旋沖鉆井法
在旋轉(zhuǎn)鉆井的基礎(chǔ)上,再加上一個(gè)沖擊器,使鉆頭在沖擊動(dòng)載和旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石的一種鉆井方法。從實(shí)際使用結(jié)果看,這種鉆井方法適用于鉆硬巖石及深部地層,在淺部及泥頁(yè)巖中較旋轉(zhuǎn)鉆井方法效果不明顯,是對(duì)旋轉(zhuǎn)鉆井方法的一種補(bǔ)充。
一口井從開(kāi)鉆到完成,要經(jīng)過(guò)很多道工序,可分為鉆前、鉆進(jìn)和完井三個(gè)不同階段。
鉆前 開(kāi)鉆前的準(zhǔn)備工作主要包括(見(jiàn)鉆前工程):
(1)定井位。地質(zhì)師根據(jù)地質(zhì)上或生產(chǎn)上的需要確定井底位置。當(dāng)井身軸線按鉛垂線設(shè)計(jì)時(shí),井口中心與井底中心位置在同一鉛垂線上,這就是直井。如果井身軸線定向偏離鉛垂線,井口位置不與井底在同一鉛垂線上,這就是定向井。
(2)修路。為了將各種設(shè)備與物資運(yùn)入井場(chǎng),需要修路。因有時(shí)滿載車總重可達(dá)30~40t或更多,公路應(yīng)能通行重載車。對(duì)于海上鉆井,人員、設(shè)備與物資由專門的補(bǔ)給船或直升機(jī)運(yùn)送。
(3)修井場(chǎng)。在井口周圍平整并適當(dāng)壓實(shí)鋪墊出一塊場(chǎng)地以供施工之用。井場(chǎng)面積因鉆機(jī)而異,大型鉆機(jī)約需120m×90m,中型鉆機(jī)約為100m×60m,形狀大致呈長(zhǎng)方形,可因地制宜。
(4)打基礎(chǔ)。為了保證設(shè)備在鉆井過(guò)程中不會(huì)下陷,要打基礎(chǔ)(或稱基墩)。基礎(chǔ)可用方木、水泥預(yù)制塊或在現(xiàn)場(chǎng)用混凝土澆灌。
(5)安(裝)設(shè)備。立井架,安裝鉆機(jī)、鉆井泵及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)等(見(jiàn)鉆機(jī)拆遷安裝)。
從次開(kāi)鉆起到鉆完全部井深這一階段的工作。以一定壓力作用在鉆頭上,使鉆頭的刃部吃入巖石,并用接在鉆頭上部的鉆柱帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)以破碎井底巖石,所產(chǎn)生的巖屑通過(guò)鉆井流體循環(huán)到地面上來(lái),井就會(huì)逐漸加深。鉆頭加到地層上的壓力叫鉆壓,是靠鉆柱在鉆井流體中的自重的一部分產(chǎn)生的。鉆柱從地面一直延伸到井底,井有多深,鉆柱就有多長(zhǎng)。隨著井的加深,鉆柱也逐漸增長(zhǎng),其重量也逐漸加大。過(guò)大的鉆壓將會(huì)引起鉆頭、鉆柱、設(shè)備過(guò)早的損壞,所以必須將大于所要求鉆壓的那部分鉆柱重量吊懸起來(lái),不使其作用到鉆頭上。下部形成鉆壓的那部分鉆柱處于壓應(yīng)力狀態(tài),上部被吊懸部分處于拉應(yīng)力狀態(tài)。
頓鉆
頓鉆 ,又稱沖擊鉆。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),使游梁一端上下運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用,使巖石破碎。頓鉆鉆速慢,效率低,不能適應(yīng)日益增加的井深和復(fù)雜地層的鉆探要求,逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低,不污染油層等優(yōu)點(diǎn),可用于一些淺的低壓油氣井、漏失井等。