旋转钻井技术（转盘旋转钻井）

旋转钻井技术（转盘旋转钻井）

旋转钻井技术是继机械顿钻钻井技术之后的一次巨大钻井技术革命。人们在实践中不断探索新技术，研制出的新工具提高了钻井速度与生产率，使得机械顿钻能够钻出口径小而深度更大的井。但随着油气开发钻井深度的不断加大，钻遇地质情况越来越复杂，顿钻钻井技术要完成地质目的需一年甚至几年时间，且在钻进过程中易发生井喷事故，制约了此项技术进一步发展。

1895年，一种全新的钻井方法——转盘旋转钻井技术，在美国得克萨斯州的Corsicana油田问世。该钻井技术通过转盘驱动钻杆，带动钻头旋转，连续破碎井底岩石，同时通过钻杆循环钻井液，连续不断地把钻屑携带到地面。整个钻进进程可以连续进行，仅在接钻杆时需要停顿，旋转钻井方法极大提高了钻进效率。1901年形成了转盘旋转钻井技术的雏形，随着旋转钻井技术设备和工具的进步与发展，形成以动力驱动系统、起升系统、旋转系统、循环系统、传动系统、控制系统、钻机底座、钻机辅助设备系统等八大主要系统组成的转盘旋转钻井技术。

旋转钻井技术的发展主要经历了4个阶段：概念时期（1901—1920年），开始将钻井和洗井结合在一起，与顿钻相比，钻杆代替了顿钻中的钢丝绳，它不仅能够完成起下钻具、传递扭矩、施加钻压，同时还可以循环钻井液，连续清洗井底，将被破碎的岩屑携带到地面，减少钻头对地层岩石的重复破碎，提高了破岩效率和钻井速度；此外还形成了牙轮钻头和注水泥固套管技术。发展时期（1920—1948年），形成了大功率钻机、大功率泥浆泵、牙轮钻头、钻井液、固井工艺、井控设备及配套工具等。科学钻井时期（1948—1968年），钻井技术有了迅速发展，根据地层的软硬程度设计了不同的钻头，比如刮刀钻头、PDC钻头、金刚石钻头、镶齿滑动密封轴承等高效钻头；优化了钻具组合与钻井参数，实现了喷射钻井；形成了低固相不分散钻井液体系及固相控制技术。相对于顿钻钻井技术，井控系统是其主要亮点，采用了地层压力检测掌握井底压力，减少了井喷事故的发生。自动化钻井时期（1968至今），发展了钻井参数自动检测、综合录井、随钻测量技术等计算机技术在钻井工程中的应用，发展了优化钻井技术、井口机械化自动化工具、自动化钻机、井眼轨迹控制及自动化闭环控制技术等新技术、新工艺及新设备。

勘探难度的加大给转盘旋转钻井技术提出了新的挑战：一是由于井深不断增加，长达数千米的钻柱从地面将扭矩传递到钻头进行破岩，钻柱的扭矩非常大，在井中旋转时消耗大量的功率，并易造成断钻具事故；二是受到地面限制，定向井、水平井和大位移井钻井工艺随之出现，因此需进行钻井新技术新工具的研发，井下动力钻具应运而生。

〔渤海钻探 孙天宇〕