旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用

臧偉偉

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源問題也成為社會(huì)公眾討論的熱點(diǎn)話題。石油作為我國重要的資源，其開采率等問題也受到了行業(yè)內(nèi)部的關(guān)注。在此背景下，本文以旋沖鉆井技術(shù)為例，深入分析旋沖鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及使用狀況，并對旋沖鉆井技術(shù)今后的發(fā)展進(jìn)行深入分析研究如下。

關(guān)鍵詞：旋沖鉆井技術(shù);石油鉆井;技術(shù)應(yīng)用;技術(shù)發(fā)展

隨著我國石油行業(yè)的不斷發(fā)展，旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用也越來越廣泛，無論是技術(shù)成熟度還是應(yīng)用范圍都得到了更好的發(fā)展。而為了進(jìn)一步地提升石油鉆井的效率以及鉆井質(zhì)量，本文以旋沖鉆井技術(shù)為基礎(chǔ)，對石油鉆井工程的施工技術(shù)進(jìn)行簡要分析，并對目前我國石油企業(yè)所采用的主要鉆井技術(shù)以及鉆井技術(shù)的收益進(jìn)行分析與研究。

一、旋沖鉆井技術(shù)

旋沖鉆井技術(shù)是在石油鉆井工程中的常見技術(shù)之一，它主要是在常規(guī)的石油旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過在轉(zhuǎn)頭頂部安裝沖擊器，并采取液動(dòng)力源和氣動(dòng)力源兩種不同的形式，將沖擊器帶動(dòng)，以形成較高的旋沖沖擊力的一種鉆井技術(shù)[1]。通過該沖擊器，旋沖鉆井技術(shù)能夠不斷向石油鉆井施加壓力，進(jìn)而傳遞到前端的鉆頭當(dāng)中，以達(dá)到?jīng)_擊石油鉆井的效果。在旋沖鉆井技術(shù)的分析中，沖擊器是該技術(shù)的核心，本文也對此進(jìn)行簡要分析。

作為旋沖鉆井技術(shù)中最核心、最主要的部件之一，沖擊器以配水部分、防回水部分和沖擊部分、傳遞部分零部件組成，在運(yùn)行過程中，鉆井液或氣動(dòng)力的兩種動(dòng)力源進(jìn)入沖擊器，令其能夠通過配水閥零部件在沖錘的上端形成分流，最后達(dá)到錘頭到水槽當(dāng)中[2]。由于該沖擊器設(shè)計(jì)的流道是封死的，因此，鉆井液的液體能夠回收到堵塞處，并形成水擊，提高液體的壓強(qiáng)。當(dāng)液體壓強(qiáng)升高到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)形成快速運(yùn)動(dòng)的趨勢，原有的通道也會(huì)隨之關(guān)閉，從下接頭中流出水流，并借助慣性持續(xù)運(yùn)動(dòng)。在水擊之后，該沖擊器就能夠在噴水閥以及重錘的相互作用下快速工作，并與鉆頭發(fā)生碰撞完成石油鉆井工程。

而隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對能源需求的不斷提高，在石油鉆井工藝中，如何通過改進(jìn)鉆井技術(shù)來提高石油鉆井的效率以及石油公司的收益成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)話題。除此之外，雖然我國石油開采已經(jīng)形成了穩(wěn)定且大規(guī)模的石油開采，但在開采過程中依舊存在部分問題，例如鉆井的鉆頭使用期限問題、鉆井轉(zhuǎn)頭的承受力問題以及資源浪費(fèi)問題，這都為石油資源浪費(fèi)埋下了隱患。在此背景下，想要真正提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而提高國家的經(jīng)濟(jì)效益，就必須研究新的鉆井技術(shù)，提高石油鉆井的開采效率，并進(jìn)一步降低石油鉆井的開采成本，這也是本文對旋沖鉆井技術(shù)進(jìn)行分析與研究的關(guān)鍵點(diǎn)，在此背景下，本文從旋沖鉆井技術(shù)的改進(jìn)以及應(yīng)用出發(fā)，對石油行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行逐一分析與研究。

二、旋沖鉆井技術(shù)分析

旋沖鉆井技術(shù)主要分為氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)和液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)兩類。對此，本文分別分析研究如下：

（一）氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)

氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)以氣動(dòng)沖擊器為核心零部件，根據(jù)配氣方式的不同，該技術(shù)能夠分為有閥式和無閥式兩類不同的旋沖鉆井技術(shù)。有閥式是指壓縮空氣是由閥片所控制的，而無閥式則是利用配氣系統(tǒng)控制活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。兩種方式各有利弊，都能夠?qū)崿F(xiàn)氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)。

而相比液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)，氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)的沖擊器介質(zhì)密度更低，因此在遇到巖石時(shí)也更容易擊碎。此外，由于該沖擊器的回風(fēng)速度較快，因此，能夠更加徹底地清潔石油鉆井的井底，提高鉆井速度。與液動(dòng)沖擊器相比，氣動(dòng)沖擊器以空氣為壓縮介質(zhì)，既約了企業(yè)的成本，又便于企業(yè)以氣動(dòng)沖擊器為基礎(chǔ)，研發(fā)企業(yè)混合壓縮介質(zhì)等。

（二）液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)

液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)根據(jù)沖擊器可以分為水力以及高壓油兩種不同的分類，水力以水為主要驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，它又可以分為有閥式正作用、雙作用和反作用等不同的形式。與氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)的沖擊器相比，液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)的沖擊器的能量流動(dòng)率更高，動(dòng)力設(shè)備也較小，因此，在相同情況下，液動(dòng)沖擊器能夠更好地利用能量燃料進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低能耗的石油鉆井。此外，該設(shè)備也擁有較強(qiáng)的攜巖能力以及探索能力，在石油勘探階段以及鉆井階段有著廣泛地使用空間。

三、旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用

如上所述，旋沖鉆井技術(shù)主要分為氣動(dòng)和液動(dòng)兩種不同的類型，而在應(yīng)用中，為了保證石油鉆井的高效率以及石油鉆井的穩(wěn)定性、安全性，無論采用液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)還是氣動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)，都應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以安全性為首要目的，并不斷發(fā)展自身的工藝以及科學(xué)技術(shù)。在我國石油鉆井工程發(fā)展的過程中，一般以液動(dòng)旋沖鉆井技術(shù)為主，它一方面具有低能耗的優(yōu)點(diǎn)，另一方面在石油鉆井中也有更加優(yōu)異的表現(xiàn)。但為了令旋沖鉆井技術(shù)能夠適配更多的石油鉆井施工，本文認(rèn)為，科研人員也應(yīng)當(dāng)研發(fā)不同的種類產(chǎn)品，解決不同巖石體的精度問題以及破碎處理問題，并通過著重分析旋沖鉆井技術(shù)的核心零部件—沖擊器，來提高旋沖鉆井技術(shù)的整體技術(shù)成熟度。

除此之外，在旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用中，工作人員以及研發(fā)人員也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)踐調(diào)查結(jié)果不斷拓展旋沖鉆井技術(shù)的應(yīng)用深度以及應(yīng)用廣度。在應(yīng)用廣度方面，旋沖鉆井技術(shù)不僅能夠應(yīng)用在普通石油鉆井中，還能夠針對特殊的石油鉆井，如定向井等進(jìn)行更加有針對性的應(yīng)用。而在深度方面，旋沖鉆井技術(shù)也應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化和完善自身的空間結(jié)構(gòu)以及沖擊參數(shù)，并以石油鉆井工程為基礎(chǔ)，改正自身的技術(shù)措施以及鉆頭類型，令其能夠配合石油深部勘探工作的發(fā)展需求。

四、結(jié)束語

綜上所述，在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，社會(huì)各界對石油等能源的需求也越來越大。在此背景下，本文也石油鉆井工程為切入點(diǎn)，對石油鉆井工程中的旋沖鉆井技術(shù)進(jìn)行深入分析，并通過分析旋沖鉆井技術(shù)的種類以及技術(shù)原理、應(yīng)用等方面為我國石油鉆井工程的未來發(fā)展提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王強(qiáng). 淺析旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用[J]. 中國化工貿(mào)易， 2019， 011（034）：139.

[2] 任林波， 王亞文， 張小勇. 旋沖鉆井技術(shù)在石油鉆井中的應(yīng)用研究[J]. 化工管理， 2019， No.527（20）：212-213.