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常見的鉆井方法有哪幾種?
常見的鉆井方法有哪幾種?
1、頓鉆。用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底,由動力機驅動游梁機構,使游梁一端上下運動,并帶動鋼絲繩和鉆頭產生上下沖擊作用。破碎巖石,又稱沖擊鉆機,是一種古老的鉆井方法。頓鉆鉆機的天車臺有3個滑輪,各通過一根鋼絲繩,用來下套管、撈砂和起、下鉆具。用頓鉆鉆井,鉆進和撈砂必須相間進行。在回填過程中應在每根盤管周圍鋪設50-100mm厚的砂層,以使管道與大地之間結合緊密,提高傳熱效果。頓鉆鉆速慢,效率低,不能適應井深日益增加和復雜地層的鉆探要求,逐漸被旋轉鉆代替。但它有設備簡單,成本低,不污染油層等優(yōu)點,可用于一些淺的低壓油、氣井,漏失井等。所以在美國等國家仍有一定數量的油、氣井用頓鉆法鉆井,中國陜北延安地區(qū)油井和四川自流井地區(qū)的鹽井,絕大多數是用頓鉆法打成的。
2、旋轉鉆。利用鉆頭旋轉時產生的切削或研磨作用破碎巖石,是當前通用的鉆井方法。比頓鉆鉆速快,并易于處理井塌、井噴等復雜情況。按動力傳遞方式,旋轉鉆又可分為轉盤鉆和井下動力鉆兩種:轉盤鉆在鉆臺的井口處裝置轉盤,轉盤中心部分有方孔,鉆柱上端的方鉆桿穿過該方孔,方鉆桿下接鉆柱和鉆頭,動力驅動轉盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉,破碎巖石。一、使用正確的鉆頭在鉆井過程中,要使用相應的三牙輪鉆頭,防止牙輪掉落井內,造成難以彌補的損失。井下動力鉆是利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石,鉆進時鉆柱不轉動,磨損小、使用壽命短,特別適于打定向井。井下動力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動鉆等。
3、井下動力鉆。利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石。特點是鉆進時鉆柱不轉動,磨損小、使用壽命長、特別適于打定向井。井下動力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆、電動鉆具等。工程實踐中,常用的噴射井點可分為噴水并點和噴氣井點兩種,其設備主要由噴射并點、高壓水泵(或高壓氣泵)和管路系統(tǒng)組成。前兩種靠高壓泥漿驅動,后一種是用電驅動。30年代初蘇聯首先使用渦輪鉆鉆井,中國從50年代起先后使用渦輪鉆和螺桿鉆,主要用于鉆定向井。電動鉆需要特殊的帶電纜的鉆柱,尚未大量使用。
4、沖旋鉆。把沖旋鉆具接在鉆頭上,利用循環(huán)的液體或氣體推動沖旋鉆具的心軸,使鉆頭同時以沖擊和旋轉兩種動作破碎巖石。適用于中硬地層。
鉆井工程的基本技術問題
一、提高鉆井速問題
盡管井有各種各樣的類型,但所有的井在鉆進過程中都將遇到相同的技術問題,我們稱之為基本技術問題。概括起來有五個方面。
提高鉆速的本質,是破巖,快速形成井眼。鉆速提高,就意味著鉆井周期縮短,鉆井成本跟著下降。所以,如何不斷地提高鉆速,這是鉆井技術發(fā)展的永恒主題之一。
破巖的首要條件是要有與地層巖石相匹配的鉆頭。其次,要給鉆頭供給足夠的用于破巖的能量,以及合理的鉆進參數。第三,要有的清洗井底和攜帶巖屑技術,及時地把鉆碎的巖屑沖離井底并運送到地面上來。地熱鉆探設備十分龐大,為了在鉆井前后組裝拆卸方便,從而縮短施工周期,進行鉆井的鉆機各部件,如鉆塔、機臺等等,要實現輕質量的整體化。從鉆井技術誕生以來,人們就是沿著這個思路,不斷地進行研究和革新,使鉆速不斷提高。
二、井壁穩(wěn)定問題
井壁上的巖石,在井眼鉆出之前是在周圍巖石的高壓作用下,處在靜力平衡狀態(tài)。在井眼鉆出之后,井壁巖石的一側失去了原來巖石的壓力支撐,另一側貝}J仍保持著原來的壓力。于是,井壁巖石處在不穩(wěn)定狀態(tài)。
井壁巖石不穩(wěn)定的首要因素是地層巖石的特性。脆性的或膠結不好的巖石,將發(fā)生掉塊坍塌,使井眼擴大,形成“”。塑性地層在地層壓力作用下,將向井眼內流動,使井眼縮小,形成“細脖子”。
導致井壁不穩(wěn)定的第二個因素,是鉆柱和鉆頭在井眼內的運動。鉆柱的旋轉,將對井壁產生劇烈的碰撞和切向摩擦;起下鉆和劃眼過程中鉆頭和鉆柱的軸向運動,將對井壁巖石產生軸向摩擦和刮擦。
第三個因素是鉆井液中的水與井壁巖石相互作用,會使一些井壁巖石(例如泥頁巖)水化膨脹,或者造成井眼縮小,或者因水化而強度降低,導致井壁坍塌。塑性地層產生縮徑,造成井壁不穩(wěn)定。一般小型的打井機主要用于開發(fā)地下水資源,包括糊口用水、農業(yè)用水和產業(yè)用水等打井工作,同時也合用于水文地質勘探、建筑工程、橋梁基礎打孔等。此外,地層被鉆開后,鉆井液的濾液進入地層,引起地層孔隙壓力,巖石強度降低,加劇了井壁不穩(wěn)定性,另一方面一些地層遇鉆井液發(fā)生水化膨脹
打井有哪些洗井方法?
打井完成后都需要進行洗井,其主要的作用就是將井筒內的物質(液相、固相、氣相)攜帶至地面,從而改變井筒內的介質性質達到作業(yè)要求。那么,打井有哪些方法可以洗井呢?
一、提筒洗井 提筒的結構簡單,操作簡便,用鋼絲繩牽引直下孔底,上下提拉,沖擊井壁泥皮,并將孔底泥漿提出排除。這樣便可疏通含水層,達到洗井目的。但是這種方法只適于小口徑淺井,洗井時間很長,且不夠徹底,若與抽水配合洗井,則效果較好。
二、水泵洗井 通常利用鉆機水泵壓入清水,通過沖孔器的噴水孔,借其高壓水流的噴射作用,破壞、清除井壁泥皮。沖孔時應自下而上分段反復沖洗。若未達目的,也可采取噴水器與噴嘴兩種沖孔器輪換沖洗,則效果較好。
三、空壓機洗井 空壓機洗井裝置有并列式和同心式兩種,可視況選用。此乃借助空壓機的風壓,使孔內水位產生振蕩,沖擊井管,破壞泥皮,并將孔底沉淀物一并排出地面。空壓機洗井是常用的洗井方法之一。在通常的情況下,其洗井效果較好。
四、水泵和空壓機洗井 在孔徑較大而又較深的鉆井中,常常采用這種聯合洗井方法,即將鉆桿下至泥漿沉淀物附近,借助水泵將沉淀物沖至一定的高度,再借助空壓機將沉淀物排出地面。這種方法對于含水層埋藏較深、泥漿沉淀物較多的井孔,其效果較好。例如在江淮紅層缺水地區(qū),地層為紫紅色粘土巖,坍塌掉塊嚴重,采用泥漿鉆進。在鉆井的時候經常會遇到起鉆后井塌、下鉆下不到底等問題,這種問題的解決方法:鉆井錢詳細檢查鉆頭,過程中灌好泥漿,以防遇到問題。由于孔較深,鉆井時間也長,泥漿糊死井壁。
所以,根據華源降水工程打井的不同情況,選擇合適的洗井方法,才能使水質達到標準,打井工作才算是成功的。