蔡成鏡

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，石油產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了發(fā)展的新契機(jī)。在石油的開(kāi)采和使用中，最為關(guān)鍵的是鉆井技術(shù)。近年來(lái)，旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，這對(duì)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)非常大的幫助。本文首先分析了提升石油開(kāi)采技術(shù)的意義，進(jìn)而分析了旋沖鉆井技術(shù)的原理和特點(diǎn)，繼而探析了旋沖鉆井技術(shù)的發(fā)展，最后分析了旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：石油鉆井；旋沖鉆井技術(shù)；應(yīng)用

前言

石油鉆井技術(shù)在石油開(kāi)采中的應(yīng)用，能夠提高開(kāi)采的質(zhì)量和效率、提高開(kāi)采的安全性、提升勘探的準(zhǔn)確度，能夠?yàn)槭烷_(kāi)采單位帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井領(lǐng)域的深受歡迎的因?yàn)椋谟谄洳灰资艿酵獠凯h(huán)境因素的影響，對(duì)設(shè)備的損耗小、使用年限長(zhǎng)、工作效率高。旋沖鉆井技術(shù)通常用于開(kāi)采深層石油，當(dāng)石油位于較為堅(jiān)硬的地層中時(shí)，傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)不能進(jìn)行有效地開(kāi)采，這對(duì)石油資源的開(kāi)采利用造成了非常大的障礙。若勉強(qiáng)開(kāi)采的話，不僅威脅工作人員的安全，而且開(kāi)采的效率也非常低，會(huì)嚴(yán)重降低了石油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益。而旋沖鉆井技術(shù)比傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)更大的沖擊力，能夠深入到地下，是解決深層石油開(kāi)采問(wèn)題的有效技術(shù)。

一、提高石油開(kāi)采技術(shù)的意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，人民的生活水平的不斷提高，這使人們對(duì)石油資源的需求也在快速增長(zhǎng)。但我國(guó)石油資源分布不均和石油儲(chǔ)存量太小的問(wèn)題嚴(yán)重制約著我國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展和石油產(chǎn)量的提升，因此，積極研發(fā)減少石油的開(kāi)采難度，提高石油開(kāi)采效率的石油開(kāi)采技術(shù)顯得極為迫切。

我國(guó)石油開(kāi)采由來(lái)已久，和初始開(kāi)采水平相比雖已有了很大的提升，但實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中仍面臨著許多問(wèn)題，如，鉆頭使用壽命短、鉆井成本高、資源浪費(fèi)多等。這些問(wèn)題的存在使石油開(kāi)采不能達(dá)到理想的效果，嚴(yán)重影響了石油生產(chǎn)的質(zhì)量，降低了石油生產(chǎn)的效率。因此，有必要開(kāi)發(fā)新的鉆井技術(shù)，提高鉆頭的承載力和沖擊力，進(jìn)而提高采礦的效率，降低開(kāi)采的成本，節(jié)省采油單位的人力、物力和財(cái)力，有效提升經(jīng)濟(jì)效益[1]。

二、旋沖鉆井技術(shù)的原理和特點(diǎn)

（一）旋沖鉆井技術(shù)的原理

旋沖鉆井技術(shù)的原理是在常規(guī)旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上增加沖擊力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。沖擊器在井底主要是作為一個(gè)動(dòng)力裝置，通常被安置在井底的鉆頭、巖心管的上端，依靠高壓氣體在靜壓旋轉(zhuǎn)和沖擊動(dòng)載之間的聯(lián)合作用，來(lái)使巖石的斷裂，將巖石擊碎。沖擊動(dòng)載的影響會(huì)導(dǎo)致巖石在沖擊下膨脹擴(kuò)張，導(dǎo)致體積較大的巖石破碎，從而加速巖石的破裂。

（二）旋沖鉆井技術(shù)的特點(diǎn)

第一，巖石擊碎是利用鉆頭回轉(zhuǎn)刮削和壓入沖擊力的聯(lián)合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

第二，對(duì)于那些硬度較大的巖石，旋沖鉆井技術(shù)主要是先將體積較大的巖石擊碎，而不是通過(guò)研磨的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，其鉆井效率的更高。

第三，沖擊頻率高，巖石的打碎的時(shí)間較短，即便是巖石比較堅(jiān)硬，也能獲得良好的擊碎效果。

第四，對(duì)高頻沖擊而言，在巖石擊碎的期間，不僅能減少研磨時(shí)間，還能降低鉆頭的磨損。

第五，擊碎巖石是利用高頻沖擊力和回轉(zhuǎn)的共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，其在鉆進(jìn)過(guò)程中的鉆壓和鉆速上比較高[2]。

三、旋沖鉆井技術(shù)的發(fā)展探析

旋沖鉆井技術(shù)在發(fā)展方向上主要有兩個(gè)，氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)和液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)。

（一）氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)

對(duì)于氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)而言，它主要是對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，然后進(jìn)行應(yīng)用。因?yàn)闅鈩?dòng)旋沖鉆井技術(shù)在工作中基本上不消耗任何資源，造成污染也不太大，氣動(dòng)故被廣泛的應(yīng)用于采礦業(yè)中。氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)主要有兩大類，閥門式和無(wú)閥門式。有閥門式的氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)，其主要是對(duì)壓縮的空氣進(jìn)行上下推動(dòng)，并對(duì)壓縮的空氣進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)；無(wú)閥門式的氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)，主要是通過(guò)活塞的上下推動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的運(yùn)動(dòng)，同閥門式相比，無(wú)閥門式進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，空氣密度相對(duì)更低，形成氣柱的壓力也相對(duì)更小，因此，可以更靈活地在所有的環(huán)境下進(jìn)行工作。當(dāng)然，更高的工作效率也使的無(wú)閥門式氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)的受影響因素更多，如技術(shù)遲緩而多變，生產(chǎn)成本高等，所以，氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)還處于研究發(fā)展的初期階段，需要大量的實(shí)踐來(lái)提升技術(shù)水平。

（二）液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)

液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)是利用高壓水和鉆井液來(lái)實(shí)現(xiàn)使用的，其中液壓油是該技術(shù)的關(guān)鍵，其能夠提升相關(guān)設(shè)備的工作效率，使設(shè)備運(yùn)行中的能耗減少，從而節(jié)省工作成本。由于這種技術(shù)需要鉆井液的作為使用的主要介質(zhì)，因此，在現(xiàn)實(shí)生活中這一技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)較少。近些年來(lái)，由于液壓旋沖鉆井技術(shù)的成為石油發(fā)展中突破開(kāi)采障礙的重要技術(shù)，因此，液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)逐漸成為了我國(guó)石油鉆井技術(shù)研究的重點(diǎn)，其中對(duì)于沖擊器的研究是重中之重，這與國(guó)外該領(lǐng)域的研究具有一致性。

四、旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用

旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方向上。一是沖擊器，沖擊器實(shí)現(xiàn)了從小直徑到大直徑的過(guò)渡，并在過(guò)渡中保留了原有的產(chǎn)品型號(hào)，從而形成了系列化的產(chǎn)品，其工藝發(fā)展方向也不斷進(jìn)行開(kāi)拓。在石油鉆井的領(lǐng)域，沖擊器能夠擊碎油井內(nèi)相對(duì)比較堅(jiān)硬的巖石。尤其是在應(yīng)用使用壽命較長(zhǎng)的沖擊器產(chǎn)品時(shí)，通常會(huì)規(guī)定井段要超過(guò)3000m，同時(shí)還要加大研究沖擊器的使用方式，從而提升沖擊器的可靠性，進(jìn)而有效提升沖擊器的使用年限；二是對(duì)旋沖鉆井鉆頭的配套研究工作，在鉆井過(guò)程中使用更加合適的和科技含量更高的鉆頭能夠更有效的提升鉆井工作的效率。三是擴(kuò)大沖擊器應(yīng)用的范圍，逐步實(shí)現(xiàn)從直井向定向井方向的發(fā)展，從而有效拓寬沖擊器應(yīng)用的范圍，同時(shí)還需要積極的利用計(jì)算機(jī)等新技術(shù)不斷對(duì)沖擊器各種參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和校正，發(fā)現(xiàn)并掌握沖擊器工作的特有規(guī)律，依據(jù)掌握的參數(shù)合規(guī)律對(duì)沖擊器的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整，從而提升沖擊器的應(yīng)用效率[3]。

五、結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)國(guó)內(nèi)石油需求量的快速增加，需要通過(guò)不斷的提升石油開(kāi)采技術(shù)來(lái)環(huán)節(jié)石油資源緊張。石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展有助于提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，降低對(duì)國(guó)外石油供應(yīng)的依賴，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益增加。旋沖鉆井技術(shù)的出現(xiàn)可以有效的解決我國(guó)的石油開(kāi)采效率低的問(wèn)題，該技術(shù)條件下鉆頭的沖擊力強(qiáng)、承載能力大，能夠?qū)ι顚佑瓦M(jìn)行有效的開(kāi)采，從而達(dá)到了充分開(kāi)發(fā)和利用石油資源的目的，這不但能夠滿足我國(guó)對(duì)石油的需求，還能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧元洲，羅園，宋軍正.旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用[J].化工管理，2016（11）：47-47.

[2] 葉爾沙得可？沙德?tīng)?旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2016，23（4）：266-266.

[3] 吳鐵成，劉大印.旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用探討[J].工業(yè)，2016（5）：114-114.endprint