水井鉆機與鉆井技術

2019-06-28 15:47:11 79

鉆井(drilling)是利用機械設備,在地層中鉆出一定嘗試的孔眼的工程。其按照巖石破碎方式以及鉆井工具類型,又可分為頓鉆技術和旋轉鉆技術。

地質勘探和地質工程中,利于鉆探設備向地下鉆孔,對于直徑較小、深度較大的柱狀圓孔,稱為鉆孔。根據鉆井用途,設計不同的鉆孔直和鉆孔深度。譬如鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。用于地球物理測井取巖芯等一般鉆孔偏小。
  鉆井的主要功用為:
  1、獲取地下實物資料,從井底獲取巖芯、巖屑、石油、水、天然氣等。
  2、作為地球物理測井通道,獲取巖層各種地球物理場的資料,譬如用于地下軍火試驗等。
  3、作為人工通道,觀測地層中礦產、水文及地質結構等用途。
  4、綜合應用,勘探采集相結全,開發地下資源的用途。
  根據用途劃分,一般將鉆井分為地質普查鉆井、地質勘探鉆井、水井、工程地質鉆井、地熱鉆井、石油鉆井等。
  頓鉆,又稱沖擊鉆,一般用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底,由動力驅動游梁機構,使游梁做上下運動,并帶動鋼絲繩和鉆頭產生上下沖擊作用,從而破碎巖石。頓鉆設備簡單,成本低,不污染油層,但它鉆速慢、效率低,鉆孔淺,不能適應復雜地層和深井要求,逐漸被旋轉鉆所代替。
旋轉鉆是利于鉆頭旋轉時產生的切削或研磨作用破碎巖石。是當前最通用的鉆井技術。它比頓鉆速度快,并易于處理井塌、井噴等復雜情況。
  按動力傳遞方式,旋轉鉆又可分國轉盤鉆和井下動力鉆兩種。
  轉盤鉆是在鉆井平臺的裝置轉盤,轉盤中心有方孔,鉆柱上端方鉆桿穿過方孔,下接鉆桿和鉆頭,動力驅動轉盤時,帶動鉆柱桿和鉆頭一起旋轉,從而破碎巖石,掘進鉆孔。這種技術有一個明顯的缺點,就是鉆桿和鉆頭一起旋轉,鉆得越深,使用的鉆桿就越多,轉盤所帶動的重量就越大,鉆桿磨損也成倍增加,能耗也會逐漸增大,直到動力機超負荷為止。
  井下動力鉆是利于井下動力鉆具,帶動鉆頭破碎巖石,鉆頭在鉆進時,鉆桿不轉動,減少了鉆桿的磨損,增大了鉆桿的壽命,減少了能耗,適合鉆更深的鉆井。不過,這種技術也相對復雜,鉆井設備按功能分為旋轉系統、提升系統、泥漿循環系統等,設備制造及應用技術難度都較高,不適合小型鉆井企業的使用。

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