我國地熱資源開發(fā)利用及鉆進技術(shù)探析

孫和偉

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇五隊，吉林 延吉 133000)

我國地熱資源開發(fā)利用及鉆進技術(shù)探析

孫和偉

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇五隊，吉林 延吉 133000)

隨著各類能源的開發(fā)與應用，地熱資源受到廣泛重視，在實際開發(fā)與利用期間，取得了較為良好的成果。在我國地熱資源實際開發(fā)與利用過程中，相關(guān)管理部門須重點關(guān)注鉆進技術(shù)的應用，提高我國地熱資源的開發(fā)效率，減少鉆進工作中的安全事故，為其后續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

地熱資源；開發(fā)利用；鉆進技術(shù)

1 研究背景

地熱資源是我國較為重要的新能源之一，與其他新能源相比較，地熱資源具有便利性、經(jīng)濟性與無污染性特點，實際開采工作較為簡單。近幾年國務院提出了關(guān)于地熱資源的開采政策，明確了因地制宜開采能源目的，要求我國地熱資源開采企業(yè)可以根據(jù)各個地區(qū)實際情況與人們生活質(zhì)量要求等，制定完善的地熱資源開發(fā)方案，這樣才能豐富我國新能源，提高我國地熱資源的發(fā)展效率。同時，在我國鉆進技術(shù)逐漸成熟的過程中，地熱生產(chǎn)井的成井率逐漸提升，可以減少鉆井的工作風險，逐漸增強開發(fā)者的積極性，進而達到預期的開發(fā)目的。

2 地熱資源開發(fā)利用趨勢

在我國地熱資源實際開發(fā)利用過程中，為了可以更好地開展地熱資源開發(fā)工作，我國各級政府部門開始督促相關(guān)部門應用環(huán)保型的再生資源，保證可以拓寬市場，進而挖掘我國地熱資源的潛能，滿足未來市場的地熱開發(fā)利用需求。首先，在未來發(fā)展中，要樹立正確的地熱資源開發(fā)利用意識，要求向企業(yè)應用先進的鉆進技術(shù)與機械設(shè)備開展施工活動。其次，要制定開發(fā)、保護工作制度，要求在開發(fā)地熱資源的同時，對其進行有效的保護，進而提高各類資源的應用效率，達到節(jié)能環(huán)保的效果。最后，地熱資源開發(fā)人員必須根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，與政府部門相互協(xié)調(diào)，對地熱資源進行動態(tài)性的開采檢測，提高新能源的開發(fā)應用質(zhì)量。

3 我國地熱鉆探設(shè)備種類與使用要求

在我國地熱資源開發(fā)過程中，鉆探設(shè)備種類較多，相關(guān)技術(shù)人員必須要全面分析其鉆井設(shè)備與使用方式，保證可以提高鉆井效率，增強鉆進技術(shù)的應用效果。具體包括以下幾點：第一，拆裝簡便型的地熱鉆井設(shè)備。在我國地熱資源開發(fā)利用過程中，多數(shù)地熱鉆探設(shè)備的體積都比井口大，無法更好地開展相關(guān)工作。然而，拆裝簡便式的機械設(shè)備在實際使用過程中，可以簡便的組裝與拆卸，這樣就能縮短施工工期，降低鉆井成本，提高地熱資源的開發(fā)利用施工經(jīng)濟效益。第二，卷揚機與自動化鉆井設(shè)備。在地熱資源實際開發(fā)期間，鉆探大口徑的井口時，會遇到很多堅硬、高溫的巖石，導致鉆頭受到較高的負荷，這就需要相關(guān)施工人員可以應用卷揚機開展施工工作。同時，還可以利用自動化的鉆井設(shè)備，提高鉆井工作效率，增強其鉆進工作效果。第三，常規(guī)鉆進大排量泥漿泵。在我國地熱資源實際開發(fā)的過程中，鉆進工作會遇到循環(huán)泥漿與高溫地層，然后接觸沸點噴涌，提高了鉆進工作的危險性。同時，這些高溫環(huán)境對鉆頭的使用質(zhì)量也會產(chǎn)生一定影響，很容易因為鉆頭性能缺失，出現(xiàn)孔壁坍塌的現(xiàn)象。為了可以控制此類工作問題，相關(guān)技術(shù)人員就要應用冷卻裝置，大排量的泥漿泵，這樣才能提高其鉆進工作效率。第四，防噴設(shè)備。在鉆井過程中，由于井中經(jīng)常會出現(xiàn)劇烈的變化，很容易導致熱水或是熱蒸汽噴涌出來。而防噴裝置就可以有效防止此類問題的出現(xiàn)，逐漸控制各類熱水或是熱蒸汽，防止鉆井設(shè)備受高溫影響。

4 地熱資源鉆進技術(shù)與工藝方式

在我國地熱鉆進過程中，不同區(qū)域的鉆井技術(shù)都不同，施工質(zhì)量也會存在較大差異，主要是設(shè)備選型與工藝方式的應用。因此，在地熱資源開發(fā)利用過程中，相關(guān)技術(shù)人員必須科學應用各類鉆進技術(shù)與工藝，進而提高鉆進工作效率與質(zhì)量。具體包括以下幾點：

4.1 泥漿正循環(huán)工藝技術(shù)

在地熱鉆進施工期間，雖然工藝技術(shù)類型較多，但是，目前市場中還是將正循環(huán)工藝方式作為主要的鉆進工藝。主要因為其在鉆進一定深度之后，可以有效應對井內(nèi)復雜的環(huán)境。只有在正循環(huán)工藝無法施工的時候，才會選擇其他技術(shù)開展鉆進工作。

4.2 多工藝空氣鉆進技術(shù)

在常規(guī)的鉆進技術(shù)中，多工藝空氣鉆進技術(shù)可以通過空氣代替泥漿循環(huán)方式開展鉆進工作，在實際施工過程中，此類技術(shù)的應用，可以有效控制施工成本，提高施工經(jīng)濟效益與社會效益。第一，氣舉反循環(huán)鉆進技術(shù)。目前，氣舉反循環(huán)鉆進技術(shù)的應用，可以有效提高鉆進效率，延長鉆頭的使用壽命，降低施工成本。尤其在清水鉆進的時候，可以有效節(jié)約泥漿材料。第二，多工藝空氣組合鉆進。在地熱資源實際開發(fā)利用的過程中，多工藝空氣組合鉆進技術(shù)可以有效提高鉆進工作效率，增強設(shè)備的應用效果。當前，多數(shù)地熱資源開發(fā)企業(yè)開始應用多工藝空氣組合鉆進技術(shù)，主要因為此類技術(shù)可以解決孔內(nèi)事故與工藝事故等問題，減少事故企業(yè)的經(jīng)濟損失。第三，地熱井定向鉆進技術(shù)。在地熱資源開發(fā)利用過程中，地熱井定向鉆進技術(shù)可以解決復雜地層的鉆進問題，提高孔內(nèi)漏洞問題的解決效率。因此，在鉆井過程中，技術(shù)人員之間必須要相互探討與分析，保證可以提高此類技術(shù)的應用質(zhì)量，逐漸優(yōu)化地熱資源開發(fā)應用質(zhì)量。

5 地熱資源開發(fā)鉆進事故的預防與處理方式

在地熱資源開發(fā)鉆進過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)些安全事故，影響施工人員的安全性與施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，在實際施工期間，相關(guān)技術(shù)人員必須要制定完善的地熱資源開發(fā)利用鉆進事故問題預防與處理制度，進而提高其發(fā)展效率，減少施工企業(yè)的經(jīng)濟損失。具體措施包括以下幾點：

5.1 孔斜原因與預防措施

在鉆進期間，鉆井工作人員對地下鉆層實際情況不了解，如果不能對鉆進速度進行控制，難以準確對其進行安裝，就會導致出現(xiàn)井架不平衡、失衡的現(xiàn)象。同時，相關(guān)技術(shù)人員如果不能對鉆進技術(shù)參數(shù)進行合理配置，不能合理的對鉆具進行配套，就會導致鉆鋌磨損現(xiàn)象，難以提高其施工安全性。在對孔斜問題進行預防的過程中，相關(guān)技術(shù)人員必須要全面了解孔斜原因，在鉆進之前，就要合理驗收鉆機的安裝質(zhì)量。同時，技術(shù)人員還要合理的把握技術(shù)參數(shù)，保證可以更好地開展鉆進工作，逐漸提升機械設(shè)備的應用質(zhì)量。

5.2 井噴事故的預防與處理措施

在地熱資源實際開發(fā)利用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)井噴事故，相關(guān)技術(shù)人員必須要重視井噴事故的預防與處理。首先，在預防井噴事故的時候，要對高壓汽與高水汽進行控制，避免泥漿侵入出現(xiàn)井噴事故。因此，在蒸汽噴出的時候，技術(shù)人員要在井口設(shè)置防噴裝置，然后對套管進行檢查，避免蒸汽流入套管之外。其次，在對井噴事故進行處理的過程中，相關(guān)技術(shù)人員要對孔內(nèi)的泵裝置進行冷水壓井處理，對巖石進行冷卻處理，保證蒸汽不會再噴出。在防噴裝置關(guān)閉或延誤的時候，技術(shù)人員要等孔內(nèi)坍塌之后，減弱蒸汽的慣性，這樣才能減少事故，避免施工企業(yè)受到嚴重的經(jīng)濟損失。

5.3 牙輪落井事故的預防措施

在地熱資源開發(fā)與應用的過程中，相關(guān)技術(shù)人員必須要合理選擇牙輪鉆頭，避免出現(xiàn)牙輪落井事故。首先，在鉆井期間，隨著孔深的增加，井內(nèi)的溫度也會提升，導致三牙輪掉落井中。因此，施工企業(yè)在采購三牙輪鉆頭的時候，必須要全面考察鉆頭的質(zhì)量，這樣才能提高其工作效率。其次，在鉆進期間，鉆井工作人員要全面監(jiān)督井內(nèi)的實際情況，及時發(fā)現(xiàn)跳鉆或是蹩鉆的問題，并且采取有效措施解決問題。最后，在三牙輪鉆頭出現(xiàn)問題的時候，施工管理人員就要對其進行更換處理，避免出現(xiàn)影響施工安全性的問題。

[1] 尤偉靜，劉延鋒，郭明晶，等.地熱資源開發(fā)利用過程中的主要環(huán)境問題[J].安全與環(huán)境工程，2013，20(2)：24-28，34.

[2] 樊智.論地方政府在地熱資源開發(fā)利用中的責任——以東營市中心城區(qū)為例[D].濟南：山東師范大學，2012.

Exploitation and drilling technology of geothermal resources in China

SUN He-wei

(No.605 Team of Nonferrous Metal Geological Exploration Bureau of Jilin, Yanji 133000, China)

With the development and application of various kinds of energy resources, geothermal resources have been paid more and more attention. During the actual development and utilization, the geothermal resources have achieved good results. In the process of actual development and utilization of geothermal resources, relevant management departments should focus on the application of drilling technology, improve the development efficiency of geothermal resources and reduce the safety accidents, so as to lay a solid foundation for its follow-up development.

Geothermal resources; Development and utilization; Drilling technology

2016-09-22

孫和偉(1986-)，男，助理工程師，學士。

P314

B

1674-8646(2016)24-0046-02