卓越工程师之钻井工程实习论文重点.docx

1、卓越工程师之钻井工程实习论文重点目 录第1章 概述 1第2章 钻井研究院 22.1钻井设计概况 22.2 COMPASS软件 22.2.1 COMPASS软件简介 22.2.2 COMPASS软件功能 22.2.3 COMPASS软件知识体系 32.2.4 COMPASS软件使用心得 52.3 Well-plan 52.3.1 Well-plan软件简介 52.3.2 Well-plan软件功能 52.3.3 Well-plan软件知识体系 62.3.4 Well-plan软件使用心得 7第3章 钻井现场知识 83.1 钻井概况 83.2 钻井基本理论知识 83.2.1 钻机 83.2.2 钻

2、机八大系统 83.2.3 钻头 113.2.4 钻柱 123.3 钻井施工流程 133.3.1 钻前准备 133.3.2 钻进工程 133.3.3 完钻 143.3.4 电测 143.3.5 固井施工 153.3.6 声波变密度测井 153.4 钻井工程搬迁安装作业 16总结 18第1章 概述教育部“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），是贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）和国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量

3、各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。2012年，教育部办公厅下发了教育部办公厅关于公布第二批卓越工程师教育培养计划高校学科专业名单的通知，通知批准中国石油大学（北京）石油工程等362个本科专业或专业类、中国民航大学航空工程等95个研究生层次学科领域加入卓越计划，我校石油工程专业和过程装备与控制工程专业均在本科专业名单之列，这将对我校培养具有行业特色的工程人才起到积极的推动作用。作为第一批东北石油大学卓越工程师培养计

4、划班级的一份子，我坚信我有能力和义务完成领导和老师所要求的一切学习任务，我会一直刻苦钻研、勤学苦练，通过为期一年的培养，我将会成为一名真正卓越工程师，为我校和国家做出突出贡献！本人于2013年9月16日至2013年9月29日在大庆石油管理局钻井工程技术研究院钻井设计中心进行了为期两个星期的实习，于2013年10月8日至2013年10月20日在大庆钻探钻井三公司15143钻井队进行了为期两个星期的实习，收获颇丰。本次报告旨在整理实习成果和学习心得，希望自己能有更大的进步和提高。第2章 钻井研究院钻井研究院设计中心主要从事定向井和水平井的设计工作，包括设计依据、技术指标及质量要求、工程设计、健康安

5、全与环境管理、钻井施工现场应急程序及安全预案和生产信息及完井提交资料等过程。其中技术指标及质量要求和工程设计是全部设计的核心。该部分的实习任务是了解设计过程概况、先进技术和软件的简单应用。2.1钻井设计概况钻井设计过程一般用到三类软件：(1) COMPASS（计算机辅助设计和测量分析系统）(2) Well-plan（数据分析和技术工程应用软件）(3) Stress-check（强度模型和校核）其中最基本也是最常用的就是COMPASS。2.2 COMPASS软件2.2.1 COMPASS软件简介COMPASS应用软件（Computerized Planning & Analysis Survey

6、 System）能进行复杂井眼轨迹设计和分析,支持多目标水平井设计，数据编辑、数据输入及图形显示完全一体化。可观察到井眼轨迹动态变化；可根据特定的条件（包括狗腿、连续增斜和扭方位剖面类型）制定好计划，按计划进行施工；测量数据可以用工业标准方法进行输入和处理，该软件提供了井眼轨迹控制功能，用户可据此在早期轨迹设计及施工轨迹跟踪过程中发现问题，帮助现场决策，从而加快钻井速度，降低钻井成本。2.2.2 COMPASS软件功能该软件的设计功能强大，除可进行多目标水平井的设计外，还可进行侧钻井的设计，能用多种方法进行井眼的防碰扫描分析。可进行多种剖面类型和参数的井眼轨道设计，能够进行必要的轨迹优化设计，

7、比如按最小井深或最小钻井成本优选井眼轨迹。可对同一口井预设计出多套设计方案，最终选择一种相对合理的井身剖面。能够在施工中的任何井底位置进行待钻井眼设计，并与上部数据相连接。能对丛式井组进行优化方案设计。所考虑的地面条件、海洋情况、大地坐标等因素符合国际通用标准。该软件对测量数据的处理及测量数据的管理比较先进。可对多组测量数据进行管理和处理，并对测量仪器和全井进行测量误差分析，为提高轨迹控制精度提供考虑。根据测量数据处理结果，可对待钻井眼进行多种方案的预测和设计，包括确定造斜率、定施工井长度。COMPASS软件具有三个核心功能：(1) 设计用以设计井身轨道(2) 测量用以计算所钻井的井眼的位置参

8、数(3) 防碰用以计算与参考井之间的距离除此之外还有如下功能：(1) 公司设置：可以针对不同的公司对COMPASS进行系统参数的配置(2) 油田设置：用以为一组区块定义统一的和垂直参考系统参数(3) 靶点编辑器：定义靶点的位置和形状(4) 样板编辑器：井口坐标的计算器(5) 参考数据海拔：用以定义不通的垂直数据(6) 地磁计算器：可以用不同的地磁模型计算磁场的参数(7) 测地计算器：为不同的坐标系统进行转换(8) 测量工具：联合多种不同的测量工具定义误差(9) 测量历史：选择哪一组测量参数作为确定的井身轨迹其中参数的英文对照如下：MD测量深度Company公司Inc井斜Field油田Az方位S

9、ite区块TVD垂深Well井号N/S南北坐标Well path井身轨道E/W东西坐标Plan设计V.sec投影位移Survey测量Dleg狗腿度（全角变化率）Antcollision防碰Toolface工具面角Utilities功能设置Build造斜率Radius of Curvature曲率半径法Turn扭方位率Targets靶点2.2.3 COMPASS软件知识体系1. 测量基础(1) Geodetic System大地测量系统UTM通用横向墨卡托图GPS全球定位系统(2) Ellipsoid参考椭球体WGS1984年世界大地测量系统(3) Geomagnetic ModelIGRF20

10、10年国际地磁参考场坐标系名称椭球体名称长半轴扁率倒数全球定位系统(GPS)WGS-84椭球6378137298.2572235632. 误差模型(系统)(1) 锥形误差 Cone of Error(2) 系统椭圆误差 Systematic Ellipse(3) 矢量误差 ISCWSA (井眼测量精度工业导向委员会)(The Industry Steering Committee for Wellbore Survey Accuracy)3. 常用参数(1) 三个北极地理北极、地磁北极、网格北极(2) 三个参数子午线收敛角：高斯克吕格平面直角坐标纵线与地理坐标纵线之间的差角；(3) 磁偏角：地

11、理坐标纵线与地磁坐标纵线之间的夹角，当磁北方位线在正北方位线以东时，称为东磁偏角；在正北方位线以西称为西磁偏角(4) 收敛角真北方位角网格方位角(5) 磁偏角（东正西负）真北方位角磁方位角4. 使用步骤(1) 第一次使用首先建立一个新公司（company），注意在company对话框内一定要选择中国钻井行业规定的标准曲率半径法（Radius of Curvature），并且根据需要选择坐标的原点（Co-ordinate）是区块（site）的中心还是井口（slot）的中心。如果不涉及防碰，不需要比较两井的相当位置时，建议选择井口的中心作为原点。(2) 建立一个油田（field）如胜利、大庆等等。

12、(3) 建立一个区块（site）如哈得、塔河等等。可以输入本区块的中心坐标。(4) 建立一口井（well），名字用井号如：轮古37等等，并输入本井的井口坐标。(5) 建一个轨道（well path），一口井可以建立数个轨道。并可以指定其中的一个为确定的（definitive）轨道。(6) 选择EDIT(编辑)Well path（轨道）targets（靶点）菜单（或直接点工具栏的按钮），进入靶点设计，输入靶点的名字、垂深、坐标、形状，保存退出。(7) 选择Planningnew plan菜单，输入轨道设计的名字和起始点，进行轨道设计。(8) 选择Surveynew survey菜单，输入测量过程

13、的名字和起始点，进行实际测量的参数计算。(9) 实际使用过程中，每进行一次测量都要重复9的过程建立一个以最后测量点为起点的新设计，随时调整下一步的定向方式。2.2.4 COMPASS软件使用心得1该软件的引进使用，极大提高了定向井轨迹的设计水平，使轨迹方案更科学合理，输出格式规范，利于科学决策实施，提高国内、国际投标技术水准，特别对一些高难度井通过模拟分析，可进行设备能力的校核，使分井段施工的技术措施更科学合理。对施工单位的设备、工具仪器的组织准备、钻机的合理配置和现场的科学安全施工更有指导性。2作为高难度井施工的必要辅助工具，提高了施工高难度井的能力。在施工过程中，实时跟踪模拟井下情况，对所

14、钻井的各关键因素进行充分分析考虑，使措施制定更科学合理。2.3 Well-plan2.3.1 Well-plan软件简介Well-plan应用软件由钻具受力分析、摩阻扭矩分析、临界转速分析、疲劳破坏系数分析、井眼清洁及钻屑床厚度分析，压力激动分析、水力参数分析、钻具强度分析等多个应用软件模块组成。将钻井设计和理论分析完全一体化，使钻井技术人员更有效分析数据，最终作出更好的决策，具有更高的生产力和效率，获得更高的效益。2.3.2 Well-plan软件功能(1) 与现场实测数据对比，吻合度高，可计算摩阻系数(2) 摩阻系数沿井身而变化(3) 计算大钩负荷和转盘扭矩以帮助钻机和钻具组合设计(4)

15、运用鲁宾斯基和Paslay-Bogy方程来确定临界弯曲力(5) 可计算轴向力，中和点和沿钻具的扭矩(6) 计算等效VonMises应力于屈服应力相比较（APIRP7G）(7) 适合于五种作业方式旋转钻井马达钻井下钻起钻钻头提离井底旋转(8) 可计算五种的摩阻表(9) 可用于套管和尾管的分析确定以上五种方式下的转盘扭矩，测重，上提和下放，钻具扭曲（有/无钻头扭矩）和沿钻具所有点的伸长量。2.3.3 Well-plan软件知识体系1. Hydraulics水力计算这个模式中共包括四项程序：完整的循环系统分析，钻头水眼优选，压力损耗和抽吸激动压力计算。这里提供了工程师在进行水力学设计分析所需的所有程序。主要计算模块：(1) 具体排量下的压力变化关系(2) 变排量下压耗分布关系(3) 排量与钻头外参数关系(4) 抽吸/激动下各环节压力变化情况