旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用

姜軍

（大慶鉆探工程公司大慶鉆井一公司項目一部）

摘 要：石油是國家重要的能源之一，在我國生產(chǎn)生活中占據(jù)著重要地位，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模擴大，我國石油需求量逐漸增加，但我國并不是石油生產(chǎn)大國，如今大部分所使用石油都依靠國外進口供應(yīng)。面對國內(nèi)石油資源緊張、國外石油供應(yīng)不足，無法滿足我國石油需求量的問題，需要國家大力發(fā)展石油勘探與開采技術(shù)，積極尋找國內(nèi)可用石油資源，在緩解石油資源緊張問題的同時，降低對國外石油資源依賴，拉動國內(nèi)經(jīng)濟增長。鉆井技術(shù)的提高能夠有效促進石油開采效率提升，降低開采難度，提高開采安全性與穩(wěn)定性。本文將對石油鉆井中旋沖鉆井技術(shù)的主要內(nèi)容進行闡述，分析其在石油鉆井應(yīng)用中的優(yōu)勢，探討其未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：石油鉆井；旋沖技術(shù)；應(yīng)用優(yōu)勢

石油鉆井技術(shù)是石油開采工作中的重要措施，是石油開采質(zhì)量與效率提升的保障，能夠提高石油開采安全性、促進勘探準(zhǔn)確度提升、為石油開采工作獲得更多經(jīng)濟效益。旋沖鉆井技術(shù)是目前石油鉆井中常用鉆井技術(shù)，由于不易受外界環(huán)境因素影響、設(shè)備損壞程度低、使用壽命長以及工作效率高等優(yōu)勢受到好評。通常旋沖鉆井技術(shù)應(yīng)用于深層石油開采，當(dāng)石油層處于堅硬地層中時，傳統(tǒng)鉆井技術(shù)無法有效進行深井開采，對我國石油資源的充分開發(fā)形成阻礙，不僅威脅人身安全，開采效率低還會降低石油開采經(jīng)濟效益，給開采單位帶來嚴(yán)重經(jīng)濟損失。而旋沖鉆井技術(shù)能夠深入地下，與傳統(tǒng)鉆井技術(shù)相比有著更高沖擊力，是深層石油開采問題的有效解決方式。

1 提高石油開采技術(shù)的意義

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)生活水平的不斷提高，對能源資源特別是石油資源的需求量急劇增加，因此對國內(nèi)石油資源的開在有著極為緊迫的需求。但石油資源分布不均以及石油存儲量過小等問題都制約著我國石油開采技術(shù)的進步與能源供應(yīng)量的提高，為了降低石油開采難度，促進石油開采效率提高，有必要促進我國石油開采技術(shù)水平提升。此外，雖然我國石油開采已經(jīng)發(fā)展了較長時間，開采水平與初期相比有了很大提升，但在實際開采過程中仍然存在許多問題，例如鉆頭使用期限過短，承受力較低，增加了鉆井成本，對資源造成了極大浪費；鉆頭沖擊力小，不能實現(xiàn)理想的鉆井效果，影響石油開采質(zhì)量，降低開采效率。因此有必要發(fā)展新的鉆井技術(shù)，提高鉆頭承受力與沖擊力，提高開采效率，降低開采成本，為石油開采單位節(jié)約人力物力，促進經(jīng)濟效益提高。

2 旋沖鉆井技術(shù)工作原理以及應(yīng)用特點

2.1 工作原理

旋沖鉆井是在傳統(tǒng)鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上進行改良并發(fā)展了新技術(shù)的鉆井技術(shù)，與傳統(tǒng)鉆井技術(shù)相比有更加強大的沖擊力，主要通過增加沖擊器，利用沖擊器強有力的活塞運動對鉆頭進行撞擊，以此提高鉆頭沖擊力，使鉆沖效率提高。

2.2 應(yīng)用特點

2.2.1 通過沖擊器實現(xiàn)鉆頭對巖石的沖壓，并在鉆頭本身旋轉(zhuǎn)運動的帶動下使巖石破碎，在巖石硬度較高，難以破碎的情況下，通常使用體積破碎法，而不是傳統(tǒng)的研磨破碎法，這種方式能夠有效提高沖鉆效率，降低對鉆頭的損耗，節(jié)省人力物力。

2.2.2 旋沖鉆進技術(shù)利用高頻沖擊破碎的方式，時間短，使得巖石在極短破碎時間內(nèi)不會產(chǎn)生巖性變化，同時鉆頭穩(wěn)固性極高，一般不會產(chǎn)生偏斜力矩的情況，可以形成有利的井眼規(guī)則，保證鉆井工作質(zhì)量。

2.2.3 旋沖鉆進技術(shù)采用高頻沖擊破碎方式可以減少鉆頭研磨，提高鉆頭的使用壽命。值得注意的是，由于高頻沖擊與回轉(zhuǎn)實現(xiàn)施工特點，在鉆進過程中要嚴(yán)格控制鉆壓與轉(zhuǎn)速，實時觀測鉆柱實際受力情況，進而保證鉆進效果。

3 旋沖鉆進技術(shù)在石油鉆井中的實際應(yīng)用

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

沖擊器作為旋沖鉆進技術(shù)的重要部件，直接關(guān)系到實際鉆進效果。目前我國對沖擊器的研究已經(jīng)日漸成熟，沖擊器一般主要包含液動沖擊器、氣動沖擊器、電動沖擊器、氣液混合與機械作用式?jīng)_擊器等，但在石油鉆井領(lǐng)域中主要應(yīng)用氣動沖擊器與液動沖擊器兩種。針對氣動沖擊器而言，在實際應(yīng)用中的動力介質(zhì)為壓縮空氣，包括有閥式與無閥式兩種，有閥式主要利用活塞的上下運動產(chǎn)生動力，由閥片進行動力控制；無閥式則是借助活塞與缸體壁中的配氣系統(tǒng)帶領(lǐng)活塞的上下運動。液動旋沖鉆進技術(shù)主要以高壓水或者鉆井液為介質(zhì)，相比于氣動沖擊器而言，能源利用率相對較高，燃料消耗小，進而具有極強的經(jīng)濟性。以此為依據(jù)，本文在接下來的探究中液動旋沖鉆進技術(shù)為對象，推出DGSC型液動射流沖擊器，以研究應(yīng)用效果。

3.2 DGSC型液動射流沖擊器

DGSC型液動射流沖擊器中的控制機構(gòu)主要由雙穩(wěn)射流元件組成，借助雙穩(wěn)射流元件的附壁性與切換性，使得可控流體可以根據(jù)有序進入沖擊器，促發(fā)活塞作有規(guī)律的沖錘往復(fù)動作。

3.3 應(yīng)用效果

DGSC型液動射流沖擊器內(nèi)部組建結(jié)構(gòu)較為簡單，在實際應(yīng)用中運動部件相對較少，只有活塞沖錘進行運動，這種結(jié)構(gòu)減少了沖擊器在實際使用中的磨損情況，并不受鉆井深度與圍壓的影響，進而較為適用于深井鉆井工作。在實際使用中，旋沖鉆進技術(shù)可以結(jié)合地層、井深、鉆井技術(shù)等實際情況，調(diào)整沖擊器性能參數(shù)，以提高沖擊器的穩(wěn)定性單次沖擊功率，選擇金屬密封鉆頭，并配合硬質(zhì)合金鉆頭，以提高大體積碎石效率。

4 旋沖鉆進技術(shù)在石油鉆井中的未來展望

隨著旋沖鉆進技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，經(jīng)過長時間的研究探索，沖擊器已經(jīng)發(fā)展趨于成熟，并形成系列產(chǎn)品，以多工藝為發(fā)展方向，解決石油鉆井中針對的硬巖石鉆進難題。特別是對于參數(shù)3000m沖擊產(chǎn)品而言，大單次沖擊功率可以有效提高沖擊器使用壽命與的工作穩(wěn)定性，進而滿足現(xiàn)代化石油鉆井深度勘探的工作要求，為勘探工作提供重要的技術(shù)保障。從另一個角度上看，在旋沖鉆井技術(shù)研究中，要根據(jù)施工需要和實際施工環(huán)境進行鉆頭選擇，合理選用鉆頭可以有效提高鉆井效率，有助于對旋沖鉆進技術(shù)應(yīng)用范圍的拓展，使其逐漸向定向井的方向發(fā)展，拓展鉆井寬度與廣度。同時，借助現(xiàn)代化計算機技術(shù)，鉆井參數(shù)與鉆井工作環(huán)境進行模擬施工，探究石油凈參數(shù)的不同對沖擊器性能要求，調(diào)整沖擊器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)沖擊器工作效率的提升，滿足鉆井工作需求。

結(jié)束語

我國石油需求量的提升以及緩解石油資源緊張要求提高我國石油開采技術(shù)，促進石油開采效率提升，減少對國外石油供應(yīng)的依賴。發(fā)展國內(nèi)石油開采技術(shù)有利于提高我國國際競爭力，促進國家經(jīng)濟效益提升，旋沖鉆井技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了我國石油開采效率低的問題，其鉆頭沖擊力強、承載力高等優(yōu)點有效降低開采成本，提高開采安全性，使我國石油開采能夠深入地層更深處，實現(xiàn)對石油資源的充分開發(fā)與利用，從而滿足我國石油需求，為我國經(jīng)濟進一步發(fā)展提供便利條件。

參考文獻

[l]劉學(xué)成.解析液動沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，01：162.

[2]秦曉慶，劉偉，李麗，王超，潘登雷.旋沖鉆井技術(shù)在川西硬地層的應(yīng)用[J].斷塊油氣田，2013，04：505-507.

[3]索忠偉，王甲昌，張海平，李廣國，張仁龍，敬輝陽.旋沖鉆井在塔河工區(qū)超深井段的應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2013，04：44-46.