鉆井工程中影響鉆井機(jī)械速度的因素及對策

陳偉

摘 要：就現(xiàn)階段而言，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對于天然氣、石油等能源的需求日益增加。為了能夠保證對于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需能源的有效供應(yīng)，就需要提高能源的開采效率。而在實(shí)際的鉆井過程中，鉆井機(jī)械的速度會受到多方面因素的影響，本文通過分析影響鉆井機(jī)械速度的速度，并有針對性地提出了相應(yīng)的對策，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：鉆井工程;鉆井機(jī)械速度;因素及對策

我國的社會越是快速發(fā)展，人們對于能源的需求就越是迫切，尤其是對于一些如石油、天然氣等能源的需求更是與日俱增。在進(jìn)行能源開采時，需要開展鉆井工程，為了能夠更好地為社會提供能源支持，提高鉆井的工作效率勢在必行。

1 鉆井工程中影響鉆井機(jī)械速度的因素

1.1 地質(zhì)因素

在進(jìn)行能源的開采過程中，大多數(shù)都是在深地層進(jìn)行作業(yè)，由于地層的整體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，所以在進(jìn)行鉆井機(jī)械作業(yè)時不可避免地會遇到各種各樣的地質(zhì)問題，給鉆井機(jī)械速度產(chǎn)生極大的影響。對地質(zhì)進(jìn)行勘察會對鉆井設(shè)備的選擇有一定影響，如果地質(zhì)勘察的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，就很有可能導(dǎo)致鉆井機(jī)械設(shè)備選擇不合理，降低鉆井機(jī)械的速度。在深地層中，無論是巖石結(jié)構(gòu)還是地質(zhì)構(gòu)造都很復(fù)雜，這就使得在進(jìn)行鉆井的過程中，容易出現(xiàn)各種的地質(zhì)問題，例如土方坍塌、碩石脫落等，再加上鉆井機(jī)械會隨著工作的進(jìn)行，機(jī)械溫度逐漸升高，在很大程度上會給鉆井機(jī)械造成損害，不僅會影響機(jī)械的速度，還會使得機(jī)械設(shè)備無法正常運(yùn)行，降低機(jī)械的工作效率[1]。

1.2 鉆井方式因素

在進(jìn)行鉆井的過程中，對于鉆井方式的選擇極為重要，不僅會直接影響到鉆井的速度和能源開采效率，甚至還會在很大程度上決定能否順利完成開采工作。就目前而言，鉆井的主要工作方式還是傳統(tǒng)鉆井方式，工作流程如下：應(yīng)用破巖技術(shù)對地層的頂部和中部進(jìn)行處理，當(dāng)遇到的地層巖石過于堅(jiān)硬時，會嚴(yán)重降低鉆井機(jī)械的速度。同時，傳統(tǒng)的鉆井方式整體上的鉆井速度就是在不斷降低的，而影響鉆井機(jī)械效率的關(guān)鍵因素就是相關(guān)鉆井技術(shù)的優(yōu)劣。因此，要想有效提高鉆井機(jī)械的速度和工作效率，就需要不斷改良鉆井的相關(guān)技術(shù)，從而完善鉆井方式，更好地進(jìn)行能源開采。

1.3 鉆井機(jī)械設(shè)備因素

在進(jìn)行鉆井的過程中，影響鉆井機(jī)械速度與工作效率的因素很多，其中鉆井機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量好壞是很重要的因素之一[2]。而會對鉆井機(jī)械設(shè)備質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素主要有研發(fā)資金、科研實(shí)力、設(shè)備投入使用的周期等，這些因素會嚴(yán)重影響到鉆井機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量更新，從而影響整個鉆井工程的工作效率。除此之外，鉆井機(jī)械設(shè)備的能量供應(yīng)水平以及運(yùn)行性能等也會給設(shè)備的運(yùn)行速度產(chǎn)生極大的影響，一方面是鉆井機(jī)械設(shè)備本身具備很多的構(gòu)件，例如鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭和清洗設(shè)備等，其中任何一個構(gòu)件出現(xiàn)問題，都很可能會影響到鉆井機(jī)械的整體運(yùn)行效果;另一方面在進(jìn)行井下作業(yè)的過程中，也會受到多種因素的制約，例如鉆井機(jī)械在運(yùn)行的時候容易出現(xiàn)功能不足等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)械的正常工作。

1.4 鉆井液方面的因素

所謂的鉆井液，是進(jìn)行鉆井工作時必不可少的一種材料，會對鉆井機(jī)械的運(yùn)行速度產(chǎn)生極大的影響，將鉆井液的相關(guān)作業(yè)質(zhì)量提升，能夠在很大程度上提高鉆井機(jī)械的工作速度和效率。使用鉆井液的主要目的是為了防止出現(xiàn)土方坍塌、井道直徑擴(kuò)張或者是溫度下降等問題，從而更好地保證鉆井機(jī)械能夠正常運(yùn)行，提高鉆井機(jī)械的工作速度。除此之外，使用鉆井液還能夠有效防止因?yàn)榫聣毫^大而降低鉆井機(jī)械的運(yùn)行速度，讓鉆井機(jī)械可以一直順利地進(jìn)行工作。

2 提升鉆井機(jī)械速度的對策

2.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作

為了保證鉆井工作能夠順利進(jìn)行，減少各種不利因素對于鉆井機(jī)械速度產(chǎn)生的影響，需要相關(guān)的工作人員做好大量的準(zhǔn)備工作，其中，做好地質(zhì)勘察工作極為重要，能夠?yàn)楹罄m(xù)制定詳細(xì)的鉆井工作方案提供參考，為更好地完成鉆井工作奠定基礎(chǔ)。

在進(jìn)行地質(zhì)勘察的過程中，相關(guān)工作人員需要運(yùn)用比較先進(jìn)的勘察設(shè)備和技術(shù)來獲取準(zhǔn)確的地質(zhì)信息和資料。在這樣的基礎(chǔ)上與其他相關(guān)資料進(jìn)行綜合，對開采地實(shí)際的地質(zhì)情況展開準(zhǔn)確分析，從而選擇最科學(xué)、合理的鉆井方式以及機(jī)械設(shè)備，并制定出詳細(xì)的鉆井方案。這樣，可以最大限度地減少在鉆井工作中出現(xiàn)的各種問題，有效提高鉆井機(jī)械的速度，保證能源開采的效率[3]。

2.2 完善鉆井機(jī)械設(shè)備

在進(jìn)行鉆井的過程中，鉆井機(jī)械設(shè)備是其中必不可少的一部分，會在很大程度上影響鉆井工作的效率，因此，完善鉆井機(jī)械設(shè)備就顯得尤為重要。從噴射鉆井的理論中可以獲知，射流的沖擊力與水力沖巖的效果有著密切聯(lián)系，它的抗張能力與抗內(nèi)壓能力都比巖石的抗外壓能力弱，這就容易使得巖石在一定的水力作用之下產(chǎn)生水力破碎或壓裂的現(xiàn)象。除此之外，比較大型號的鉆頭，其速度會受到鉆頭破巖的能量影響，如果沒有足夠的鉆頭破巖能量進(jìn)行供應(yīng)，那么很大程度上大型號鉆頭的速度會降低。巖層的土質(zhì)在井徑比較寬的井段中是相對松軟一些的，如果能夠最大限度地將水力射流的能量發(fā)揮出來，那么機(jī)械鉆頭會受到水力高壓射流的作用而提高其破巖能力，提高鉆井機(jī)械的速度，從而更好地保障鉆進(jìn)工程順利、高效地進(jìn)行。

2.3 提高鉆井技術(shù)

基于旋轉(zhuǎn)鉆井角度來提高鉆井機(jī)械的速度以及效率，需要重點(diǎn)注意增加鉆頭在巖底的破巖能力，為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，不僅需要對鉆井機(jī)械的鉆壓進(jìn)行合理改善，還需要注重鉆井機(jī)械鉆速的改善。影響鉆井機(jī)械鉆壓和鉆速技術(shù)改進(jìn)的因素有很多，就目前而言，對于鉆井機(jī)械的改進(jìn)目的主要是基于當(dāng)前的技術(shù)能力水平來促進(jìn)鉆速的提升。提高鉆井機(jī)械鉆速的方式主要有兩種，一方面是增加轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，或者是應(yīng)用頂部的驅(qū)動裝置來實(shí)現(xiàn)提高鉆井機(jī)械鉆速的目的;另一方面，主要是通過對復(fù)合鉆井技術(shù)的運(yùn)用，也就是結(jié)合低速旋轉(zhuǎn)的鉆柱與井下的動力鉆具來提高鉆井機(jī)械的鉆速。但是，鉆井機(jī)械的鉆速提高幅度會受到鉆機(jī)能力和鉆具強(qiáng)度的限制，因此，為了能夠更有效地提高鉆井機(jī)械的鉆速，可以復(fù)合鉆井技術(shù)里的PDC+井下動力鉆具，并將PDC的鉆頭和高轉(zhuǎn)速剪切地層的相適宜特性充分地發(fā)揮出來，這樣，在提高PDC鉆頭鉆速的同時，也可以有效地提高其進(jìn)行機(jī)械破巖的能量[4]。

2.4 優(yōu)化鉆井液體系設(shè)計(jì)

眾所周知，鉆井液是影響鉆井機(jī)械速度的一個重要因素，為了能夠有效地提高鉆井機(jī)械的速度和效率，可以通過優(yōu)化鉆井液體系來實(shí)現(xiàn)。對鉆井液體系進(jìn)行優(yōu)化，不僅需要將施工現(xiàn)場的試驗(yàn)數(shù)據(jù)用來作為相應(yīng)的優(yōu)化數(shù)據(jù)，還需要結(jié)合一些實(shí)踐檢驗(yàn)，依據(jù)不同地層對于鉆井的實(shí)際要求來優(yōu)化其中的鉆井液體系。換句話說，在循環(huán)使用鉆井液的過程中，需要根據(jù)其不同的密度來進(jìn)行壓力系統(tǒng)的改進(jìn)及優(yōu)化，從而達(dá)到優(yōu)化鉆井液體系狀態(tài)的效果，這樣能夠有效避免發(fā)生井噴或井漏等事故。除此之外，鉆井液也能夠在高效應(yīng)用鉆井液體系的情況下順利、安全進(jìn)行鉆井工作，可以有效促進(jìn)鉆井機(jī)械鉆速的提升。

3 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行鉆井的過程中，鉆井機(jī)械的速度會受到諸多因素的影響，這些因素中有一部分是相關(guān)的鉆井工作人員能夠進(jìn)行控制的。而鉆井工作人員要想有效控制這些因素對鉆井工作的影響，首先需要他們對于開采地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有一個詳細(xì)的勘察，再選用先進(jìn)的鉆井技術(shù)和設(shè)備、改良鉆井液體系等，對鉆井工程的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制，這樣能夠有效地提高鉆井機(jī)械的速度和效率，并且提高能源的開采率，促進(jìn)我國的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好地保障我國能源安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]程音馨.鉆井工程中影響鉆井機(jī)械速度的因素及措施分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（3）：18-19.

[2]司玉龍.鉆井工程中影響鉆井機(jī)械速度的因素及措施分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，12（11）：62.

[3]魏莉爽.影響鉆井機(jī)械速度的原因及解決策略分析[J].百科論壇電子雜志，2018，（1）：255.

[4]馬月.鉆井機(jī)械速度的影響因素與處理建議的探討[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019，（16）：218.