定向井空氣鉆井和測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

仲蕾 劉鑫

摘 要：定向井空氣鉆井是目前較為先進(jìn)的鉆井新技術(shù)，在低氣壓以及斷層裂縫地質(zhì)層的開采中定向井的作用很大，其鉆井工作也是非常重要的一項(xiàng)工作。空氣鉆井與傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)相比中應(yīng)用表現(xiàn)出了不小的優(yōu)勢(shì)，得到了業(yè)界的廣泛使用。對(duì)于大量的缺水高原地區(qū)以及其他不能使用鉆井沖洗液的地方都有著很大的意義。本文對(duì)空氣鉆井、動(dòng)力馬達(dá)、泡沫技術(shù)鉆井以及測(cè)量技術(shù)等進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：空氣鉆井;測(cè)量技術(shù);隨鉆測(cè)量

前言：

定向井空氣鉆井是用氣體作為循環(huán)介質(zhì)來進(jìn)行常規(guī)作業(yè)的鉆井方式，目前，空氣鉆井可以提高工作效率以及減少鉆井所用時(shí)間，還能解決低氣壓儲(chǔ)備的問題，運(yùn)用空氣鉆井使用泡沫技術(shù)、動(dòng)力馬達(dá)和隨鉆測(cè)量系統(tǒng)可以減少鉆井沖洗液的使用。定向井空氣鉆井的應(yīng)用，使施工的安全含量大大提高了，施工的成本也得到了有效的控制。

一、定向井空氣鉆井技術(shù)

（一）空氣動(dòng)力馬達(dá)

定向井運(yùn)用空氣動(dòng)力馬達(dá)，空氣動(dòng)力馬達(dá)的用途主要是運(yùn)用空氣，把氣體壓縮，使氣體壓強(qiáng)增高，通過高氣壓來帶動(dòng)空氣鉆使用的鉆頭工作，鉆頭運(yùn)動(dòng)，就會(huì)帶動(dòng)地層的巖石，然后把巖石進(jìn)行削減，在進(jìn)行鉆井工作時(shí)，還可以把產(chǎn)生的巖石碎屑帶到地面，讓人們更好的觀察巖石的品類，還可以預(yù)防這些碎屑對(duì)鉆井帶來的危害。動(dòng)力馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)也有很多：在任何地質(zhì)環(huán)境都可以工作，作業(yè)中產(chǎn)生的溫度相對(duì)其他馬達(dá)較低，動(dòng)力馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以根據(jù)控制的變化而變化，就算超負(fù)荷工作導(dǎo)致停機(jī)，也不會(huì)對(duì)空氣動(dòng)力馬達(dá)造成很嚴(yán)重的損害，因此可以選擇這種安全系數(shù)高的空氣動(dòng)力馬達(dá)工作。空氣動(dòng)力馬達(dá)可以隨時(shí)停機(jī)隨時(shí)啟動(dòng)，十分適合使用頻繁的工作場(chǎng)地，而且改變方向也很容易。對(duì)于其他馬達(dá)來說，操作更加簡(jiǎn)單，更加的靈活，正是因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單，它的結(jié)構(gòu)也很容易了解，壽命相對(duì)較長。空氣馬達(dá)在工作中不受外界的影響，不論是在水中或者陰暗潮濕的地方都會(huì)工作，具有防水、防潮以及防爆的能力。

（二）空氣泡沫流體

利用泡沫流體鉆低壓油氣區(qū)的井，可以較好地解決泥漿泄露、油氣危害及影響產(chǎn)能等要害問題，很好的保護(hù)和正確評(píng)價(jià)油氣資源。對(duì)于地層破裂、有裂縫及容易發(fā)生油氣漏失的地方使用空氣泡沫鉆井更容易 ，更可以提高工作效率，通過高氣壓來帶動(dòng)空氣鉆使用的鉆頭工作，鉆頭運(yùn)動(dòng)，就會(huì)帶動(dòng)地層的巖石，然后把巖石進(jìn)行削減，把巖石碎屑粉末帶出到地面，通過講沒有固體顆粒的空氣泡沫匯入高氣壓的氣體中，可以起到潤滑空氣鉆鉆頭和潤滑動(dòng)力馬達(dá)的作用，這樣，既不會(huì)使油層污染，也不會(huì)發(fā)生因?yàn)殂@井作業(yè)而引起的地質(zhì)下陷事故發(fā)生。而且還有效的避免了傳統(tǒng)鉆井中運(yùn)用泥漿污染環(huán)境的問題，充分發(fā)揮了傳統(tǒng)鉆井技術(shù)沒有發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用泡沫鉆井技術(shù)在低壓油氣區(qū)內(nèi)的探查、擴(kuò)大邊緣成果十分明顯，所以在低壓油氣區(qū)，空氣泡沫鉆井是具有很大的發(fā)展空間和發(fā)展前景。

（三）空氣鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

空氣鉆井的優(yōu)勢(shì)在國際鉆井技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)很明顯，通常在定向井鉆井施工中采用空氣泡沫進(jìn)行驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力馬達(dá)，解決了裂縫性碳酸層鉆井測(cè)量問題。? 使用空氣鉆井技術(shù)鉆井工作速度會(huì)增加，大大提高了鉆井的工作效率;使用空氣鉆井會(huì)因?yàn)榭諝忏@井的氣壓降低，會(huì)使鉆出的井眼相對(duì)其他技術(shù)的井眼直;定向井空氣鉆井可以減少鉆井的半徑問題;解決了放鉆頭的位置不正確的問題，也減少了卡住鉆頭的問題;由于運(yùn)用的壓縮空氣來運(yùn)行鉆井，使得定向井的偏離問題得到解決，減少了鉆井偏離問題;空氣鉆井對(duì)一些特殊的地質(zhì)地層鉆進(jìn)有明顯效果，就使得在大多數(shù)地質(zhì)下鉆井的井眼的大小較為規(guī)則;常規(guī)的鉆井技術(shù)是使用的水或者是混凝土泥漿，而定向井空氣鉆井使用的是空氣，那么就減少了承載水或者混凝土泥漿的物體，減少了人工成本同時(shí)也提高了工作效率;空氣鉆井運(yùn)用的介質(zhì)是空氣，空氣在鉆井內(nèi)流速快，可以快速地將地層的巖石樣本帶到地面上，可以很快的辨別地層的情況;運(yùn)用空氣鉆井，在一些高原地區(qū)或者用水困難的地方，可以減少用水成本。

二、定向井的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

（一）隨鉆測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

隨鉆測(cè)量系統(tǒng)是通過超聲波來進(jìn)行作業(yè)施工的，在作業(yè)過程中，通過超聲波來定位載體，有效的提高了測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。通過鉆柱和鉆頭等介質(zhì)傳輸出來，由單一材料或多種材料混合而成的鉆具連接形成的鉆柱，連接著地面和地底，為聲波傳輸提供了一個(gè)良好的不會(huì)受到鉆井液以及外界底層特性影響的傳輸通道。相對(duì)來說，井下流體和地層會(huì)隨著不同地質(zhì)變化和巖石層的變化而改變，因此聲波隨鉆測(cè)量主要利用的是鉆柱來構(gòu)建傳輸信息通道。井下和地面兩方面雙向傳輸組成了隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，井下超聲波傳輸信號(hào)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、轉(zhuǎn)換器、接通電源等主要部件組成。其中轉(zhuǎn)換器就是負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化成聲能進(jìn)而把信息傳輸給地面的，井下的電能主要靠電池和井下發(fā)電機(jī)提供，電池體積比較小，方便人工攜帶，如果需要設(shè)置發(fā)電機(jī)，那么設(shè)置在井下的發(fā)電機(jī)大多為渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)可以更快的開始發(fā)電工作。

（二）隨鉆測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用

使用定向井空氣鉆井測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，可以準(zhǔn)確的保證測(cè)量結(jié)果符合要求，由于不在使用水或者泥漿來測(cè)量信息，開始使用隨鉆測(cè)量系統(tǒng)開始測(cè)量，隨鉆測(cè)量方法可以保證定向井空氣鉆井在作業(yè)過程中的測(cè)量工作以及數(shù)據(jù)傳送工作能夠快速進(jìn)行。由于隨鉆技術(shù)是利用電磁波傳送信息，它的傳送速度是普通泥漿測(cè)量系統(tǒng)的幾倍，而且空氣鉆井鉆進(jìn)速度高于普通泥漿，隨鉆測(cè)量系統(tǒng)還具備雙向的信息傳輸能力，整套設(shè)備沒有多余的部件，每一個(gè)零件都在工作，可以降低系統(tǒng)的損耗能力。隨鉆測(cè)量系統(tǒng)還具有很多的傳感器，可以及時(shí)快速的把信息反饋回來，也保證了測(cè)量的正確性。所以定向井測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用很有必要。

結(jié)論

本文通過對(duì)定向井空氣鉆井的分析，空氣鉆井技術(shù)運(yùn)用泡沫技術(shù)和空氣動(dòng)力馬達(dá)的使用，減少了對(duì)空氣的污染程度，提高了實(shí)際作業(yè)中的工作效率，根據(jù)空氣泡沫技術(shù)與空氣馬達(dá)的使用采用隨鉆測(cè)量技術(shù)，在低氣壓以及斷層裂縫性的地質(zhì)環(huán)境都可以工作。在定向井空氣鉆井工作中泡沫技術(shù)、空氣動(dòng)力馬達(dá)和隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，它們共同工作，使得鉆井作業(yè)有效提高了效率，也保證了鉆井過程的安全，降低了人工生產(chǎn)成本，或得更好地經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭治良，朱化蜀，李果等.低滲氣藏氣體鉆井關(guān)鍵技術(shù)研究[J].西部探礦工程，2017，29（07）：42-45+49.

[2]潘濤，仲蕾.欠平衡定向井技術(shù)研究與應(yīng)用探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（11）：185-186.

[3]王海煒，楊國光，楊拓.關(guān)于定向井空氣鉆井和測(cè)量技術(shù)的分析[J].化工管理，2016（09）：65.