石油钻井中旋冲钻井技术的应用分析

蔡成镜

摘要：随着我国社会经济的不断发展，石油产业也迎来了发展的新契机。在石油的开采和使用中，最为关键的是钻井技术。近年来，旋冲钻井技术的应用变得越来越广泛，这对我国石油产业的发展带来非常大的帮助。本文首先分析了提升石油开采技术的意义，进而分析了旋冲钻井技术的原理和特点，继而探析了旋冲钻井技术的发展，最后分析了旋冲钻井技术在石油钻井中的应用。

关键词：石油钻井；旋冲钻井技术；应用

前言

石油钻井技术在石油开采中的应用，能够提高开采的质量和效率、提高开采的安全性、提升勘探的准确度，能够为石油开采单位带来更多经济效益。旋冲钻井技术在石油钻井领域的深受欢迎的因为，在于其不易受到外部环境因素的影响，对设备的损耗小、使用年限长、工作效率高。旋冲钻井技术通常用于开采深层石油，当石油位于较为坚硬的地层中时，传统的钻井技术不能进行有效地开采，这对石油资源的开采利用造成了非常大的障碍。若勉强开采的话，不仅威胁工作人员的安全，而且开采的效率也非常低，会严重降低了石油开采的经济效益。而旋冲钻井技术比传统的钻井技术更大的冲击力，能够深入到地下，是解决深层石油开采问题的有效技术。

一、提高石油开采技术的意义

随着我国经济建设规模的扩大，人民的生活水平的不断提高，这使人们对石油资源的需求也在快速增长。但我国石油资源分布不均和石油储存量太小的问题严重制约着我国石油开采技术的发展和石油产量的提升，因此，积极研发减少石油的开采难度，提高石油开采效率的石油开采技术显得极为迫切。

我国石油开采由来已久，和初始开采水平相比虽已有了很大的提升，但实际开采过程中仍面临着许多问题，如，钻头使用寿命短、钻井成本高、资源浪费多等。这些问题的存在使石油开采不能达到理想的效果，严重影响了石油生产的质量，降低了石油生产的效率。因此，有必要开发新的钻井技术，提高钻头的承载力和冲击力，进而提高采矿的效率，降低开采的成本，节省采油单位的人力、物力和财力，有效提升经济效益[1]。

二、旋冲钻井技术的原理和特点

（一）旋冲钻井技术的原理

旋冲钻井技术的原理是在常规旋转钻井技术的基础上增加冲击力来实现的。冲击器在井底主要是作为一个动力装置，通常被安置在井底的钻头、岩心管的上端，依靠高压气体在静压旋转和冲击动载之间的联合作用，来使岩石的断裂，将岩石击碎。冲击动载的影响会导致岩石在冲击下膨胀扩张，导致体积较大的岩石破碎，从而加速岩石的破裂。

（二）旋冲钻井技术的特点

第一，岩石击碎是利用钻头回转刮削和压入冲击力的联合作用来实现的。

第二，对于那些硬度较大的岩石，旋冲钻井技术主要是先将体积较大的岩石击碎，而不是通过研磨的方式来实现，因此，其钻井效率的更高。

第三，冲击频率高，岩石的打碎的时间较短，即便是岩石比较坚硬，也能获得良好的击碎效果。

第四，对高频冲击而言，在岩石击碎的期间，不仅能减少研磨时间，还能降低钻头的磨损。

第五，击碎岩石是利用高频冲击力和回转的共同作用来实现的，因此，其在钻进过程中的钻压和钻速上比较高[2]。

三、旋冲钻井技术的发展探析

旋冲钻井技术在发展方向上主要有两个，气动旋冲钻井技术和液动旋冲钻井技术。

（一）气动旋冲钻井技术

对于气动旋冲钻井技术而言，它主要是对空气进行压缩，然后进行应用。因为气动旋冲钻井技术在工作中基本上不消耗任何资源，造成污染也不太大，气动故被广泛的应用于采矿业中。气动旋冲钻井技术主要有两大类，阀门式和无阀门式。有阀门式的气动旋冲钻井技术，其主要是对压缩的空气进行上下推动，并对压缩的空气进行相应的调节；无阀门式的气动旋冲钻井技术，主要是通过活塞的上下推动来实现气体的运动，同阀门式相比，无阀门式进行应用时，空气密度相对更低，形成气柱的压力也相对更小，因此，可以更灵活地在所有的环境下进行工作。当然，更高的工作效率也使的无阀门式气动旋冲钻井技术的受影响因素更多，如技术迟缓而多变，生产成本高等，所以，气动旋冲钻井技术还处于研究发展的初期阶段，需要大量的实践来提升技术水平。

（二）液动旋冲钻井技术

液动旋冲钻井技术是利用高压水和钻井液来实现使用的，其中液压油是该技术的关键，其能够提升相关设备的工作效率，使设备运行中的能耗减少，从而节省工作成本。由于这种技术需要钻井液的作为使用的主要介质，因此，在现实生活中这一技术的应用相对较少。近些年来，由于液压旋冲钻井技术的成为石油发展中突破开采障碍的重要技术，因此，液动旋冲钻井技术逐渐成为了我国石油钻井技术研究的重点，其中对于冲击器的研究是重中之重，这与国外该领域的研究具有一致性。

四、旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

旋冲钻井技术的应用主要集中在三个方向上。一是冲击器，冲击器实现了从小直径到大直径的过渡，并在过渡中保留了原有的产品型号，从而形成了系列化的产品，其工艺发展方向也不断进行开拓。在石油钻井的领域，冲击器能够击碎油井内相对比较坚硬的岩石。尤其是在应用使用寿命较长的冲击器产品时，通常会规定井段要超过3000m，同时还要加大研究冲击器的使用方式，从而提升冲击器的可靠性，进而有效提升冲击器的使用年限；二是对旋冲钻井钻头的配套研究工作，在钻井过程中使用更加合适的和科技含量更高的钻头能够更有效的提升钻井工作的效率。三是扩大冲击器应用的范围，逐步实现从直井向定向井方向的发展，从而有效拓宽冲击器应用的范围，同时还需要积极的利用计算机等新技术不断对冲击器各种参数进行计算和校正，发现并掌握冲击器工作的特有规律，依据掌握的参数合规律对冲击器的应用进行调整，从而提升冲击器的应用效率[3]。

五、结束语

面对国内石油需求量的快速增加，需要通过不断的提升石油开采技术来环节石油资源紧张。石油开采技术的发展有助于提高我国的国际竞争力，降低对国外石油供应的依赖，促进经济效益增加。旋冲钻井技术的出现可以有效的解决我国的石油开采效率低的问题，该技术条件下钻头的冲击力强、承载能力大，能够对深层油进行有效的开采，从而达到了充分开发和利用石油资源的目的，这不但能够满足我国对石油的需求，还能够进一步促进我国经济的发展。

参考文献

[1]邓元洲，罗园，宋军正.旋冲钻井技术在石油钻井中的应用[J].化工管理，2016（11）：47-47.

[2] 叶尔沙得可？沙德尔.旋沖钻井技术在石油钻井中的应用[J].石化技术，2016，23（4）：266-266.

[3] 吴铁成，刘大印.旋冲钻井技术在石油钻井中的应用探讨[J].工业，2016（5）：114-114.endprint