，我们测的工具面如上图所示的位置，我们这时候需要全力增井斜，应该怎么办？所给的钻进参数是120KN，根据经验10KN=10度，当我们加了120KN钻压时，红线是否能摆到0度的位置上呢？不一定，我们要考虑反扭角。

动力钻具在工作中，液流作用于转子并产生扭矩，传给钻头去破碎岩石。液体同时也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩将有使钻柱旋转的趋势，但由于钻柱在井口处是被锁住的，所以只能扭转一定的角度，此角称为反扭角。

现场中，我们在转盘做一道记号，调整工具面，在加压使红线到0度位置。另外一种方法是，接完单根，定向工程师不做要求，让司钻加压到120KN直接打，看工具面前后的变化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面稳定的状况下，这几分钟的忙打不会有多少进尺，也不会影响到定向作业)。然后准确的调整工具面。二．软件操作

先来介绍下，一般下井的定向仪器的结构与功能。

仪器是将传感器测得的井下参数按照一定的方式进行编码，产生脉冲信号，该脉冲信号控制伺服阀阀头的运动，利用循环的泥浆使主阀阀头产生同步的运动，这样就控制了主阀阀头与下面的限流环之间的泥浆流通面积。在主阀阀头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在主阀阀头压下状态时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。定向探管产生的脉冲信号控制着主阀阀头提起或压下状态的时间，从而控制了脉冲的宽度和间隔。主阀阀头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择主阀阀头的外径和限流环的内径尺寸来控制信号强弱，使之适用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作环境。实际上，整个过程涉及到如何在井下获得参数以及如何将这些数据输送到地面，这两个功能分别由探管和泥浆脉冲发生器完成。定向探管

这种测斜仪是利用当地已知的重力场和地磁场做为基准定义方向参数的，并利用定向探管坐标系与基准的相互关系计算出方向参数，因此需要建立探管测量头坐标系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头轴向。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通门Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力场的重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁场在三个方向上的分量。当这些传感器感受输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（VT）。这7个输出电压和一个基准电压（VR）及电源电压（VD）共9个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（PS）在电压时间变换器内部通过与门形成P0，并输入到CPU处理单元，CPU把这一脉冲串的各脉冲间隔变成数字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等参数的值。CPU进一步将这些参数进行编码，形成脉冲串，驱动后续电路工作。伽马探管

伽马探管是综合测量地壳岩层自然放射性强度的仪器。由于地壳岩层中存在自然放射性核素（主要是铀（U238）、钍（TH232）、钾（K40）），在自然衰变时放射出γ射线，测井时用γ射线探测器沿井眼实时进行地壳岩层的测量，得到地层剖面的自然伽马记录。

根据地球化学和地球物理学知识可知，地壳岩层的岩性（如：岩层的种类、生成方式、沉积环境、形成年代等）与其自然放射性γ射线强度有着一定的联系，结合其它测井方法的测量结果即可有效的推测生油岩层，这也是自然伽马测井应用的主要目的。

无线伽马与有线伽马测井相比，除有效的完成自然伽马测井记录外，还具有众多突出优点，首先，无线伽马测井记录具有更高的可信度，因为在地层被钻开很短的时间内即进行测量，地层暴露时间较短，受泥浆冲洗较少，记录更真实可靠；其次是测量数据对钻井施工具有较好的指导作用，可以优选钻井参数，提高钻井功效，降低钻井成本；再有，可以有效回避风险，降低钻井事故的发生率；还有，在水平钻井作业中，可以根据测量数据有效的调整钻井方位，使井眼有效的穿越储集层，提高矿藏的采收率和经济效率；另外，还可以有效的在钻井事故发生时获得第一手有效的测井数据，避免宝贵数据的丢失。泥浆发生器

泥浆脉冲随钻测斜仪是通过电磁机构控制阀门头与限流环之间的流通面积，进而引起在钻杆内流动的泥浆压力产生变化，达到传输信号的目的。由电磁机构直接带动阀门头需要相当大的功率，在井下实现是不现实的，在设计中，采用了利用流动的泥浆由伺服阀阀头带动主阀阀头的方式。如下图所示，没有信号时，伺服阀阀头处于压下状态，在无磁钻铤内高速流动的泥浆在限流环处产生反向的压力，使主阀阀头提起，弹簧被压缩，主阀阀头与限流环之间的流通面积较大，泥浆可以快速通过，钻杆内泥浆的压力较小。当有信号时，如图4所示，伺服阀阀头被提起，泥浆可以从伺服阀阀头处流入，仪器内外的压力平衡，原来被压紧的弹簧将释放，主阀阀头与限流环之间的流通面积减小，钻杆内泥浆的压力将升高，信号被传输出去。

远程数据处理器（司显）具有显示随钻测量数据、脉冲波形、简短文字消息和为立管压力传感器提供电气接口的功能。通过该设备，操作者可以将立管压力信号传送到井台下的专用数据处理仪，并实时获取地面解码数据。对于屏幕上显示的内容，用户既可以通过键盘在井台上调整，也可以通过通信联系在计算机软件上做远程调整。

1． 度盘/消息区

该区域用于显示定向度盘或来自于计算机的短消息（用1键切换）。作为度盘显示时，用户可以指定其显示的内容（即从井斜、方位、工具面中选择一个作为度盘指针所指示的数据）。度盘上显示的指针共有五段，从内圈到外圈依次代表从最新到最旧五个不同时间的解码数据；每一段的指针是等腰三角形（空心三角形指针代表重力工具面，否则为磁性工具面），其顶角所指即是其代表的角度。作为短消息显示时，该区域的左上方显示消息的序号（最多16条，用↑，↓键可翻阅），其余部分显示消息内容；若文字较长，会自动折行显示；若在新消息到来之前已经设置了自动显示消息（用3键切换），则新消息在收到后会自动出现在屏幕上，否则需要用户手动显示消息（即通过切换度盘/消息或前后翻阅来显示新收到的消息）。2． 数据区

该区域位于屏幕的右上方，主要用于显示各种数据的数值。在该区域最上方显示当前工作状况：工作/空闲（当远程数据处理仪连接到系统中，并且计算机一侧正在处于解码工作状态时，显示为工作，否则为空闲），以及当前的日期/时间（该时间在计算机与远程数据处理仪建立通信联系时自动校准，也可由用户在计算机软件中的“司显设置”窗口中校准，校准用的时间基准取自计算机时钟）。接下来的部分用较大字体显示主要的测量数据（井斜、方位、工具面、立管压力等），用较小的字体显示相对次要的测量数据（定向传感器采样值、电压、温度等）。数据显示格式为数据名称+数据值。数据值均来自于计算机的解码输出，并且与计算机同时更新。在井斜、方位、工具面三个数据前，由一个“?0?9”状的标志来指出当前度盘指针所指示的数据内容（即度盘指示的是井斜、方位，还是工具面）；在度盘显示方式下，通过“↑，↓”键可以移动该标志的位置，从而选择度盘显示内容。最新解码的数据其数据名称会高亮（即反白）显示；磁性工具面的数据值会高亮（即反白）显示。3． 波形区

波形区位于屏幕的下方，用于描绘当前立管压力的波形。波形显示的横坐标轴为时间，纵坐标轴为压力（以千帕为单位），随计算机一侧同步调节。4．状态区

该区域位于屏幕的最下方，用于显示一些提示信息。是否自动显示消息的状态即显示在该区域的最右侧，反复按3键，即可看到该状态显示在变化。浅层测试

仪器装入套管后，即可开泵进行浅层测试。观察脉冲信号的波形，并可继续测出一组数据，以判断仪器是否工作正常。若出现异常需要取出仪器进行检查、采取相应措施，必要时也可以更换有关部件。

及波形显示区，下面分别加以介绍。立管压力值显示区

以柱状图和数值方式显示立管压力值，单位为MPa。柱状图上又分成了三个区：蓝色的欠压区，绿色的正常区和红色的过压区。当压力值处于某个区域之内时，用于表示压力值的柱状图会以该区的颜色显示。这些区的分界点是随压力传感器标定数据一同保存的，可以在压力传感器标定窗口中修改。波形图显示区

以波形的形式显示立管压力的变化。另外用一条绿色虚线显示当前设定的脉冲检测门限值。度盘显示区

度盘中显示的内容包括：当前井斜、方位、工具面的数值和图示，度盘的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，内部的五圈表示的是工具面，从内到外分别显示着五段不同时刻的工具面值，最内圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同颜色区分，重力工具面以纯灰色显示，磁性工具面以蓝灰色显示。随度盘一同用大字体显示的数值都是最新的值，除数据本身外还显示该数据的到达时刻，供现场人员判断数据的新旧程度和有效性。数据显示区

该区域位于窗口最右侧。仪器数据列表中以数值方式显示来自探管的测量数据，包括采样测试时以有线方式读出的和下井工作时通过脉冲解码得到的数据。解码得到的数据显示方式与有线方式读出的数据略有不同，除了基本的数据名称和解码值以外，还会同时从左到右依次显示传输精度（由编码信息量限制造成的最大误差），不确定性（以百分比表示，此值越小越好，达到或超过50%意味着数据可能是无效的），校验结果（对或错，只有在选用了校验的数据后面才有显示）和脉冲错误（多脉冲或丢脉冲）。在显示过程中，软件还会判断数据的有效性，如果发现可疑数据，会以红色显示，以提示操作人员，此数据可能是无效的。

表中的数据依新旧次序自下向上排列，最多可以容纳22 个数据。数据量超过22 个之后，旧的数据向上滚动，新数据追加在最下面一行。工具面的性质（磁／重）以文字形式标注于数据之后，如上图所示。数据校正

对于工具面测量，由于安装上的原因，会出现“IMO－探管内部安装偏差”和“DAO－钻具组合偏差”两个角度偏差。软件中使用如下方式对这两项偏差进行补偿：

补偿工具面 = 测量工具面－（IMO + DAO）

对于方位测量，由于仪器测量的是磁方位，而磁北与地理北之间存在磁偏角，因此需要用户给出当地当年的磁偏角才能换算到地理北。软件中使用的是东磁偏角(即以东为正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以东5°，则东磁偏角为+5°；若磁北在地理北以西5°，则东磁偏角为-5°)，换算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由仪器测得）+ 东磁偏角 在讲常用的定向设计软件前，先讲几个概念吧。

1）井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。国外称为测量深度（Measure Depth）。2）测深：测点的井深，是以测量装置的中点所在井深为准。3）井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

4）井斜方位角：是以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。

5）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。•进行磁偏角校正时按以下公式计算： 真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角

真方位角=磁方位角－西偏磁偏角

6）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度。

7）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，•是指井斜方位角随井深变化的快慢程 度。

8）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），•该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。

《特殊工艺井轨道设计》这个软件，是本油田常用的软件，也是定向工程师(不是指仪器工程师)常用的软件。虽然它不够全面，但已经满足油田定向井施工要求。这款软件自带有使用说明《特殊井轨迹设计说明.doc》，里面有最基本的操作，如数据的录入，读入，读出，打印等。

新建，删除，更新操作是定向工程师在一口井开始定向时，进行分析轨迹而使用的。其产生的操作地方在AB两个区中。数据设计完了，需要点旁边计算器一样的图标进行计算。一般第一行在B区的方位栏填入本口井的自然地层倾角方位。然后生成，后面根据造斜率和造斜的段长来逐步设计轨迹。

一般我们看某段是否在定向钻井还是复合钻井，及定向钻具的造斜率都可以参看全角率,K井斜，K方位。这三栏是钻具在实际地层的真实值很有指导意义。比如某种钻具组合稳斜钻进增斜会是多少或者，复合钻能有多少的增斜等。一般小数点后面第二位有值，且值很小被认为是复合钻进，而第一位就有值被认为定向钻进。三．LWD介绍

CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统是我国具有独立知识产权的钻井装备，由中国石油集团钻井工程技术研究院、北京石油机械厂和中国石油集团测井有限公司测井仪器厂共同研发完成。地质导向钻井技术是国际钻井界公认的21世纪钻井高新技术，它集钻井技术、测井技术及油藏工程技术为一体，用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置，根据随钻监测到的地层特性信息实时调整和控制井眼轨道，使钻头闻着“油味”走，具有随钻识别油气层、导向功能强等特点。

下面介绍下，近钻头地质导向的结构组成。CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统由测传马达（CAIMS）、无线接收系统（WLRS）、正脉冲无线随钻测量系统（CGMWD）和地面信息处理与导向决策软件系统（CFDS）组成。

CAIMS测传马达结构见图2，自上而下由旁通阀、螺杆马达(i=5/6)、万向轴总成、近钻头测传短节、地面可调弯壳体总成(α=0～2°)和带近钻头稳定器的传动轴总成组成。近钻头测传短节由电阻率传感器、自然伽马传感器、井斜传感器、电磁波发射天线和减振装置、控制电路、电池组组成。该短节可测量钻头电阻率、方位电阻率、方位自然伽马、井斜、温度等参数。用无

第二篇：钻井工程师成长之路(定向)

钻井工程师成长之路(定向井基础)

一．井口操作

我们经常碰见的井大都是定向井，就算有直井，也会打偏而定向纠偏。

那么在打一口定向井，或者水平井时，对直井段的要特别注意，必须要加以控制。参看资料1中30度的井有水平位移的要求，一般可以通过单点测斜来获得当前井斜，方位的数据。在起钻前把多然后在起钻过程中利用每起一个立柱静止卸口的时间进行测量和记录。也就是说每上提一柱，司钻钻完后将一起把记录本和仪器送到定向服务中心做数据分析来了解当前井的轨迹，如果需要提前下联络什么时候上定向的仪器和人员。

井下定向法是先用正常下钻法将造斜工具下到井底，然后从钻柱内下入仪器测量工具面在井下的实定方位不符，亦可在地面上通过转盘将工具面扭到预定的定向方位上。在定向组合钻具入井时，我口量角差。这个角差是有螺杆上的高边方向线和定向接头上的定向键组成。

上图中的红圈里的线就是螺杆的高边线，它是弯螺在井下定向时所钻进的方向。

上图为定向仪器乘载的定向接头的结构图。

上图的上面的钻具为螺杆，下图将定向接头的定向键和高边方向线平移到同一个平面来计算角差。从高边顺时针旋转到顶直接头键的位置，用直尺量是多少，在量出一圈的周长，则可以算出角差是多少度，在司钻显示器和轨迹控制软件上所显示的出的工具面是已经把角差带入后计算好的。

上图是司钻读出器，读出当前的井段数据。图中象雷达一样的就是工具面，详细作用可以参考资料2，书中有详细的叙述。那么这个雷达一样的工具面有什么作用呢？把它用360度来划分，那么当红线指零度时是增斜，指180度时是降斜，90度时是增方位，270度是降方位。在特殊井轨道设计这个软件中，这四个度指起着非常重要的作用，我们在下面一节的内容里会介绍它是如何重要的。

某时刻，我们测的工具面如上图所示的位置，我们这时候需要全力增井斜，应该怎么办？所给的钻进参数是120KN，根据经验10KN=10度，当我们加了120KN钻压时，红线是否能摆到0度的位置上呢？不一定，我们要考虑反扭角。

动力钻具在工作中，液流作用于转子并产生扭矩，传给钻头去破碎岩石。液体同时也作用于定子，使定子受到一反扭矩。此反扭矩将有使钻柱旋转的趋势，但由于钻柱在井口处是被锁住的，所以只能扭转一定的角度，此角称为反扭角。

现场中，我们在转盘做一道记号，调整工具面，在加压使红线到0度位置。另外一种方法是，接完单根，定向工程师不做要求，让司钻加压到120KN直接打，看工具面前后的变化，知道120KN下反扭角有多少(在工具面稳定的状况下，这几分钟的忙打不会有多少进尺，也不会影响到定向作业)。然后准确的调整工具面。二．软件操作

先来介绍下，一般下井的定向仪器的结构与功能。

仪器是将传感器测得的井下参数按照一定的方式进行编码，产生脉冲信号，该脉冲信号控制伺服阀阀头的运动，利用循环的泥浆使主阀阀头产生同步的运动，这样就控制了主阀阀头与下面的限流环之间的泥浆流通面积。在主阀阀头提起状态下，钻柱内的泥浆可以较顺利地从限流环通过；在主阀阀头压下状态时，泥浆流通面积减小，从而在钻柱内产生了一个正的泥浆压力脉冲。定向探管产生的脉冲信号控制着主阀阀头提起或压下状态的时间，从而控制了脉冲的宽度和间隔。主阀阀头与限流环之间的泥浆流通面积决定着信号的强弱，我们可以通过选择主阀阀头的外径和限流环的内径尺寸来控制信号强弱，使之适用于不同井眼、不同排量、不同井深的工作环境。实际上，整个过程涉及到如何在井下获得参数以及如何将这些数据输送到地面，这两个功能分别由探管和泥浆脉冲发生器完成。定向探管

这种测斜仪是利用当地已知的重力场和地磁场做为基准定义方向参数的，并利用定向探管坐标系与基准的相互关系计算出方向参数，因此需要建立探管测量头坐标系是很自然的。

X、Y、Z、O直角坐标系的XOZ平面与T形槽定位面平行，而Z轴平行于测量头轴向。三个加速度计Gx、Gy、Gz和三个磁通门Bx、By、Bz的敏感轴分别平行于OX、OY、OZ。因此，前者可以感受重力场的重力加速度在三个方向上的分量，后者感受地磁场在三个方向上的分量。当这些传感器感受输入量时，与其伺服电路一起将输入量变换成与之对应的输出电压。温度敏感头及其电路，将温度变换成输出电压（VT）。这7个输出电压和一个基准电压（VR）及电源电压（VD）共9个电压经多路开关依次输入到V/T变换器，经8次采样平均之后形成一组输出脉冲串（P8），这一脉冲串和同步脉冲（PS）在电压时间变换器内部通过与门形成P0，并输入到CPU处理单元，CPU把这一脉冲串的各脉冲间隔变成数字量，并可以解算出工具面、井斜、方位等参数的值。CPU进一步将这些参数进行编码，形成脉冲串，驱动后续电路工作。伽马探管 伽马探管是综合测量地壳岩层自然放射性强度的仪器。由于地壳岩层中存在自然放射性核素（主要是铀（U238）、钍（TH232）、钾（K40）），在自然衰变时放射出γ射线，测井时用γ射线探测器沿井眼实时进行地壳岩层的测量，得到地层剖面的自然伽马记录。

根据地球化学和地球物理学知识可知，地壳岩层的岩性（如：岩层的种类、生成方式、沉积环境、形成年代等）与其自然放射性γ射线强度有着一定的联系，结合其它测井方法的测量结果即可有效的推测生油岩层，这也是自然伽马测井应用的主要目的。

无线伽马与有线伽马测井相比，除有效的完成自然伽马测井记录外，还具有众多突出优点，首先，无线伽马测井记录具有更高的可信度，因为在地层被钻开很短的时间内即进行测量，地层暴露时间较短，受泥浆冲洗较少，记录更真实可靠；其次是测量数据对钻井施工具有较好的指导作用，可以优选钻井参数，提高钻井功效，降低钻井成本；再有，可以有效回避风险，降低钻井事故的发生率；还有，在水平钻井作业中，可以根据测量数据有效的调整钻井方位，使井眼有效的穿越储集层，提高矿藏的采收率和经济效率；另外，还可以有效的在钻井事故发生时获得第一手有效的测井数据，避免宝贵数据的丢失。泥浆发生器

泥浆脉冲随钻测斜仪是通过电磁机构控制阀门头与限流环之间的流通面积，进而引起在钻杆内流动的泥浆压力产生变化，达到传输信号的目的。由电磁机构直接带动阀门头需要相当大的功率，在井下实现是不现实的，在设计中，采用了利用流动的泥浆由伺服阀阀头带动主阀阀头的方式。如下图所示，没有信号时，伺服阀阀头处于压下状态，在无磁钻铤内高速流动的泥浆在限流环处产生反向的压力，使主阀阀头提起，弹簧被压缩，主阀阀头与限流环之间的流通面积较大，泥浆可以快速通过，钻杆内泥浆的压力较小。当有信号时，如图4所示，伺服阀阀头被提起，泥浆可以从伺服阀阀头处流入，仪器内外的压力平衡，原来被压紧的弹簧将释放，主阀阀头与限流环之间的流通面积减小，钻杆内泥浆的压力将升高，信号被传输出去。

远程数据处理操作

远程数据处理器（司显）具有显示随钻测量数据、脉冲波形、简短文字消息和为立管压力传感器提供电气接口的功能。通过该设备，操作者可以将立管压力信号传送到井台下的专用数据处理仪，并实时获取地面解码数据。对于屏幕上显示的内容，用户既可以通过键盘在井台上调整，也可以通过通信联系在计算机软件上做远程调整。

1． 度盘/消息区

该区域用于显示定向度盘或来自于计算机的短消息（用1键切换）。作为度盘显示时，用户可以指定其显示的内容（即从井斜、方位、工具面中选择一个作为度盘指针所指示的数据）。度盘上显示的指针共有五段，从内圈到外圈依次代表从最新到最旧五个不同时间的解码数据；每一段的指针是等腰三角形（空心三角形指针代表重力工具面，否则为磁性工具面），其顶角所指即是其代表的角度。作为短消息显示时，该区域的左上方显示消息的序号（最多16条，用↑，↓键可翻阅），其余部分显示消息内容；若文字较长，会自动折行显示；若在新消息到来之前已经设置了自动显示消息（用3键切换），则新消息在收到后会自动出现在屏幕上，否则需要用户手动显示消息（即通过切换度盘/消息或前后翻阅来显示新收到的消息）。2． 数据区

该区域位于屏幕的右上方，主要用于显示各种数据的数值。在该区域最上方显示当前工作状况：工作/空闲（当远程数据处理仪连接到系统中，并且计算机一侧正在处于解码工作状态时，显示为工作，否则为空闲），以及当前的日期/时间（该时间在计算机与远程数据处理仪建立通信联系时自动校准，也可由用户在计算机软件中的“司显设置”窗口中校准，校准用的时间基准取自计算机时钟）。接下来的部分用较大字体显示主要的测量数据（井斜、方位、工具面、立管压力等），用较小的字体显示相对次要的测量数据（定向传感器采样值、电压、温度等）。数据显示格式为数据名称+数据值。数据值均来自于计算机的解码输出，并且与计算机同时更新。在井斜、方位、工具面三个数据前，由一个“?0?9”状的标志来指出当前度盘指针所指示的数据内容（即度盘指示的是井斜、方位，还是工具面）；在度盘显示方式下，通过“↑，↓”键可以移动该标志的位置，从而选择度盘显示内容。最新解码的数据其数据名称会高亮（即反白）显示；磁性工具面的数据值会高亮（即反白）显示。3． 波形区

波形区位于屏幕的下方，用于描绘当前立管压力的波形。波形显示的横坐标轴为时间，纵坐标轴为压力（以千帕为单位），随计算机一侧同步调节。4．状态区

该区域位于屏幕的最下方，用于显示一些提示信息。是否自动显示消息的状态即显示在该区域的最右侧，反复按3键，即可看到该状态显示在变化。浅层测试

仪器装入套管后，即可开泵进行浅层测试。观察脉冲信号的波形，并可继续测出一组数据，以判断仪器是否工作正常。若出现异常需要取出仪器进行检查、采取相应措施，必要时也可以更换有关部件。

软件的主窗口被分成了多个区域，用于显示不同种类的数据，它们分别是：立管压力值显示区、度盘显示区、数据显示区及波形显示区，下面分别加以介绍。立管压力值显示区

以柱状图和数值方式显示立管压力值，单位为MPa。柱状图上又分成了三个区：蓝色的欠压区，绿色的正常区和红色的过压区。当压力值处于某个区域之内时，用于表示压力值的柱状图会以该区的颜色显示。这些区的分界点是随压力传感器标定数据一同保存的，可以在压力传感器标定窗口中修改。波形图显示区

以波形的形式显示立管压力的变化。另外用一条绿色虚线显示当前设定的脉冲检测门限值。度盘显示区

度盘中显示的内容包括：当前井斜、方位、工具面的数值和图示，度盘的最外圈表示的是井斜，次外圈是方位，内部的五圈表示的是工具面，从内到外分别显示着五段不同时刻的工具面值，最内圈的是最新值。磁性工具面和重力工具面以不同颜色区分，重力工具面以纯灰色显示，磁性工具面以蓝灰色显示。随度盘一同用大字体显示的数值都是最新的值，除数据本身外还显示该数据的到达时刻，供现场人员判断数据的新旧程度和有效性。数据显示区

该区域位于窗口最右侧。仪器数据列表中以数值方式显示来自探管的测量数据，包括采样测试时以有线方式读出的和下井工作时通过脉冲解码得到的数据。解码得到的数据显示方式与有线方式读出的数据略有不同，除了基本的数据名称和解码值以外，还会同时从左到右依次显示传输精度（由编码信息量限制造成的最大误差），不确定性（以百分比表示，此值越小越好，达到或超过50%意味着数据可能是无效的），校验结果（对或错，只有在选用了校验的数据后面才有显示）和脉冲错误（多脉冲或丢脉冲）。在显示过程中，软件还会判断数据的有效性，如果发现可疑数据，会以红色显示，以提示操作人员，此数据可能是无效的。

表中的数据依新旧次序自下向上排列，最多可以容纳22 个数据。数据量超过22 个之后，旧的数据向上滚动，新数据追加在最下面一行。工具面的性质（磁／重）以文字形式标注于数据之后，如上图所示。数据校正

对于工具面测量，由于安装上的原因，会出现“IMO－探管内部安装偏差”和“DAO－钻具组合偏差”两个角度偏差。软件中使用如下方式对这两项偏差进行补偿：

补偿工具面 = 测量工具面－（IMO + DAO）

对于方位测量，由于仪器测量的是磁方位，而磁北与地理北之间存在磁偏角，因此需要用户给出当地当年的磁偏角才能换算到地理北。软件中使用的是东磁偏角(即以东为正方向得到的磁偏角。例如：若某地磁北在地理北以东5°，则东磁偏角为+5°；若磁北在地理北以西5°，则东磁偏角为-5°)，换算公式如下：

地理方位 ＝ 磁方位（由仪器测得）+ 东磁偏角 在讲常用的定向设计软件前，先讲几个概念吧。

1）井深：指井口（转盘面）至测点的井眼实际长度，人们常称为斜深。国外称为测量深度（Measure Depth）。

2）测深：测点的井深，是以测量装置的中点所在井深为准。3）井斜角：该测点处的井眼方向线与重力线之间的夹角。

4）井斜方位角：是以正北方位线为始边，顺时针旋转至井斜方位线所转过的角度。

5）磁偏角：磁北方位线与真北方位线并不重合，两者之间有一个夹角，这个夹角称为磁偏角。磁偏角又有东磁偏和西磁偏角之分，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东偏角；当磁北方位线在正北方位线以西时称为西偏磁偏角。•进行磁偏角校正时按以下公式计算： 真方位角＝磁方位角＋东偏磁偏角

真方位角=磁方位角－西偏磁偏角 6）井斜变化率：是指井斜角随井深变化的快慢程度。

7）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，•是指井斜方位角随井深变化的快慢程 度。

8）全角变化率（狗腿严重或井眼曲率）：从井眼内的一个点到另一个点，井眼前进方向变化的角度（两点处井眼前进方向线之间的夹角），•该角度既反映了井斜角度的变化又反映了方位角度的变化，通常称为全角变化值。《特殊工艺井轨道设计》这个软件，是本油田常用的软件，也是定向工程师(不是指仪器工程师)常用的软件。虽然它不够全面，但已经满足油田定向井施工要求。这款软件自带有使用说明《特殊井轨迹设计说明.doc》，里面有最基本的操作，如数据的录入，读入，读出，打印等。

新建，删除，更新操作是定向工程师在一口井开始定向时，进行分析轨迹而使用的。其产生的操作地方在AB两个区中。数据设计完了，需要点旁边计算器一样的图标进行计算。一般第一行在B区的方位栏填入本口井的自然地层倾角方位。然后生成，后面根据造斜率和造斜的段长来逐步设计轨迹。

一般我们看某段是否在定向钻井还是复合钻井，及定向钻具的造斜率都可以参看全角率,K井斜，K方位。这三栏是钻具在实际地层的真实值很有指导意义。比如某种钻具组合稳斜钻进增斜会是多少或者，复合钻能有多少的增斜等。一般小数点后面第二位有值，且值很小被认为是复合钻进，而第一位就有值被认为定向钻进。三．LWD介绍

CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统是我国具有独立知识产权的钻井装备，由中国石油集团钻井工程技术研究院、北京石油机械厂和中国石油集团测井有限公司测井仪器厂共同研发完成。地质导向钻井技术是国际钻井界公认的21世纪钻井高新技术，它集钻井技术、测井技术及油藏工程技术为一体，用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置，根据随钻监测到的地层特性信息实时调整和控制井眼轨道，使钻头闻着“油味”走，具有随钻识别油气层、导向功能强等特点。

下面介绍下，近钻头地质导向的结构组成。CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统由测传马达（CAIMS）、无线接收系统（WLRS）、正脉冲无线随钻测量系统（CGMWD）和地面信息处理与导向决策软件系统（CFDS）组成。

CAIMS测传马达结构见图2，自上而下由旁通阀、螺杆马达(i=5/6)、万向轴总成、近钻头测传短节、地面可调弯壳体总成(α=0～2°)和带近钻头稳定器的传动轴总成组成。近钻头测传短节由电阻率传感器、自然伽马传感器、井斜传感器、电磁波发射天线和减振装置、控制电路、电池组组成。该短节可测量钻头电阻率、方位电阻率、方位自然伽马、井斜、温度等参数。用无线短传方式把各近钻头测量参数传至位于旁通阀上方的无线短传接收系统。

WLRS无线接收系统主要由上数据连接总成、稳定器、电池与控制电路舱体、短传接收线圈和下接头组成，如图3所示。上与CGMWD连接，下与马达连接。接收由马达下方无线短传发射线圈发射的电磁波信号，由上数据连接总成将短传数据融入CGMWD系统。

CGMWD正脉冲无线随钻测量系统包括CGMWD－MD井下仪器(图4)和CGMWD－MS地面装备(图5)。二者通过钻柱内泥浆通道中的压力脉冲信号进行通信，并协调工作，实现钻井过程中井下工具的状态、井下工况及有关测量参数（包括井斜、方位、工具面等定向参数，伽马、电阻率等地质参数，及钻压等其他工程参数）的实时监测。地面装备部分由地面传感器(压力传感器、深度传感器、泵冲传感器等)、仪器房、前端接收机及地面信号处理装置、主机及外围设备与相关软件组成，具有较强的信号处理和识别能力，可传深度4500m以上。地下仪器部分由无磁钻铤和装在无磁钻铤中的正脉冲发生器、驱动器短节、电池筒短节、定向仪短节、下数据连接总成组成。上接普通(或无磁)钻铤，下接无线短传接收系统。由于采用开放式总线设计，该仪器可兼容其它型号的脉冲发生器正常工作。除用于CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统作为信息传输通道外，还可用于其他钻井作业。

CFDS地面应用软件子系统主要由数据处理分析、钻井轨道设计与导向决策等软件组成，另外还有效果评价、数据管理和图表输出等模块。应用该软件系统可对钻井过程中实时上传的近钻头电阻率、自然伽马等地质参数进行处理和分析，从而对新钻地层性质作出解释和判断，并对待钻地层(钻头下方某一深度内)进行前导模拟；再根据实时上传的工程参数，对井眼轨道作出必要的调整设计，进行决策和随钻控制。由此可提高探井、开发井对油层的钻遇率和成功率，大幅度提高进入油层的准确性和在油层内的进尺。

CGDS-Ⅰ近钻头地质导向钻井系统具有测量、传输和导向三大功能：

1)测量在近钻头测传短节中装有电阻率传感器、自然伽马传感器和井斜传感器，在无线短传接收短节中装有接收线圈。近钻头测传短节可测量钻头电阻率、方位电阻率、自然伽马和近钻头井斜角、工具面角，这些参数由无线短传发射线圈以电磁波方式，越过导向螺杆马达，分时传送至无线接收短节中的接收线圈。2)传输无线接收线圈接收到马达下方的信息后，由数据连接系统融入位于其上方的CGMWD正脉冲随钻测量系统，CGMWD通过正脉冲发生器在钻柱内泥浆通道中产生的压力脉冲信号，把所测的近钻头信息(部分)传至地面处理系统，同时还上传CGMWD自身测量信息，包括井斜、方位、工具面和井下温度等参数。3)导向地面处理系统接收和采集井下仪器上传的泥浆压力脉冲信号后，进行滤波降噪、检测识别、解码及显示和存储等处理，将解码后的数据送向司钻显示器供定向工程师阅读；同时由CFDS导向决策软件系统进行判断、决策，以井下导向马达(或转盘钻具组合)作为导向执行工具，指挥导向工具准确钻入油气目的层或在油气储层中继续钻进

地质导向在本井中的使用情况。由于本井的标志层不明显，所以在特定的垂深处使用地质导向。使用LWD获得大量地质参数，如地层电阻率，自然伽马值等，总结这些参数在砂岩和泥岩，水层和油气层中的变化特征，并在实践中结合录井各类参数及岩样检测资料综合评价和应用。

在水平井的着陆阶段，钻头是以一定的角度由泥岩接近储集层，由于储集层电阻率很高，进一步钻进，电阻率曲线会明显升高

上图为在无磁钻铤中的仪器

由于地层物性影响电测曲线及钻时曲线的过程比较缓慢，在录井过程中，当发现钻时开始下降而随钻测井电阻率有抬升的趋势，就应当注意是否已经钻入储集层，并结合地质设计和邻井资料综合判断岩性界面，及时调整井眼轨迹，使钻头保持在油层中穿行。

识别地层界面的方法，可以使用极化角，它的产生是由于仪器的原因引起的，当随钻测井仪器在井眼轨迹与地层界面夹角小于30度进入另一个地层，并且地层界面两侧电阻率由差别时，在目的层就会产生一个电流激增来干扰仪器发出的传播波，仪器接收到被干扰的电流后引起电阻率测量值的激增，然后迅速回到正常值。界面两侧电阻率差别越大，这种激增就越大：并且一般浅电阻率比深电阻率更容易产生这种现象

使用方位伽马同样可以判断地层界面：方位伽马探测器在旋转状态下，可以测量不同方位的地层伽马值，根据接近界面的先后顺序而依次探测到新地层的出现。泥岩层的伽马值为高值，由于伽马对泥岩敏感，依据方位伽马预测泥岩的存在会有很高的准确性。

水平井要求井眼轨迹保持在储集层中上部距盖层一定距离处，这时由于探测范围的不同，深电阻率比浅电阻率曲线要低；进入水层深电阻率将会降低，若井眼轨迹向下部水层靠近的话，深电阻率将脱离上部泥岩的影响，并受下部水层的影响；考虑到井眼轨迹距离泥岩及水层的距离，电阻率曲线有可能会先升高再降低。在现场录井过程中必须结合工程参数，岩屑变化等综合考虑分析。附加内容

常有朋友和同学说自己无法用肉眼去分辨配合接头的型号及大小，其实作为工程人员的我们有专门用的尺子。当然也由朋友会用直尺去量后除以25.4得到英制尺寸。

如上图，我用下面的直尺量出的扣型大小并不准确，不信你可以去试试。而用上面专用的接头尺量，不但可以量出扣型也可以量出大小。非常的准确。大家可以放大图中的红圈的地方仔细读数，此为5寸钻杆的母扣，时410的扣型。

第三篇：定向井钻井工程师技术等级晋升标准

定向井钻井工程师技术等级晋升标准

四级工程师专业理论知识

1.1 了解钻井工艺的主要环节（如钻进、下套管、注水泥、电测等）及其实现方法；

1.2 能看懂定向井工程设计书内容；

1.3 熟知各种常规钻具和套管的技术规范和机型；

1.4 了解钻井设计的基本原则、设计程序、设计内容；

1.5 掌握井眼轨迹计算参数和计算方法；

1.6 掌握定向井专用工具的工作原理及其技术规范；

1.7 掌握单点、电子多点、地面记录陀螺的工作原理和技术规范；

1.8 掌握井下动力钻具的工作原理、内部结构和技术规范；

1.9 了解海洋钻井平台主要设备及其技术性能规范；

1.10 了解海洋钻井平台主要仪器、仪表的用途及其技术性能；

1.11 掌握海洋常用的钻井工具及其技术规范；

1.12 了解钻井取芯基本原理；

1.13 了解海洋钻井作业的基本安全常识。操作知识

2.1 掌握单点、电子多点和地面记录陀螺操作技能，能独立地进行井眼轨迹参数测量和计算；

2.2 会正确选用定向井专用工具，并能正确组合；

2.3 会正确选用动力钻具，掌握其正确操作要领；

2.4 能正确判断钻井指重表、泵压表、扭矩表、流量表，并根据以上仪表读数判断井下情况（如钻压、遇卡、遇阻等）；

2.5 会正确选用配合接头及其上扣扭矩；

2.6 能正确选用各种钻井工具，并掌握其操作要领；

2.7 会看懂较复杂的钻井工具装配图，并能绘制简单零配件的机加工图；

2.8 会记录钻井班报表、日报表以及定向井测量数据记录；

2.9 能进行日常定向井专业英语交流；

2.10能识别各种型号取芯工具、取芯钻头基本类型和应用范围、性能参数，以及组装、保养取芯工具的技能。

2.11油田常用单位（英制）和公制单位熟练换算；

2.12能用英语进行作业技术交流。

定向井钻井工程师技术等级晋升标准

三级工程师专业理论知识

1.1 熟悉钻井工艺的全过程及其实现方法；

1.2 掌握钻井设计的基本原则、设计程序、设计方法和设计内容；

1.3 掌握定向井井眼轨迹设计方位和计算（二维、三维）；

1.4 掌握定向井井眼轨迹方位控制计算方法；

1.5 掌握井眼轨迹控制技术原理；

1.6 掌握随钻井眼轨迹测量技术的工作原理、内部结构、技术性能及操作要领；

1.7 了解井下动力钻具选型与总体设计的原则和方法；

1.8 掌握钻柱组合设计及其计算方法；

1.9 掌握定向井井身质量标准与资料要求；

1.10了解钻井参数设计的基本内容和设计方法；

1.11掌握定向井施工安全措施；

1.12了解钻井液主要技术性能及其应用知识；

1.13了解地层压力、地层破裂压力、地层应力等知识及其压力监测、计算；

1.14掌握钻井取习理论知识；

1.15了解钻井的主要事帮类型及处理方法。操作技能

2.1 能独立地进行一口中深井的井身结构设计；

2.2 能独立地进行井眼轨迹设计（二维、三维设计）；

2.3 掌握定向井造斜、稳斜、降斜等作业技术，能独立地完成作业任务，符合质量要求；

2.4 掌握井眼轨迹控制技术，能独立地进行稳斜扭方位、增斜扭方位、降斜扭方位等作业设计和施工；

2.5 能操作使用井下动力钻具；

2.6 能操作使用随钻井眼轨迹测量系统；

2.7 能根据钻井仪表、钻井性能变化判断井下情况，预防钻井复杂情况或事故发生；

2.8 能绘制较复杂的钻井工具装配图；

2.9 能正确编写定向井施工技术报告；

2.10能熟练地翻译定向井专业技术文献，现场能用英语进行专业技术交流，并能提供英文施工报告；

2.11能独立完成常规的取芯作业并达到质量标准。

定向钻井工程师技术等级晋升标准

二级工程师专业理论知识

1.1 掌握钻井力学理论知识；

1.2 掌握钻井液基本理论知识及其水力学计算；

1.3 掌握地层压力、地层破裂压力、地应力基本理论知识及其预测和计算方法；

1.4 掌握测井的基本理论知识；

1.5 掌握固井基本理论知识；

1.6 掌握钻井参数优选的理论知识；

1.7 掌握钻井事故与复杂情况产生的原因、预防和处理知识；

1.8 掌握复杂地层钻井的知识；

1.9 掌握钻井取芯地层评价技术；

1.10掌握公司目前最新技术装备的工作原理、结构和应用知识；

1.11掌握二次开发的基本知识；

1.12了解连续油管的基本知识。操作技能

2.1 能独立地进行深井（井深>4500米）和超深井（井深>6000）的钻井工程设计；

2.2 能独立地进行丛式井、大斜度井、水平井的钻井工程设计；

2.3 能独立地承担丛式井、大斜度井、水平井的定向钻井的技术工作；

2.4 能独立完成开窗侧钻井的技术工作；

2.5 能独立完成各种类型的钻井取芯作业；

2.6 能操作使用公司目前最新的技术装备作业；

2.7 能及时判断、预防各种钻井复杂情况；

2.8 熟练地使用各种钻井技术软件，会用软件进行文档处理；

2.9 会编制技术软件；

2.10熟练地查阅各种技术文献、专利资料；

2.11有技术论文发表。

定向井工程师技术等级晋升标准

一级工程师专业理论知识

1.1 掌握井壁稳定的理论知识；

1.2 掌握漏失地层控制的理论知识；

1.3 掌握井控的理论知识；

1.4 掌握油气层保护的基本理论；

1.5 了解完井技术基本理论知识；

1.6 了解经济合同法的基本知识；

1.7 掌握海洋高温高压钻井技术理论知识；

1.8 了解海洋石油安全管理政策、法规；

1.9 了解本行业最新技术动态。操作技能

2.1 能组织大位移井、水平井、分枝井的钻井工程设计；

2.2 能负责大位移井、水平井、分枝井的施工技术作业；

2.3 具有组织钻井综合技术作业的管理能力；

2.4 具有开发新技术的能力或组织技术开发的管理能力；

2.5 具有解决钻井复杂情况或事故等技术能力；

2.6 具有新技术、新工艺的技术能力；

2.7 有提高水准的技术论文发表；

2.8 有较强的英文听、说、读、写能力。

第四篇：钻井技术员成长之路(精典全本)

实习技术员的基本功(三)

序言

感谢大家一直对我的支持，和对系列连续剧的喜爱，其实我写的东西只是抛砖引玉，主要目的是希望同学们，或者同行们把自己的宝贵经验拿出来共享，让本油田的钻井技术得到加强，让自己的家园更强大！

工程技术员岗位责任制

一、认真收集、整理、填写工程资料并及时上报

1、详细研究邻井资料，制定出本井的施工措施，提出可能出现问题时应收集的资料。

2、认真填写井史等资料，做到数据齐全、准确、规范、及时，所收集的资料要分析、对比、总结，为邻井的钻探提高科学依据。资料收集应做到：（1）测斜成功率达到90%以上，读数准确。（2）钻头资料齐全，分析准确。

（3）负责制定更换自动记录卡片，卡片划线清晰准确。（4）重点情况记录及时准确。（5）完井总结内容真实，有见解。

（6）深探井完井7天交资料，浅井，生产井3天交资料。（7）钻井时效填写正确，每月28日前上交。（8）班报表填写正确，无涂改，齐全及时。

（9）事故复杂情况记录全面，处理前有措施，处理后有总结。

二、负责本井的现场管理

1、认真研究钻井施工过程，对本井的邻井有关资料进行分析，针对该地区的地质特点，制定本井的技术管理措施。

2、负责一口井的井身、固井质量。在施工中不断调整钻井参数，加压不盲目，减压有依据，确保井深质量合格，下套管顺利，固井质量合格。

3、负责一口井的取芯质量，陆相生产井取芯率≥95%，探井≥90%，海相井≥87%，出现的破碎地层≥50%。

4、制定出本井开钻，到完井各个环节的施工措施。5、2500米以后知道深井安全措施，交工程科批准后执行。

6、事故复杂情况有预控措施，处理方案。

7、特殊作业（下套管、中途测验试，完井作业等）有施工措施。

三、对现场工具接头、测斜仪等进行保养管理

1、建立单井钻具卡片，认真及时填写，管理使用好本井钻具。

2、认真检查各种配合接头，井口工具并测量建卡。

3、做好测斜仪，钻井参数仪表，钻头规，游标卡尺等各种仪器，仪表的使用，并进行保养和简单的维护。

4、认真测量各种打捞工具，绘出示意图，并登记存档。会操作使用。

四、全面负责新技术的推广，应用工作

1、在处有关部门的指导下开展科学钻井研究和实验。

2、应用计算机优选钻井参数，水力参数，预控井身质量，开展地质压力检测。

3、推广使用钻井新技术、新工艺、新设备。

4、各种实验钻头，工具等。

大家看看自己的岗位责任制吧！加油，各位！正文

“多问，多学，多反思”------------------队长送给我的话 从小班一路走来，我们打的几口井都是定向井。所以本集将给大家介绍下螺杆及其使用，还是从技术员的角度出发，简单的谈谈，其中穿插一些现场的经验。这些经验都来自于老司钻(石油行业真正的财富)和老技术员。一．螺杆钻具的介绍

螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置,由旁通阀、马达、TC 轴承、推力轴承、万向轴、传动轴和防掉装置等组成。当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中转动(定子和转子组成了马达)，马达产生的扭矩和转速通过万向轴传递到传动轴和钻头上，达到钻井的目的。

由于这种特殊的结构，螺杆可以准确地进行定向，造斜，纠偏。它广泛用于直井，水平井，丛式井和修井作业。接下来介绍下旁通阀总成：

旁通阀由阀体，阀套，阀芯及弹簧等部件组成。

在压力作用下阀芯在阀套中滑动，阀芯的运动改变了液体的流向，使得旁通阀有旁通和关闭两个状态：在起、下钻作业过程中，阀套与阀体通孔未闭和，旁通阀处于旁通状态，使钻柱中泥浆绕过马达进入环空；当泥浆流量和压力达到标准设定值时，阀芯下移，关闭旁通阀孔，此时泥浆流经马达，把压力能转变成机械能。当泥浆流量值过小或停泵时，弹簧把阀芯顶起，旁通阀孔处于开启位置--处于旁通状态。

顺便说一句，由于旁通阀具有这个特点，所以在使用新螺杆时，要试用这根螺杆(在后面会谈到)。

马达总成：马达由定子、转子组成。定子是在钢管内壁上压注橡胶衬套而成，其内孔是具有一定几何参数的螺旋；转子是一根有硬层的螺杆。

转子与定子相互啮合，用两者的导程差而形成螺旋密封腔，以完成能量转换。马达转子的螺旋线有单头和多头之分。转子的头数越少，转速越高，扭矩越小；头数越多，转速越低，扭矩越大。仅以转子与定子啮合头数为5：6 和9：10 的截面参考。

5：6的截面

9：10的截面

以上就是对螺杆的结果做了个简单介绍，想了解更多的朋友，可以寻找相关资料，来加深印象。接下来介绍在实际工程中所遇到的状况。二．螺杆在实际工程上的运用

在实习的几口井中，就算是直井也需要使用螺杆来纠偏。而在本油田使用的螺杆大部分都是直螺杆，1度的，1.25 度的。至于1.5度以上的几乎没有。

如上图，我们使用的螺杆首位扣型都是4英寸半的。所以在现场的钻具组合中，前端直接接8寸半(215.9)的钻头，而后面需要一个专用接头(定向直接头4A10*411),使用这个接头来上下钻台。同时来配合后面的钻具结构，本油田后面一般接210或214的扶正器。以我们队使用的螺杆来举例说明下： 钻头水眼压降： 1.4-7.0MPa 马达流量/中空马达流量：18.93~37.85 钻头转速：100-300 马达压降：3.2MPa 工作扭矩/最大扭矩：3200/5600 推荐钻压/最大钻压：80/160KN(现场所说的8到16吨)结合上面的参数，在现场中，当螺杆下入井中做浅层测试，需要记住立管上的泵压。比如：5LZ172*7.0D(多瓣钻具,5/6是指液马达转子螺旋线的瓣数与定子内螺旋线的瓣数比。7.0D表示钻头水眼压降(MPa))在接钻头后，下到了第一柱加重杆(前面有多少钻铤都不管)后，接方钻杆开泵(F-1300, 排量30L/S)，立管压力9MPa，根据老技术员的经验，钻具每下1000米，泵压升高3.5MPa，如果起钻时是2000~3000之间，则泵压就在9+3.5*2=16MPa左右(老技术员经验，仅作为参考)。当钻具完全下钻完，开泵循环，单凡尔顶水眼时，要记住立管压力(在井控记录本上有个低泵压实验，正好做了)。再开三凡尔顶顺利之后，也要记录立管压力。这是因为：在逐步增加钻压时，马达扭矩增加，立杆压力表压值升高，这个升高的压力值应符合各型号钻具规定的马达压降值，此压力表增大的数值反映了马达的负载是否正常，也反映钻压加的是否合适，因此保持马达转速基本稳定，钻压基本稳定，只要把立杆压力表读数限制在所选钻具推荐范围内就可以了。既然说到了压差，不得不多说些经验。提高立管压力可以提高柴油机的转速来达到，比如柴油机钻速900转，对应F1300的170缸套的泵冲是90，则排量在31.31M/S左右，若转速提到1100转左右，则泵冲在100-110之间，那么排量少说也在34.59L/S之间，那么泵压肯定上升。合适我们队的设备泵压最好低于18个，所以泵压高了并不好，螺杆的额定排量是28L/S。结合这种情况，本队在2000米以下考虑更换泵的缸套直径为160的，泵冲在90时，排量则在28L/S左右。

在本口井操作中，加12吨钻压后，压差有1MPa(压差=打钻的立管压立-提离井底0.4米循环时立管的压力)。在螺杆的压降范围内，属于正常。所以压差能反映井下螺杆的工作状态。本井就出现了新螺杆在井下工作一段时间后没有压差，下图就是起钻后的螺杆。

上图中出现了俗称的”脱裤子”。而下图是正常螺杆的图片：

接下来，我们学习一下导向钻进方式(在井下动力钻具组合运转的同时又开动转盘，钻柱带动井下动力钻具的外-壳旋转，)。以弯壳导向动力钻具组合为例，弯角使钻头底面中心偏离钻具马达中心，其偏距(offset)表示，由于钻具本体外壳在转盘带动下旋转，将使井眼产生扩眼现象。考虑到钻具强度和扩眼量的限制，都要求弯壳体的结构弯角r不能大于3度。而切转盘转速通常在65r/min以下。同时钻头的绝对速度即为钻具转速和转盘转速之和。所以这种钻进方式在现场称为复合钻进，有稳斜的作用，同时由于钻速高，很多技术员在二开之后下这种钻具组合配合PDC钻头多打进尺。

顺带提一下，很多朋友都没有仔细观察过我们的泵压表：

上图中0到5MPa之间只有3个刻度，怎么回事，不是应该4个吗？实际上刻度0和1是重合了，也就是说0MPa也就是1MPa，后面的刻度依次类推。

三．技术员必做的工作范畴

首先要了解，螺杆钻具的输出扭矩与螺杆钻具的压降成正比，输出的转速与输入的钻井液流量成正比，随着负载的增加，螺杆钻具转速降低，因此在地面只能根据压力表的显示调控钻压，根据流量计调控泵的流量，以便于控制井下螺杆钻具的扭矩和转速。

其次，螺杆钻具在相同规格下，转子的头数越少，转速越高，扭矩越小；头数越多，转数越低，扭矩越大。转速大对牙轮钻头的使用寿命也有影响(配合螺杆使用，牙轮只有50个小时的寿命)。螺杆钻具在工作时，钻井液循环压力随着钻压的逐渐增大而上升，压力的增量与钻压或者钻进所需要的扭矩的增量成正比。当钻压达到最大推荐值时，产生最佳输出扭矩。当继续增加钻压时，在螺杆钻具两端产生的压降会超过最大设计值，导致螺杆钻具发生泄漏。螺杆钻具正常工作时，泵压应随着钻压的增减而升降。在钻进的过程中，如果泵压突然增加，再继续增加钻压，而泵压不再增加了，此时说明螺杆钻具出现了泄露，螺杆钻具定子和转子之间的密封被损坏，钻井液通过螺杆钻具密封腔从钻头水眼中流出，螺杆钻具被制动。这时应将螺杆钻具提离井底，重新加压至厂家的推荐的值。

钻具下井检查：

1.检查旁通阀上的定位槽和弯外壳体上定位槽是否在同一条线(工具面内)，这主要是定向工程师来量角差。

2.检查旁通阀是否有泄露的情况(具体方法参见资料)。

3.检查螺杆钻具之间的轴承间隙：在螺杆钻具自由悬吊的条件下测量轴承短节下端与钻头接头上端面之间的距离，然后把螺杆钻具全部重量坐在转盘上，重复测量此间隙，测得两个距离差就是螺杆钻具的轴承间隙值。

4.接方钻杆后，下放螺杆钻具使旁通阀移至转盘以下，开泵后逐渐加大流量直到旁通阀关闭，这时螺杆钻具应有明显的抖动。上提钻具观察钻头是否转动(时间不宜过长)，此时旁通阀应处于”关闭”位置，钻井液不会从旁通阀孔流出。(最好记录稳定的立管压力)。

5.检查定向接头的定向键是否与螺杆钻具的高边工具面”发线”在同一平面内，若有误差，应仔细丈量角差，以免定向施工时造成大的误差。

四．技术员能力提高(经验总结)

此部分涉及本油田的机密，所以浅谈浅点。如果做更深的了解，请自己收集资料。

导向钻井过程中的扶正器的选择：

导向钻井就是由高效钻头+导向马达+欠尺寸稳定器+MWD组成的导向钻井系统。它能够在转盘不动的情况下实现滑动和定向作业，也能在转盘旋转的情况下，实现复合钻进，进行连续控制井眼轨迹，达到不用起钻改变钻具，一次性完成增斜，稳斜和扭方位的定向作业。可以节约大量的钻井施工费用。

先来说说什么是欠尺寸稳定器，比如215.9的钻头，但是下井时你带的扶正器不是215.9的，而是210mm或者214mm。那么扶正器的尺寸比钻头的直径小。那么欠尺寸会产生什么效果呢？一般我们下的螺杆上自带有213mm的扶正器，那么欠尺寸稳定器安放位置与马达弯曲点之间的位置自然会影响到实际造斜率的大小。

其次，欠平衡有助于保持钻头的偏斜角，以使钻具的摆动和钻头的便移量减少到最小，并保持稳斜钻进减少井下马达的振动。同时在直井段和稳斜井段钻进时，增强井下钻具的刚性，保持或微调井斜角和防卫，并能修整井壁，是井眼轨迹平滑。

那么欠尺寸究竟有什么影响呢？首先，欠尺寸稳定器的外径，对钻具的造斜率影响不大，减小稳定器的外径，造斜率略微增加，但在转盘钻进中，外径影响甚大。减小欠尺寸稳定器的外径则钻头的侧向力增加，转盘钻进中就要增斜，而加大外径，则钻头侧向力减小，转盘钻就要降斜。上图中的两个稳定器，210mm的井斜变化率在0.5左右可以实现稳斜钻进，而214mm的在-3左右，可以实现降斜钻进。

其次，稳定器的位置在转盘方式钻进中对钻具的增斜，降斜和稳斜效果影响很大。所以在本油田中，稳定器最好放在螺杆的上面(紧挨着)。

最后要谈的是，稳定器的形状与井壁接触面积的关系。灯笼体的接触面积小，而螺旋体的和直线形的与井壁接触面积大，易产生较大的摩阻。

介绍几种螺杆钻具组合：

强增型：钻头+1.25度螺杆+6.2DC(5-12根)+127DP造斜率在每100米1.5度到6.5之间，其特点是在有了井斜后，复合钻增斜特别快。

微增型：钻头+1.25度螺杆+6.2DC(短钻铤2-3米)+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127DP其每100米的造斜率是0.6度。

稳斜型：钻头+1.25度螺杆+210mmSTB+6.2DC(5-12根)+127mmDP 本油田上部地层使用PDC钻头+1度螺杆+214mmSTB+6.2DC钻铤(5-12根)来快速钻进，在钻压控制好的情况下，实现轻钻压吊打，井斜很小，而且进尺很多。井斜其实也跟地层倾角也有很大的关系。在定向井施工过程中，由于地层倾角，可以利用单弯螺杆(1.25)的预弯曲变形，使钻头侧向力成为降斜力，再加上复合钻进时不需要较大的钻压，一般30-50KN,较小的钻压不容易使钻具弯曲，消除了钻头偏向造成井斜的侧向力，从而实现稳斜效果。

总结：由于螺杆是从管子站送来的，签收时都会有一张螺杆使用卡片，上面要统计螺杆的各种工况下的使用时间，如果是有问题的，也要填写清楚使用记录，在现场中，螺杆使用不到150个小时，不用给厂家付费用，而螺杆最佳使用时间是180个小时。所以工程科的领导们要求我们如实填写螺杆使用时间。在底下运作时，若是没到规定时间就用出现质量问题的螺杆的使用时间可以写短，而过了付费时间则多写使用时间。如果现场中有几根使用完和未使用完的螺杆混杂，应及时用油漆编号，方便后期的回收和再使用工作(经验)。

本文中的知识点零散而又浅显，若要了解更多关于螺杆的知识，可以寻找相关资料，在此感谢我的带班师傅和定向服务中心的岳师傅。参考资料

1．《螺杆钻具》。

2．《SY/T5383-1999》螺杆钻具。

3．《SY/T5547-2000》螺杆钻具使用，维修和管理。4．王清江，毛建华，韩贵金等《定向井钻井技术》。5．本油田内部定向服务中心绝密资料。

第五篇：钻井工程师岗位责任制

钻井工程师岗位责任制

1、钻井工程师是钻井队技术负责人，工作上对平台经理负责。

2、钻井工程师负责督促、落实、严格执行钻井监督的指令，和监督保持密切联系，有问题及时和监督进行协商。

3、钻井工程师负责常规技术措施的制定，保证正常作业施工时设备和井下安全。

4、钻井工程师负责在项目经理的领导下，妥善处理和甲方及第三方的关系。

5、钻井工程师负责井控工作和井控设备的管理。

6、钻井工程师负责钻井参数仪的维护管理。

7、钻井工程师负责测斜工具的维护管理。

8、钻井工程师负责钻具、管具和各种井下工具的管理。

9、钻井工程师负责计算机的使用与维护。

10、钻井工程师负责资料的收集整理、报表填写和资料处理。