鉆井工程中影響鉆井機械速度的因素及對策

陳偉

摘 要：就現階段而言，隨著我國社會經濟的飛速發展，人們對于天然氣、石油等能源的需求日益增加。為了能夠保證對于我國經濟建設所需能源的有效供應，就需要提高能源的開采效率。而在實際的鉆井過程中，鉆井機械的速度會受到多方面因素的影響，本文通過分析影響鉆井機械速度的速度，并有針對性地提出了相應的對策，希望能夠對相關工作人員有所幫助。

關鍵詞：鉆井工程;鉆井機械速度;因素及對策

我國的社會越是快速發展，人們對于能源的需求就越是迫切，尤其是對于一些如石油、天然氣等能源的需求更是與日俱增。在進行能源開采時，需要開展鉆井工程，為了能夠更好地為社會提供能源支持，提高鉆井的工作效率勢在必行。

1 鉆井工程中影響鉆井機械速度的因素

1.1 地質因素

在進行能源的開采過程中，大多數都是在深地層進行作業，由于地層的整體結構很復雜，所以在進行鉆井機械作業時不可避免地會遇到各種各樣的地質問題，給鉆井機械速度產生極大的影響。對地質進行勘察會對鉆井設備的選擇有一定影響，如果地質勘察的結果不夠準確，就很有可能導致鉆井機械設備選擇不合理，降低鉆井機械的速度。在深地層中，無論是巖石結構還是地質構造都很復雜，這就使得在進行鉆井的過程中，容易出現各種的地質問題，例如土方坍塌、碩石脫落等，再加上鉆井機械會隨著工作的進行，機械溫度逐漸升高，在很大程度上會給鉆井機械造成損害，不僅會影響機械的速度，還會使得機械設備無法正常運行，降低機械的工作效率[1]。

1.2 鉆井方式因素

在進行鉆井的過程中，對于鉆井方式的選擇極為重要，不僅會直接影響到鉆井的速度和能源開采效率，甚至還會在很大程度上決定能否順利完成開采工作。就目前而言，鉆井的主要工作方式還是傳統鉆井方式，工作流程如下：應用破巖技術對地層的頂部和中部進行處理，當遇到的地層巖石過于堅硬時，會嚴重降低鉆井機械的速度。同時，傳統的鉆井方式整體上的鉆井速度就是在不斷降低的，而影響鉆井機械效率的關鍵因素就是相關鉆井技術的優劣。因此，要想有效提高鉆井機械的速度和工作效率，就需要不斷改良鉆井的相關技術，從而完善鉆井方式，更好地進行能源開采。

1.3 鉆井機械設備因素

在進行鉆井的過程中，影響鉆井機械速度與工作效率的因素很多，其中鉆井機械設備的質量好壞是很重要的因素之一[2]。而會對鉆井機械設備質量產生影響的因素主要有研發資金、科研實力、設備投入使用的周期等，這些因素會嚴重影響到鉆井機械設備的質量更新，從而影響整個鉆井工程的工作效率。除此之外，鉆井機械設備的能量供應水平以及運行性能等也會給設備的運行速度產生極大的影響，一方面是鉆井機械設備本身具備很多的構件，例如鉆機、鉆桿、鉆頭和清洗設備等，其中任何一個構件出現問題，都很可能會影響到鉆井機械的整體運行效果;另一方面在進行井下作業的過程中，也會受到多種因素的制約，例如鉆井機械在運行的時候容易出現功能不足等現象，嚴重影響機械的正常工作。

1.4 鉆井液方面的因素

所謂的鉆井液，是進行鉆井工作時必不可少的一種材料，會對鉆井機械的運行速度產生極大的影響，將鉆井液的相關作業質量提升，能夠在很大程度上提高鉆井機械的工作速度和效率。使用鉆井液的主要目的是為了防止出現土方坍塌、井道直徑擴張或者是溫度下降等問題，從而更好地保證鉆井機械能夠正常運行，提高鉆井機械的工作速度。除此之外，使用鉆井液還能夠有效防止因為井下壓力過大而降低鉆井機械的運行速度，讓鉆井機械可以一直順利地進行工作。

2 提升鉆井機械速度的對策

2.1 加強地質勘察工作

為了保證鉆井工作能夠順利進行，減少各種不利因素對于鉆井機械速度產生的影響，需要相關的工作人員做好大量的準備工作，其中，做好地質勘察工作極為重要，能夠為后續制定詳細的鉆井工作方案提供參考，為更好地完成鉆井工作奠定基礎。

在進行地質勘察的過程中，相關工作人員需要運用比較先進的勘察設備和技術來獲取準確的地質信息和資料。在這樣的基礎上與其他相關資料進行綜合，對開采地實際的地質情況展開準確分析，從而選擇最科學、合理的鉆井方式以及機械設備，并制定出詳細的鉆井方案。這樣，可以最大限度地減少在鉆井工作中出現的各種問題，有效提高鉆井機械的速度，保證能源開采的效率[3]。

2.2 完善鉆井機械設備

在進行鉆井的過程中，鉆井機械設備是其中必不可少的一部分，會在很大程度上影響鉆井工作的效率，因此，完善鉆井機械設備就顯得尤為重要。從噴射鉆井的理論中可以獲知，射流的沖擊力與水力沖巖的效果有著密切聯系，它的抗張能力與抗內壓能力都比巖石的抗外壓能力弱，這就容易使得巖石在一定的水力作用之下產生水力破碎或壓裂的現象。除此之外，比較大型號的鉆頭，其速度會受到鉆頭破巖的能量影響，如果沒有足夠的鉆頭破巖能量進行供應，那么很大程度上大型號鉆頭的速度會降低。巖層的土質在井徑比較寬的井段中是相對松軟一些的，如果能夠最大限度地將水力射流的能量發揮出來，那么機械鉆頭會受到水力高壓射流的作用而提高其破巖能力，提高鉆井機械的速度，從而更好地保障鉆進工程順利、高效地進行。

2.3 提高鉆井技術

基于旋轉鉆井角度來提高鉆井機械的速度以及效率，需要重點注意增加鉆頭在巖底的破巖能力，為了能夠更好地實現這個目標，不僅需要對鉆井機械的鉆壓進行合理改善，還需要注重鉆井機械鉆速的改善。影響鉆井機械鉆壓和鉆速技術改進的因素有很多，就目前而言，對于鉆井機械的改進目的主要是基于當前的技術能力水平來促進鉆速的提升。提高鉆井機械鉆速的方式主要有兩種，一方面是增加轉盤的轉速，或者是應用頂部的驅動裝置來實現提高鉆井機械鉆速的目的;另一方面，主要是通過對復合鉆井技術的運用，也就是結合低速旋轉的鉆柱與井下的動力鉆具來提高鉆井機械的鉆速。但是，鉆井機械的鉆速提高幅度會受到鉆機能力和鉆具強度的限制，因此，為了能夠更有效地提高鉆井機械的鉆速，可以復合鉆井技術里的PDC+井下動力鉆具，并將PDC的鉆頭和高轉速剪切地層的相適宜特性充分地發揮出來，這樣，在提高PDC鉆頭鉆速的同時，也可以有效地提高其進行機械破巖的能量[4]。

2.4 優化鉆井液體系設計

眾所周知，鉆井液是影響鉆井機械速度的一個重要因素，為了能夠有效地提高鉆井機械的速度和效率，可以通過優化鉆井液體系來實現。對鉆井液體系進行優化，不僅需要將施工現場的試驗數據用來作為相應的優化數據，還需要結合一些實踐檢驗，依據不同地層對于鉆井的實際要求來優化其中的鉆井液體系。換句話說，在循環使用鉆井液的過程中，需要根據其不同的密度來進行壓力系統的改進及優化，從而達到優化鉆井液體系狀態的效果，這樣能夠有效避免發生井噴或井漏等事故。除此之外，鉆井液也能夠在高效應用鉆井液體系的情況下順利、安全進行鉆井工作，可以有效促進鉆井機械鉆速的提升。

3 結束語

綜上所述，在進行鉆井的過程中，鉆井機械的速度會受到諸多因素的影響，這些因素中有一部分是相關的鉆井工作人員能夠進行控制的。而鉆井工作人員要想有效控制這些因素對鉆井工作的影響，首先需要他們對于開采地的地質結構有一個詳細的勘察，再選用先進的鉆井技術和設備、改良鉆井液體系等，對鉆井工程的相關參數進行控制，這樣能夠有效地提高鉆井機械的速度和效率，并且提高能源的開采率，促進我國的能源產業發展，更好地保障我國能源安全。

參考文獻：

[1]程音馨.鉆井工程中影響鉆井機械速度的因素及措施分析[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（3）：18-19.

[2]司玉龍.鉆井工程中影響鉆井機械速度的因素及措施分析[J].科技創新導報，2015，12（11）：62.

[3]魏莉爽.影響鉆井機械速度的原因及解決策略分析[J].百科論壇電子雜志，2018，（1）：255.

[4]馬月.鉆井機械速度的影響因素與處理建議的探討[J].中國戰略新興產業，2019，（16）：218.