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[科普中国]-冲击钻井

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冲击钻井是利用顿钻钻机使钻杆和钻绳产生上下往复动作,从而带动在其下端的钻头对井底冲击破碎岩石的钻井方法。

简介利用顿钻钻机使钻杆和钻绳产生上下往复动作,从而带动在其下端的钻头对井底冲击破碎岩石的钻井方法。又称顿钻钻井。破碎的岩屑用捞筒捞到地面,然后再继续冲击钻进。

分类顿钻钻井法分杆式顿钻和绳式顿钻两种。杆式顿钻利用钻杆把钻头送到井底;绳式顿钻则利用绳索将钻头送到井底。1

工作原理用钢丝绳把顿钻钻头送到井底,由动力机驱动游梁机构,使游梁一端上下运动,并带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用。破碎岩石,又称冲击钻,是一种古老的钻井方法。顿钻钻机的天车台有3个滑轮,各通过一根钢丝绳,用来下套管、捞砂和起、下钻具。用顿钻钻井,钻进和捞砂必须相间进行。

溯源最早的顿钻设备是用竹、木制成的,包括井架、绞盘、绳索、竹弓、捞筒等,以后为钢铁替代。顿钻钻机的动力,最早是人力及牛力,以后逐步被蒸汽机、柴油机替代。2

顿钻钻速慢,效率低,不能适应井深日益增加和复杂地层的钻探要求,逐渐被旋转钻代替。但它有设备简单,成本低,不污染油层等优点,可用于一些浅的低压油、气井,漏失井等。所以在美国等国家仍有一定数量的油、气井用顿钻法钻井,中国陕北延安地区油井和四川自流井地区的盐井,绝大多数是用顿钻法打成的。

旋转钻利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。是当前最通用的钻井方法。1901年美国首先使用。中国于30年代中期开始使用,它比顿钻钻速快,并能处理井塌、井喷等复杂情况,按动力传递方式不同,分转盘钻和井下动力钻两种。 转盘钻 在钻台的井口处装有转盘,转盘中心旋转部分有方孔,钻柱最上端的方钻杆穿过该方孔,方钻杆下接钻柱和钻头。动力机驱动转盘时带动钻柱和钻头一起旋转,破碎岩石,井眼随钻柱不断加长而加深,岩屑随循环泥浆返至地面。

优缺点顿钻钻井设备简单,操作容易,钻井成本低。不使用钻井流体,油层不会受到伤害,适用于钻浅层的低压油气藏。顿钻钻井是用钻头冲击岩石破岩,对钻凿坚硬地层更为有利。缺点是钻井速度低,不能用于钻较深的井和高压油气井等。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学