旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

2017-03-07李晓波大庆钻探工程公司钻井三公司黑龙江大庆163000

化工管理 2017年19期

李晓波(大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆 163000)

旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

李晓波(大庆钻探工程公司钻井三公司，黑龙江大庆 163000)

随着市场经济的发展，我国对石油资源的需求量日益增多。面对这样的现象，有效利用旋冲钻井技术，提高石油钻井效率，强化石油开采质量与水平，有着十分重要的意义。本篇论文中，笔者主要对旋冲钻井技术进行了分析，并探讨了其在石油钻井中的应用情况，以供参考。

旋冲钻井技术；石油钻井；石油开发

0 引言

经过多年来的不断发展，我国在石油开发领域中取得了一定的成果，尤其是在深井开采方面取得了很大的进步，但就现阶段来说，深井硬地层钻进难度较大的问题依然严重阻碍着深井开采的进一步发展。为解决这一问题，必须采取科学合理、切实有效的石油钻井技术，旋冲钻井技术便是目前较为理想的一种石油钻井技术。

1 旋冲钻井技术的主要特征

旋冲钻井技术是一种基于普通旋转钻井工艺而兴起的新型石油钻井技术，也就是通过加装冲击器，从而进行旋冲钻井的一种技术。冲击器通常情况下会被安装在岩心管上端或者是井底钻头上端，其实质上是一种井底动力机械，主要依赖于高压气体、钻井液的推动作用，从而带动活塞冲锤进行上下方向上的运动，这就为钻头带来了撞击，导致钻头受到了冲击动载、静压旋转的双重作用，进而击碎岩石[1]。与此同时，冲击动载也能对岩石中的裂隙进行扩张，最终使岩石逐渐形成大面积、大体积的破碎，从而在很大程度上加快了岩石的破碎速度。

通过分析旋冲钻井技术的上述工作原理发现，对于旋冲钻井技术来说，主要特征包括：首先，主要是利用钻头冲击压入、回转刮削的双重作用，从而实现岩石破碎；其次，通常情况下会对硬度高的岩石进行体积破碎，而不是研磨破碎，因此，旋冲钻井技术的钻井效率相对来说较高；再次，旋冲钻井技术实现了高频冲击破碎，这也就代表着其碎岩时间相对来说较短，因此即使是硬地层硬岩发生了岩性变化，也不会严重影响岩石破碎效果，同时，钻头通常情况下不会产生偏斜力矩，因此旋冲钻井而产生的井眼，质量相对来说较好；然后，通过采取旋冲钻井，进行高频冲击破碎岩石，这就在很大程度上减少了岩石对钻头的研磨作用，从而大大延长了钻头的使用期限，也降低了钻头的维修费用。

2 旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

2.1 旋冲钻井技术的应用情况

石油钻井工程实施过程中，旋冲钻井技术得到了较为广泛的应用，通过对其应用情况进行细致地划分，发现主要分为3个方面的内容。第一，冲击器在石油钻井中的应用。主要是从以往的小直径冲击器改变成了现在的大直径冲击器，也就是冲击器逐渐走向系列化、多工艺的发展道路。冲击器在石油钻井中进行应用的时候，通常情况下需要击碎硬地层中的硬岩，基于这样的原因，必须确保冲击器的寿命，同时对3000米以上的井段进行钻进的时候，还要注重研究冲击器的使用方式，延长冲击器的使用期限，提高其使用可靠性与稳定性，以推动石油深井开采持续发展与进步[2]。第二，加强对钻头等相关配套技术的重视，为了提高钻进效率，应尽可能地选择更适合的、技术含量更高的钻头。第三，应尽可能地扩大冲击器的应用范围。也就是应致力于使冲击器从适用于直井钻进朝着适用于定向井钻进的方向发展，此外，也可以利用计算机，来实施参数计算，以便于全面掌握冲击器的相关操作规律，并在此基础上合理调整冲击器的各项参数，确保冲击器可以得到最高效率的利用。

2.2 旋冲钻井技术的具体应用

首先，气动旋冲钻井。这种技术主要是利用高压气体的推动而进行旋冲钻井，气动旋冲钻井技术在石油钻井中有着十分广泛的应用。按照配气方式的不同，可以将气动旋冲钻井技术分为两类，第一种是有阀式气动旋冲钻井，其主要通过利用高压气体的上下推动作用，而进行调节与控制[3]；第二种是无阀式气动旋冲钻井，其主要通过利用缸体侧壁或者是上活塞的往复运动，而进行调节与控制。高压气体的密度较低，所以气柱压力通常较小，极易导致岩石破碎，同时，在井底干净条件下，如果风速较高，一般就会使岩石碎屑重复破碎。气动旋冲钻井的钻井效率相对较高，但其也具有操作繁琐、成本较高等不足，除此之外，我国在气动旋冲钻井的研究、气动旋冲钻井的应用上，依然处于起步阶段、尚未发展成熟，因此，气动旋冲钻井目前无法在实际石油钻井中得到广泛应用。

其次，液动旋冲钻井。这种技术主要是利用高压水、牙轮喷射钻井液的推动而进行旋冲钻井，其驱动介质主要包括水、油两种。就现阶段来说，在液动旋冲钻井过程中，主要驱动介质是钻井液，在岩石冲击下能够产生较大的力量，且设备运行消耗的燃料也比较低，因此，液动旋冲钻井在石油钻井领域有着较为理想的应用效果与良好的应用前景。