（一）鉆井設(shè)備簡(jiǎn)介
1．概述
鉆井設(shè)備（簡(jiǎn)稱(chēng)鉆機(jī)）是指石油天然氣鉆井過(guò)程中所需各種機(jī)械設(shè)備的總稱(chēng)。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)備的不同通常可分為機(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(lái)起、下鉆柱（或下套管），以實(shí)現(xiàn)鉆頭的鉆進(jìn)送鉆等工作。
?。?）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(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)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(guò)程中，通過(guò)動(dòng)力機(jī)組帶動(dòng)泥漿泵來(lái)循環(huán)鉆井流體，經(jīng)過(guò)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(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、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。
?。?）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(chē)、井架、天車(chē)、游車(chē)、水龍頭、轉(zhuǎn)盤(pán)、鉆井泵。
2．鉆機(jī)輔助設(shè)備及工具
（1）?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。
（2）?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。
?。?）?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）。
（4）?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。
（5）?剎車(chē)機(jī)構(gòu)：機(jī)械剎車(chē)、輔助剎車(chē)、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(zhuān)用工具儀表。井控裝置是在鉆井過(guò)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(guò)使用專(zhuān)用的防斜鉆具組合及相應(yīng)的技術(shù)措施來(lái)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(pán)鉆造斜以及斜井鉆機(jī)造斜。
4．取芯鉆井技術(shù)
利用專(zhuān)門(mén)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(lái)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(lèi)，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(wú)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；
（2）?嚴(yán)重性；
?。?）?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?，特別是輕質(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(jiàn)表3-1。
表3-1 鉆井作業(yè)中主要的特定危害和影響
項(xiàng)目 | 主要危害 | 主要影響 |
修建井場(chǎng) | 破壞植被，火工品危害 | 生態(tài)環(huán)境，人身及財(cái)產(chǎn)安全 |
修建海上鉆井平臺(tái) | 造成海洋環(huán)境局部破壞 | 珊瑚礁和海洋生物 |
鉆進(jìn) | 鉆井設(shè)備產(chǎn)生噪聲 | 人和動(dòng)物的正常生活 |
下鉆 | 井噴（潛在） | 威脅人身及財(cái)產(chǎn)安全 |
起鉆 | 井漏（潛在） | 污染地下水源 |
井口操作 | 落物及意外事故 | 危害人身安全 |
井噴失控 | 著火（潛在） | 威脅人和設(shè)備安全、污染環(huán)境 |
硫化氫溢出 | 毒性、著火、爆炸 | 威脅人和設(shè)備安全、污染環(huán)境 |
鉆井液處理劑及原材料 | 腐蝕性刺激皮膚、粉塵、毒性 | 危害人體健康 |
鉆井液及作業(yè)污水 | 破壞環(huán)境 | 影響井場(chǎng)周?chē)r(nóng)作物、植物生長(zhǎng)，污染地下水 |
固井作業(yè) | 水泥失重誘發(fā)井噴 | 威脅人身及財(cái)產(chǎn)安全 |
測(cè)井作業(yè) | 放射源泄漏（潛在） | 危害人體健康、污染環(huán)境 |
試油作業(yè) | 原油、烴類(lèi)氣體溢出、火災(zāi)爆炸 | 污染環(huán)境、威脅人身及財(cái)產(chǎn)安全 |
設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng) | 產(chǎn)生廢棄物、油污 | 污染環(huán)境 |
營(yíng)地 | 產(chǎn)生生活垃圾 | 污染環(huán)境 |
井場(chǎng)周?chē)稍镏参镏?/span> | 火災(zāi) | 危害人身及財(cái)產(chǎn)安全、影響棲息動(dòng)物 |
4）井噴失控的原因及危害和影響
