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水井鉆機(jī)與鉆井技術(shù)

發(fā)布時(shí)間: 2014-08-25  點(diǎn)擊次數(shù): 3793次

鉆井(drilling)是利用機(jī)械設(shè)備,在地層中鉆出一定嘗試的孔眼的工程。其按照巖石破碎方式以及鉆井工具類型,又可分為頓鉆技術(shù)和旋轉(zhuǎn)鉆技術(shù)。在地質(zhì)勘探和地質(zhì)工程中,利于鉆探設(shè)備向地下鉆孔,對(duì)于直徑較小、深度較大的柱狀圓孔,稱為鉆孔。根據(jù)鉆井用途,設(shè)計(jì)不同的鉆孔直徑和鉆孔深度。譬如鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。用于地球物理測(cè)井取巖芯等一般鉆孔偏小。

 鉆井的主要功用為:

1、獲取地下實(shí)物資料,從井底獲取巖芯、巖屑、石油、水、天然氣等。

2、作為地球物理測(cè)井通道,獲取巖層各種地球物理場(chǎng)的資料,譬如用于地下軍火試驗(yàn)等。

3、作為人工通道,觀測(cè)地層中礦產(chǎn)、水文及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等用途。

4、綜合應(yīng)用,勘探采集相結(jié)全,開發(fā)地下資源的用途。

根據(jù)用途劃分,一般將鉆井分為地質(zhì)普查鉆井、地質(zhì)勘探鉆井、水井、工程地質(zhì)鉆井、地?zé)徙@井、石油鉆井等。

頓鉆,又稱沖擊鉆,一般用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底,由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu),使游梁做上下運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用,從而破碎巖石。頓鉆設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低,不污染油層,但它鉆速慢、效率低,鉆孔淺,不能適應(yīng)復(fù)雜地層和深井要求,逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆所代替。

旋轉(zhuǎn)鉆是利于鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石。是當(dāng)前zui通用的鉆井技術(shù)。它比頓鉆速度快,并易于處理井塌、井噴等復(fù)雜情況。按動(dòng)力傳遞方式,旋轉(zhuǎn)鉆又可分國(guó)轉(zhuǎn)盤鉆和井下動(dòng)力鉆兩種。

轉(zhuǎn)盤鉆是在鉆井平臺(tái)的裝置轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤中心有方孔,鉆柱上端方鉆桿穿過方孔,下接鉆桿和鉆頭,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤時(shí),帶動(dòng)鉆柱桿和鉆頭一起旋轉(zhuǎn),從而破碎巖石,掘進(jìn)鉆孔。這種技術(shù)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn),就是鉆桿和鉆頭一起旋轉(zhuǎn),鉆得越深,使用的鉆桿就越多,轉(zhuǎn)盤所帶動(dòng)的重量就越大,鉆桿磨損也成倍增加,能耗也會(huì)逐漸增大,直到動(dòng)力機(jī)超負(fù)荷為止。

井下動(dòng)力鉆是利于井下動(dòng)力鉆具,帶動(dòng)鉆頭破碎巖石,鉆頭在鉆進(jìn)時(shí),鉆桿不轉(zhuǎn)動(dòng),減少了鉆桿的磨損,增大了鉆桿的壽命,減少了能耗,適合鉆深的鉆井。不過,這種技術(shù)也相對(duì)復(fù)雜,鉆井設(shè)備按功能分為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)等,設(shè)備制造及應(yīng)用技術(shù)難度都較高,不適合小型鉆井企業(yè)的使用。

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