旋冲钻井技术在石油钻井中的应用

姜军

（大庆钻探工程公司大庆钻井一公司项目一部）

摘 要：石油是国家重要的能源之一，在我国生产生活中占据着重要地位，随着社会经济的不断发展，生产建设规模扩大，我国石油需求量逐渐增加，但我国并不是石油生产大国，如今大部分所使用石油都依靠国外进口供应。面对国内石油资源紧张、国外石油供应不足，无法满足我国石油需求量的问题，需要国家大力发展石油勘探与开采技术，积极寻找国内可用石油资源，在缓解石油资源紧张问题的同时，降低对国外石油资源依赖，拉动国内经济增长。钻井技术的提高能够有效促进石油开采效率提升，降低开采难度，提高开采安全性与稳定性。本文将对石油钻井中旋冲钻井技术的主要内容进行阐述，分析其在石油钻井应用中的优势，探讨其未来发展前景。

关键词：石油钻井；旋冲技术；应用优势

石油钻井技术是石油开采工作中的重要措施，是石油开采质量与效率提升的保障，能够提高石油开采安全性、促进勘探准确度提升、为石油开采工作获得更多经济效益。旋冲钻井技术是目前石油钻井中常用钻井技术，由于不易受外界环境因素影响、设备损坏程度低、使用寿命长以及工作效率高等优势受到好评。通常旋冲钻井技术应用于深层石油开采，当石油层处于坚硬地层中时，传统钻井技术无法有效进行深井开采，对我国石油资源的充分开发形成阻碍，不仅威胁人身安全，开采效率低还会降低石油开采经济效益，给开采单位带来严重经济损失。而旋冲钻井技术能够深入地下，与传统钻井技术相比有着更高冲击力，是深层石油开采问题的有效解决方式。

1 提高石油开采技术的意义

随着我国经济建设规模不断扩大，生产生活水平的不断提高，对能源资源特别是石油资源的需求量急剧增加，因此对国内石油资源的开在有着极为紧迫的需求。但石油资源分布不均以及石油存储量过小等问题都制约着我国石油开采技术的进步与能源供应量的提高，为了降低石油开采难度，促进石油开采效率提高，有必要促进我国石油开采技术水平提升。此外，虽然我国石油开采已经发展了较长时间，开采水平与初期相比有了很大提升，但在实际开采过程中仍然存在许多问题，例如钻头使用期限过短，承受力较低，增加了钻井成本，对资源造成了极大浪费；钻头冲击力小，不能实现理想的钻井效果，影响石油开采质量，降低开采效率。因此有必要发展新的钻井技术，提高钻头承受力与冲击力，提高开采效率，降低开采成本，为石油开采单位节约人力物力，促进经济效益提高。

2 旋冲钻井技术工作原理以及应用特点

2.1 工作原理

旋冲钻井是在传统钻井技术基础上进行改良并发展了新技术的钻井技术，与传统钻井技术相比有更加强大的冲击力，主要通过增加冲击器，利用冲击器强有力的活塞运动对钻头进行撞击，以此提高钻头冲击力，使钻冲效率提高。

2.2 應用特点

2.2.1 通过冲击器实现钻头对岩石的冲压，并在钻头本身旋转运动的带动下使岩石破碎，在岩石硬度较高，难以破碎的情况下，通常使用体积破碎法，而不是传统的研磨破碎法，这种方式能够有效提高冲钻效率，降低对钻头的损耗，节省人力物力。

2.2.2 旋冲钻进技术利用高频冲击破碎的方式，时间短，使得岩石在极短破碎时间内不会产生岩性变化，同时钻头稳固性极高，一般不会产生偏斜力矩的情况，可以形成有利的井眼规则，保证钻井工作质量。

2.2.3 旋冲钻进技术采用高频冲击破碎方式可以减少钻头研磨，提高钻头的使用寿命。值得注意的是，由于高频冲击与回转实现施工特点，在钻进过程中要严格控制钻压与转速，实时观测钻柱实际受力情况，进而保证钻进效果。

3 旋冲钻进技术在石油钻井中的实际应用

3.1 关键技术

冲击器作为旋冲钻进技术的重要部件，直接关系到实际钻进效果。目前我国对冲击器的研究已经日渐成熟，冲击器一般主要包含液动冲击器、气动冲击器、电动冲击器、气液混合与机械作用式冲击器等，但在石油钻井领域中主要应用气动冲击器与液动冲击器两种。针对气动冲击器而言，在实际应用中的动力介质为压缩空气，包括有阀式与无阀式两种，有阀式主要利用活塞的上下运动产生动力，由阀片进行动力控制；无阀式则是借助活塞与缸体壁中的配气系统带领活塞的上下运动。液动旋冲钻进技术主要以高压水或者钻井液为介质，相比于气动冲击器而言，能源利用率相对较高，燃料消耗小，进而具有极强的经济性。以此为依据，本文在接下来的探究中液动旋冲钻进技术为对象，推出DGSC型液动射流冲击器，以研究应用效果。

3.2 DGSC型液动射流冲击器

DGSC型液动射流冲击器中的控制机构主要由双稳射流元件组成，借助双稳射流元件的附壁性与切换性，使得可控流体可以根据有序进入冲击器，促发活塞作有规律的冲锤往复动作。

3.3 应用效果

DGSC型液动射流冲击器内部组建结构较为简单，在实际应用中运动部件相对较少，只有活塞冲锤进行运动，这种结构减少了冲击器在实际使用中的磨损情况，并不受钻井深度与围压的影响，进而较为适用于深井钻井工作。在实际使用中，旋冲钻进技术可以结合地层、井深、钻井技术等实际情况，调整冲击器性能参数，以提高冲击器的稳定性单次冲击功率，选择金属密封钻头，并配合硬质合金钻头，以提高大体积碎石效率。

4 旋冲钻进技术在石油钻井中的未来展望

随着旋冲钻进技术的应用与发展，经过长时间的研究探索，冲击器已经发展趋于成熟，并形成系列产品，以多工艺为发展方向，解决石油钻井中针对的硬岩石钻进难题。特别是对于参数3000m冲击产品而言，大单次冲击功率可以有效提高冲击器使用寿命与的工作稳定性，进而满足现代化石油钻井深度勘探的工作要求，为勘探工作提供重要的技术保障。从另一个角度上看，在旋冲钻井技术研究中，要根据施工需要和实际施工环境进行钻头选择，合理选用钻头可以有效提高钻井效率，有助于对旋冲钻进技术应用范围的拓展，使其逐渐向定向井的方向发展，拓展钻井宽度与广度。同时，借助现代化计算机技术，钻井参数与钻井工作环境进行模拟施工，探究石油净参数的不同对冲击器性能要求，调整冲击器内部结构，实现冲击器工作效率的提升，满足钻井工作需求。

结束语

我国石油需求量的提升以及缓解石油资源紧张要求提高我国石油开采技术，促进石油开采效率提升，减少对国外石油供应的依赖。发展国内石油开采技术有利于提高我国国际竞争力，促进国家经济效益提升，旋冲钻井技术的出现有效解决了我国石油开采效率低的问题，其钻头冲击力强、承载力高等优点有效降低开采成本，提高开采安全性，使我国石油开采能够深入地层更深处，实现对石油资源的充分开发与利用，从而满足我国石油需求，为我国经济进一步发展提供便利条件。

参考文献

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