（一）鉆井設(shè)備簡(jiǎn)介

　　1．概述

　　鉆井設(shè)備（簡(jiǎn)稱鉆機(jī)）是指石油天然氣鉆井過程中所需各種機(jī)械設(shè)備的總稱。鉆機(jī)主要部件必須相互配合才能完成鉆機(jī)起升、循環(huán)和旋轉(zhuǎn)的3項(xiàng)主要工作。按按動(dòng)力設(shè)備的不同通?？煞譃闄C(jī)械傳動(dòng)鉆機(jī)、電動(dòng)鉆機(jī)和復(fù)合鉆機(jī)三種。主要包括以下系統(tǒng)：

　?。?）提升系統(tǒng)：主要作用是用來起、下鉆柱（或下套管），以實(shí)現(xiàn)鉆頭的鉆進(jìn)送鉆等工作。

　　（2）旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：主要作用是由動(dòng)力機(jī)組驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤方補(bǔ)心帶動(dòng)方鉆桿（鉆桿和鉆鋌）、方鉆桿再帶著鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)行鉆井。

　?。?）循環(huán)系統(tǒng)：主要作用是鉆井過程中，通過動(dòng)力機(jī)組帶動(dòng)泥漿泵來循環(huán)鉆井流體，經(jīng)過立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿和鉆鋌，將泥漿池的泥漿送到鉆頭處，以實(shí)現(xiàn)鉆井流體將井底的鉆屑帶到地面。

　　（4）動(dòng)力設(shè)備：主要作用是為驅(qū)動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵等工作機(jī)工作提供動(dòng)力。

　?。?）傳動(dòng)系統(tǒng)：主要作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)的能量傳遞或分配給各工作機(jī)。

　?。?）控制系統(tǒng)：為了指揮各系統(tǒng)協(xié)調(diào)地工作，在整套鉆機(jī)中安裝有各種控制設(shè)備。

　　（7）底座：包括鉆臺(tái)底座、機(jī)房底座和泥漿底座等。

　?。?）輔助設(shè)備：主要功能是為了正常鉆井作業(yè)提供配套支撐。

　　鉆機(jī)所必須具有的主要設(shè)備共7大部件：絞車、井架、天車、游車、水龍頭、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵。

　　2．鉆機(jī)輔助設(shè)備及工具

　?。?）?發(fā)電機(jī)。目前，幾乎所有電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)的發(fā)電機(jī)都用柴油機(jī)作動(dòng)力。

　?。?）?空氣壓縮機(jī)及儲(chǔ)氣瓶組。幾乎所有鉆機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)上都配有小型空氣壓縮機(jī)和帶儲(chǔ)氣設(shè)備的電動(dòng)空氣壓縮機(jī)，以便給氣控制裝置、氣離合器、氣動(dòng)馬達(dá)、氣動(dòng)工具等提供氣源和動(dòng)力。

　　（3）?泥漿儲(chǔ)存設(shè)備。完整的泥漿循環(huán)系統(tǒng)通常都有一套泥漿儲(chǔ)存設(shè)備：如沉淀罐（或池）、吸入罐（或池）、儲(chǔ)存罐（或池）。

　?。?）?鉆井儀表。鉆井儀表系統(tǒng)可單指一個(gè)指示表，也可以包括各種儀器。如鉆井（多）參數(shù)儀、泥漿液面記錄（報(bào)警）儀、大鉗扭矩表、泥漿泵壓力表和記錄儀等。

　?。?）?剎車機(jī)構(gòu)：機(jī)械剎車、輔助剎車、其他設(shè)施。

　　3．井控裝置

　　井控裝置指實(shí)施油氣井壓力控制所需的設(shè)備、管匯和專用工具儀表。井控裝置是在鉆井過程中，確保安全生產(chǎn)的重要裝備。

　?。ǘ┿@井工藝技術(shù)

　　1．噴射鉆井技術(shù)

　　利用鉆井液流經(jīng)鉆頭噴嘴所形成的高壓射流充分地清洗井底，使巖屑免于重復(fù)切削，并與機(jī)械作用（鉆頭破巖）聯(lián)合破巖，從而提高鉆速的鉆井技術(shù)叫噴射鉆井技術(shù)。從鉆頭噴嘴噴出的射流具有很高的噴射速度，井底能得到很大的沖擊力和水功率，從而有效地凈化清潔井底，同時(shí)借助于射流的沖擊壓力作用和漫流橫推作用，使機(jī)械鉆速大大提高。

　　2．防斜打直技術(shù)

　　井斜是指井眼軸線偏離了鉛垂線。滿眼鉆具可以有效地預(yù)防井斜。井斜后需要糾斜，糾斜方法有兩種，一種是鐘擺法糾斜：是利用“鐘擺”原理糾斜的一種方法，通過使用專用的防斜鉆具組合及相應(yīng)的技術(shù)措施來增大鐘擺減斜力，以平衡和克服促使井斜的地層力。另一種方法利用動(dòng)力鉆具加彎接頭或彎鉆桿組合的鉆具組合向原井斜的相反方面造斜，以達(dá)到糾斜的目的。

　　3．定向鉆井技術(shù)

　　借助于某種造斜工具，在一定的工藝技術(shù)措施配合下，使井眼沿著預(yù)先設(shè)計(jì)的井眼軌跡鉆達(dá)目的層的鉆井方法叫定向鉆井。定向井的造斜方法有井底動(dòng)力鉆具造斜，轉(zhuǎn)盤鉆造斜以及斜井鉆機(jī)造斜。

　　4．取芯鉆井技術(shù)

　　利用專門的取芯工具和一定技術(shù)措施，將地下的巖石取到地面上來的一種鉆井工藝。取芯工具包括取芯鉆頭、巖芯筒、巖芯爪、止回閥、扶正器和懸掛軸承等輔助部件。

　　5.完井技術(shù)

　　完井方法一般分為套管完井和裸眼完井兩大類，共有6種方式：套管射孔完井、尾管射孔完井、先期裸眼完井、后期裸眼完井、篩管完井、礫石充填完井。

　　6．鉆井井控技術(shù)

　　在鉆井作業(yè)中，一旦發(fā)生井噴，就會(huì)使井下情況復(fù)雜化，無法正常鉆井，被迫進(jìn)行壓井作業(yè)，對(duì)油氣層造成不同程度的損害。同時(shí)，井噴后極易導(dǎo)致失控，井噴失控后，將使油氣資源受到嚴(yán)重破壞，還易釀成火災(zāi)，造成人員傷亡，設(shè)備毀壞，油氣井報(bào)廢，自然環(huán)境受到污染。所以，井噴失控是鉆井工程中性質(zhì)嚴(yán)重，損失巨大的災(zāi)難性事故。

　?。ㄈ┿@井施工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理

　　1．鉆井作業(yè)?HSE危害和影響的確定

　　1）?鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的特征

　?。?）?差異性；

　?。?）?嚴(yán)重性；

　　（3）?多樣性；

　?。?）?時(shí)間性；

　?。?）?隱蔽性；

　　（6）?變化性。

　　2）鉆井及相關(guān)作業(yè)的主要風(fēng)險(xiǎn)

　　（1）?共同作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)：井噴及井噴失控可能造成地層碳?xì)浠衔锏囊绯?；火?zāi)及爆炸：地層碳?xì)浠衔锏囊绯觯貏e是輕質(zhì)油、硫化氫等可燃（劇毒）氣體溢出，汽油及柴油、潤(rùn)滑油、機(jī)油等泄漏造成火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)事故等；

　?。?）?相關(guān)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)：測(cè)井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；錄井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；定向井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；固井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；試油作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；相關(guān)作業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢渣、廢氣對(duì)環(huán)境的污染。

　　3）鉆井作業(yè)中的主要特定危害和影響

　　鉆井作業(yè)中主要的特定危害和影響見表3-1。

表3-1 鉆井作業(yè)中主要的特定危害和影響

　　井噴失控是鉆井工程中性質(zhì)最嚴(yán)重的災(zāi)難性事故，對(duì)健康、安全與環(huán)境的危害和影響是巨大的，造成井噴失控的直接原因主要有：

　?。?）起鉆抽吸，造成誘噴；