浅谈钻探技术与工艺

摘要：钻探技术与工艺中所需的设备主要包括可直接用于钻探施工实践中的机械装置，比如动力机、泥浆泵、钻机以及钻塔等。在建设资源节约型社会的时代背景下，加强对地质工程钻探技术的研究，具有非常重大的现实意义。

关键词：钻探 地质 设备

一、地质工程钻探技术及其现状分析

从本质上来看，地质钻探技术历史悠久，同时也是人类赖以生存和发展的重要基础学科，由于我国地理环境比较复杂，幅员辽阔，而且还储藏着众多的矿产资源，部件储量大，而且种类多。通过不断研发新的地质钻探技术，为国民经济的快速发展奠定了坚实的基础。人类社会的存在发展，与地质工程钻探技术是不可分割的，地质工程钻探技术的快速发展，在很大程度上会对社会经济的发展产生巨大的影响，由此可见，使地质工程钻探技术及其工艺的发展适应当前社会经济发展的要求，成为当地质工程钻探工作的重点和难点。

20世纪50年代初，石油钻井技术由经验钻井步入科学化钻井时期。20世纪50年代初～20世纪80年代初为科学化钻井前期阶段，在这一阶段的主要技术就是发展丁喷射钻井技术、优选参数钻井技术、平衡压力钻井技术、丛式井钻井技术及高效钻头技术、井控技术、保护油气层技术等先进技术。但这些技术多为单项技术。20世纪80年代中至目前为科学化钻井后期阶段，这一阶段的主要特征是以钻井信息化、智能化为特点向自动化钻井迈进时期。这一阶段主要技术成就有：（1）发展了井下信息实时检测技术，如随钻测量、随钻测井、随钻地震、随钻地层评价和钻井动态数据实时测量，使钻井过程中井下地质参数、钻井参数和井眼参数能够实时测量、传输、分析和控制。（2）开发了井下导向和井下闭环钻井系统。（3）发展了有利于发现新油气层和提高油田采收率新钻井技术和方法，如欠平衡压力钻井、水平井钻井、多分支井钻井及连续油管钻井等。

据调查显示，当前我国各种资源短缺问题严重制约了国民经济的快速发展，因此地质工程钻探技术备受人们的广泛关注，新技术、新项目的开发和利用，应当享有地方政府的优惠政策，从而施工地质工程钻探技术的研发与应用进入一个新的历史时期。

二、钻探工作

在正常钻进时，启动转盘，通过钻柱带动井底的钻头旋转。司钻根据指重表所指示的钻压大小的变化，不停的抬起或压下刹把，从而控制绞车滚筒的放绳速度，达到正常钻井的目的。

接单根是钻井工作中最重要的一部分之一，它也是贯穿整个钻井过程的。随着正常钻进的进行，井眼不断加深，需不断的接长钻杆柱，每次接入一根钻杆这一作业称为接单根。接单根的过程如下：上提钻柱把方钻杆全部露出，用吊卡或卡瓦将钻柱坐在转盘上；卸开方钻杆和钻杆接头之间的丝扣，将方钻杆移至小鼠洞的上方，与小鼠洞中已从井场拉上来的单根对扣；用猫头或方钻杆旋扣器上扣；从小鼠洞中提出单根移至井中钻柱上并对好扣；用猫头或旋扣器旋上接头丝扣；用猫头、吊钳或动力大钳紧扣；稍提钻柱移开吊卡或提起卡瓦下放钻柱至井底继续钻进；从井场拉上一根钻杆以备下次接单根时之用。

将钻具组合下入井中使钻头接触井底准备钻进这一工作称为下钻，下钻的过程如下：用高速挡将空吊卡提升至二层台高度；在二层台处扣吊卡，将立根稍提移至井眼中心对扣；上扣；紧扣；稍提钻柱，移出吊卡或提出卡瓦；用机械刹车或辅助刹车控制下放速度，将钻柱下放一个立根高度；借助吊卡或用卡瓦将钻具轻坐在转盘上，重复上述操作，直到下完全部立根，接上方钻杆准备钻进。

将井中全部钻柱起出的作业称作起钻，起钻的过程如下：用吊卡扣住钻杆接头；提升钻柱一个立根高度，将钻柱坐在转盘上；用大钳、猫头或绷扣气缸绷扣；上钳卡住公接头，转盘正转卸扣；将立根移入钻杆盒和二层台支梁中，摘开吊卡；下放空吊卡至井口；7重复上述步骤直到起出全部钻柱

三、钻探技术与工艺

随着经济的发展，人们对石油的需求越来越大，平井钻井技术成为最重要 的钻井技术之一。水平井技术于20世纪20年代提出，40年代付诸实施，80 年代相继在美国、加拿大、法国等国家得到广泛工业化应用，并由此形成一股 研究、应用水平井技术的高潮。如今，水平井钻井技术已日趋完善，由单个水 平井向整体井组开发转变，并以此为基础发展了水平井各项配套技术。近年来，随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，地质工程钻探技术与施工工艺也有了很大的进步，当前使用最广泛的几种钻探技术和施工工艺主要有：

1.多工艺空气钻进技术与定向钻井技术

从实践来看，多工艺空气钻在干早地区可用空气、泡沫等物质作为循环介质，实施钻进作业；充气、泡沫泥浆钻进气举反循环钻进双壁钻杆反循环中取样，钻进空气潜孔锤钻进，其中包括常规的潜孔锤和贯通形式的反循环潜孔锤、潜孔锤跟管钻进以及取心钻进潜孔锤钻进工艺。目前来看，潜孔锤钻进在当前我国金矿的勘查、锚杆孔、水井以及基桩孔和非开挖铺设管线的具体施工过程中应用非常的广泛，而且效果也比较明显。早期的地层自然规律与简易的偏斜楔打定向技术应用效果也非常的好，实践中定向钻进除了广泛应用于矿产勘查作业外，通常还用于水井、坑内钻探以及地热井的具体施工作业过程中。

2.液动锤钻进技术

该地质工程钻探技术通常也被称为液动冲击回转钻进技术，其主要是应用于硬岩层之中，对于全面提高地质工程的钻进速度效果非常明显，同时对于防止孔斜效果也非常的好。一般而言，液动锤的直径大约在35至150毫米之间，通常用于地表孔、坑内勘查孔作业过程中。

3.绳索取心钻进技术

该技术主要应用在地表、坑内等地区的地质勘查钻孔作业过程中，其钻杆主要采用的是摩擦焊与等离子焊接头，同时还有国产的含锰、钒、钦、钥以及硼元素在内的650N级的高强度低合金钢管，该技术可实现最深钻孔2503米，从而有效地提高了地质公告称钻探的速度、取心质量。

4.金刚石钻进技术

当前我国地质工程钻探过程中所使用的钻头品种非常的多，其中含有人造金刚石孕镶钻头、聚晶钻头、复合片二钻头以及天然金刚石钻头使用量非常的大，应用也非常的广泛。目前国内主要的钻头制造工艺不仅包括通过浸渍法和热压法制成的钻头，而且还有一些使用了低温电镀以及真空烧结法工艺制作的钻头。除以上地质工程钻探工艺外，同时还开发了震动钻进、水力喷射以及冲击反循环钻进技术和相关工艺，效果也非常的显著。

四、结语

钻探技术及相关装备是地质工程项目钻探施工的重要内 容，对于资源的开发和利用具有非常重要的作用，因此应当加强思 想重视和技术创新，只有这样才能保证地质工程钻探事业的可持续 发展。