钻井都可在哪些领域应用 钻探工程技术应用领域

石油钻井是一项专业性很强的工艺技术，又是一个常年在野外露天工作的行业，工作条件十分艰苦，正因为钻井是石油工业上游工程不可少的环节，多年来，世界各国都投入了大量的人力和物力，并见到明显的效果和取得了长足的进步，不但可以钻直井，还可钻定向井、水平井、大位移井、分支井、小井眼井等。除在陆地钻井外，还可在山地、丘陵、沙漠、湖泊、海洋钻井，并成功研制了沙漠钻机、海洋钻机、浅海和海滩钻机、地震区钻机等。由于钻井井型的多样化和钻井工作区域的广泛性，石油天然气钻井技术在国民经济的很多领域得到应用。目前钻井技术除用于钻石油天然气井外，还可钻水井、地热井、热水井、岩盐井、CO2和煤层气井。国外利用钻井在海上打大直径井储存核废料，我国在建高层建筑前钻取地层岩样，修建高楼、大桥时打大直径井的承载地基桩、桩墩等。利用国产大型煤矿竖井钻机还可打直径7.4～9.0m的煤矿竖井，已完成的淮南矿区潘三西风井的钻井直径9.0m，深508m；谢桥西风井的井眼直径9.3m，成井直径7.0m，深508m，这些均可列入世界上最大的钻井井筒。近年来，由于水平井技术的不断发展，在我国的江苏省完成了一批水平连通井并用于地下芒硝矿的开采。除此之外，钻井技术还可用于油气井的灭火、井下矿井的抢险救灾，并可延伸用于城市非开挖铺设管道、电缆、光缆和过江输送管道、地下隧道工程等。

水平连通芒硝矿井示意图

钻井领域技术有哪些？~

一、海洋钻井设备
1.石油钻机
石油钻机是一组十分复杂的大型成套设备，制造难度大、成套范围广，用于海洋钻井的石油钻机还要能够承受海水腐蚀、海浪冲刷等恶劣的自然条件。目前，美国是制造成套石油钻机最具实力的国家。
随着交流变频调速技术的迅猛发展，交流变频电驱动钻机（AC-GTO-AC石油钻机）凭借其自身的优越性，正在取代现有的可控硅直流电驱动钻机，成为海洋石油钻机发展的换代产品。交流变频电驱动钻机在工作性能方面，实现了无级变速，恒功率宽调速，简化了钻机机械结构，提高了钻机提升能力和处理事故的能力；在操作性方面，交流电动机体积小，单机容量大，容易实现钻机的自动化、智能化和对外界变化的自适应控制，易于操作管理；在安全性方面，交流变频技术本身对电动机具有安全保护功能，易于安装、拆卸，搬迁方便灵活，安全性高。目前，世界主要钻机制造商均发展了交流变频电驱动大功率石油钻机，将其配备在钻深能力为10668米（35000英尺）及以上的深水（工作水深大于2438米，即8000英尺）的半潜式钻井平台或钻井浮船上。
另外，新型液压石油钻机也在不断地推广和使用。新型液压钻机是由挪威海事液压公司于1996年开发的一种新型钻机。该钻机作为提升机械，取消了传统的绞车、井架和游车等常规设备，用升降液缸代替了绞车，同时也替代了浮式钻井的庞大的钻柱运动补偿器，从而大大降低了钻机的质量和制造成本（据报道可降低成本30％）。除此以外，该钻机还可以与计算机组合实现钻井和钻具升降操作的机械化和自动化，操作人员数量明显减少。
目前激光石油钻机还处于研发阶段。激光钻井技术具有降低成本、提高钻速、改善井控，减少钻机工作时间、钻头磨损和起下钻时间，精确控制钻眼，以及在井眼周围形成一层坚硬的玻璃化外皮，最大限度地减少或取消同心套管等其他钻机无法比拟的优点。据悉，美国芝加哥天然气研究所（GRI）与美科罗拉多矿业学院、麻省理工学院、雷克伍德公司、菲利普斯及美国空军和陆军合作，联合开展了有关激光钻机的研究，并计划在21世纪使用上激光钻井。
随着石油钻机的不断发展，作为石油钻机的关键设备的钻井绞车、转盘、顶驱和钻井泵也得到了快速的发展。
2.井绞车
为适应海洋石油钻探和开采向深水推进的需要，钻井绞车的提升能力和钻探能力也在不断提高。
3.转盘和顶驱
钻井装置旋转系统中的两个互补设备的转盘和顶驱，也在实践中逐渐完善，功能不断增强。
4.钻井泵
对于海洋钻井，特别是深海钻井来说，钻井泵是钻井液设备中的关键设备。21世纪初National-Oilwell公司成功开发出了新一代钻井泵——HEX钻井泵，它代表了未来钻井泵的发展趋势，该钻井泵配有两台交流变频驱动电动机，采用六个缸套，与传统钻井泵相比具有输出流量稳定、超高压、超高流量、尺寸小等优点。此外，高强度钢和耐磨陶瓷在钻井泵的泵体、液缸、活塞等零件上的使用，可显著降低泵的体积、质量，同时延长泵的使用寿命，成为未来钻井泵的又一发展方向。
5.PDC钻头的新技术
对于PDC钻头来说，现在需要具备的条件是能钻达更深、更硬，地下环境更异常的区域，这必然对现代钻井工艺又提出了更高的要求。这些钻头包括自磨式PDC钻头，具有超强的抗磨性，能很好地延缓钻头的磨损，同时轻型的钻头可钻达更深、更硬的地层。另外还有耐高温的PDC钻头。
6.井控设备
钻井井下控制装置需要满足海洋钻井的需要，如需要可以关闭正在钻探的井却不需要取出钻杆；需要满足不断增加的工作压力，降低质量，减小尺寸；还需要适应新的欠平衡钻井的井控设备。
二、钻井技术
1.油气井力学与过程控制方面
（1）向信息化、智能化方向发展。
井下智能钻井系统的最终发展目标，是“地下钻掘机器人”。这种地下钻掘机器人不同于一般的机器人，它必须能够在地下极其复杂的地质环境及非常恶劣的工况下进行有效的工作。它必须能够精确探测前方和周围的地质环境及本身的状态，进而做出正确的分析和决策，并且能够自动适应所处的工作环境，沿着“预定的路线”或要求冲向“地下目标”，胜利完成人类赋予它实地探察地下资源并加以开采的神圣任务。这种地下钻掘机器人，是自动化钻井的核心，将是多种高新技术和新产品的进一步研究和开发及其微型化集成的结果，代表着未来钻井与掘进技术的发展趋势，可望在21世纪前半叶实现并达到比较理想的成熟度。
（2）向多学科紧密结合、提高勘探发现率和提高油井产量与采收率方向发展。
以近年来发展迅速、技术先进的水平井为例，水平井设计程序和框图是1992年11月由美国石油工程协会和地质家协会、地球物理家协会和测井分析家协会共同开会约定的，该设计内容是由地质、钻井、采油油藏、成本核算四部分人员共同合作完成的。应用水平井技术勘探和开发整装油气田，是20世纪90年代水平井应用发展的主要趋势之一，它不仅可显著提高油田产量，更可以有效地提高油田采收率。
（3）向有效勘探和开采特殊油气藏方向发展。
特殊油气藏包括低渗油气藏、断块油气藏、稠油油藏、高含水油气藏、薄油层等。以低渗油气藏为例：我国已探明储量中，低渗油气藏占总探明储量25％，近3～4年新增探明储量中，约60％为低渗油气藏，其低孔、低渗的两低特性使其勘探发现难度极大，而且储层伤害问题贯穿于钻井、完井和测试全过程。因此，研究发展低压低渗探井钻井过程中储层伤害机理及评价方法、钻井液化学与储层保护技术、最大限度发现和保护储层的全过程欠平衡钻井优化设计和适应性等，是有效勘探和开采特殊油气藏的钻井工程核心问题。
2.复杂油气多相流与高压水射流方面
（1）复杂油气水多相流本质认识更深入，模型研究更科学、更接近实际。
近年来国内外在多相流基础理论方面的研究内容主要涉及多相流流型、流型图、压力降、截面含气率、截面含液率、特种管件内的多相流、液汽、喷汽及数值计算等，理论研究发展迅速。为了掌握油气两相流在水平井中的流动特性，包括沿井长的压力降、持液率及流体从储油层中流出的状况，研究人员进行了一系列试验和理论研究工作，并提出了计算模型。如研究倾斜管中油水两相流不稳定性，提出了一种瞬态两流体模型来模拟管内弹状流的流动工况；通过对孔隙率波、流动湍流度、平均含气率的测量和信号分析，得到流型转化机理的特点和规律。由于多相流体在环空中的不同井段流型不一样，因而其静液压力、摩阻压降、加速压力计算非常烦锁，对这些不同流型段、不同的井段，需要用不同的计算模型。美国莫尔公司开发了一套多相流水力学软件来进行这种复杂的多相流计算，使模型研究更科学、更接近实际。
（2）复杂井筒多相流理论研究的指导作用越来越大。
复杂井筒多相流理论研究将指导水平井段设计和产能预测，能够实时地监控欠平衡钻井井下的复杂流动情况，并能够编制出智能化的软件系统，帮助钻井人员监测和控制流动参数，科学进行生产系统优化设计。相信随着科学技术的不断发展和对多相流动本质了解的不断深入，在不远的未来，必然能够利用多相流动知识促进石油工程相关理论和技术的发展。
（3）高压超高压射流破岩钻井和增产应用越来越广泛。
随着高压水射流理论、技术和设备的发展与进步，新型射流种类将不断出现，高压超高压射流紊流动力学和流动规律的研究和认识将不断深入，应用范围和领域将不断扩大。在石油工程中，高压超高压射流技术将不仅应用于辅助破岩钻井，进一步提高钻井速度，而且将应用于油气井增产改造，如水力深穿透射孔、定向喷射辅助压裂、径向水平微小井眼开采等。同时，高压水射流技术在煤炭、化工、冶金、建筑、机械、军工等十多个工业领域的水力采煤采矿、切割钻孔破碎、清洗除垢除锈等场合也有越来越广泛的应用。

随着科技进步和经济的高速发展,钻探工程技术在国民经济中的应用范围越来越广,概括起来主要有以下几个方面。
1.地质勘探
1)地质找矿普查钻探:根据物化探地质异常,利用钻探方法调查矿产的分布、区域地质概况。
2)矿床勘探钻探:对经普查已确定具有工业价值的矿床,应用钻探手段查明矿床埋藏深度、厚度、品位、储量、产状、形态、构造等。
3)矿区水文地质钻探:查明矿区含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数。
4)工程地质钻探:在工程地质测绘及物探的基础上,用钻探方法揭露并划分地层、测定界线;鉴定和描述岩土体的岩性、成分和产状;了解岩土体的物理力学性质,为评价、规划和进行各类工程建设项目提供必需的地质数据及资料。
2.地下流溶体勘探开发
1)水资源钻探:对地下水资源进行评价、开发利用。
2)石油(天然气)钻探:利用钻探技术钻穿油气层,以检验物探资料、了解井下油气地质勘查资料,求算油气储量,提供开发远景。
3)可溶性矿产钻探:对岩盐、石膏、芒硝等矿产资源进行勘探和开采。
3.矿山井下工程
1)钻矿山瓦斯抽排孔:在煤矿建井前、后按一定网度设计在地面施工的钻孔,将煤层中的瓦斯抽排出地表以确保井下开采安全。
2)钻矿山地下通道孔:用地表钻探技术方法向矿山井下钻不同用途的钻孔,如矿山地下水排放孔、矿山通风孔、救援孔等。
3)钻矿山尾矿砂充填孔:在矿山采空区地表施工若干组高精度垂直钻孔,将尾矿砂通过钻孔灌入采空区,以减少地面尾矿砂污染,控制采空区地面沉降。
4)钻井筒冻结孔:矿山井筒开凿前,在井筒四周施工若干个与其平行的钻孔,借助制冷技术暂时冻结加固周围不稳定地层并隔绝地下水后再凿井。
4.工程地质勘察与勘查
通过钻探取样、孔内原位测试、岩样测试查明影响工程建筑物的地质情况,准确划分地层,正确鉴别土层天然结构、密度和湿度,为工程建筑提供基础设计依据;通过钻探查明大型工程基础地质构造、岩性、物理力学性质及稳定性。
5.岩土与地基工程
进行建筑物基础加固,如各类基桩孔、防渗孔、注浆孔、深基坑锚固孔等。
6.地质灾害治理工程
借助钻探技术防治山体滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降等地质灾害。如山体锚固孔、注浆孔、矿山尾砂坝基与水库坝体排渗孔、地面沉降监测与地下水回灌孔、水库大坝安全监测孔等。
7.地下管线铺设工程
利用定向钻进技术施工穿越建筑物、道路、江湖等障碍物的非开挖地下管线铺设工程。
8.国防工程
钻导弹发射井、地下核试验取样孔等。
9.地球科学研究工程
1)大陆及海洋科学钻探:钻取地球深处、海底洋底、冰川冻土带的固体、流体样品(岩心、岩屑、冰心等),获取服务于地学研究的第一手资料。探测地球内部结构和成分,研究深部构造、深部流体及其作用;研究盆地演化、成矿理论、油气及天然气水合物成因,调查和开发深部热能;研究地震成因、火山喷发机理,改进地震预报、地质灾害预警;研究地球气候演变、探索生命演化历史。
2)环境科学钻探:钻取地下不扰动原状岩心样,研究大陆古气候及古环境、沉积物时代、沉积环境的变化规律及环境污染程度,为国家经济区划提供决策依据。
3)考古科学钻探:利用钻探取样技术了解地下遗址堆积分布范围、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形状和布局。

水平连通井关键技术及在三交地区的应用
答：文章从三交地区的地质情况出发,分析了洞穴完井的工艺条件及在该区块实施水平连通井的可行性; 阐述了施工水平连通井所采用的井身结构设计、造穴技术、水平连通等关键技术; 介绍了在该区实施水平连通井的具体情况以及实施过程中复杂情况的应对措施; 提出了一套钻井液优化设计与维护措施; 并对今后在该区实施水平连通井...

井井有条 有条不紊 井然有序的区别
答：“井井有条”和“有条不紊”都表示“有条理”的意思；都可用在安排工作、处理事物和整理东西等方面。但“有条不紊”的应用范围比“井井有条”大。“井然有序”指的是有条理；有次序；整齐不乱。井井有条 jǐng　jǐng　yǒu　tiáo [释义] 井井：整齐、有条理的样子。形容整齐；有条有理...

在农村打的井都会有水吗
答：所以打井不能在炉灶位置，这样打出来的水井阴阳调和，更加有利于家庭风水运行。打水井的周围不能有槐树或者榕树，榕树高大，压人运势，容易招来阴性物质，如果周围有竹子、柿子树、枸杞树那就是吉利的，竹子寓意运势节节高升，衣食不缺；柿子寓意事事如意，一帆风顺；枸杞树寓意长命百岁。意象都是很不错的。...

水井一般需要钻多少有水喝?
答：20米-300米之间。深水井是指获取深度地下水的井，通常在干旱地区例中国西北比较常见，主要用以获取深层地下水（即地下20米以下的水）。井的深度大多都超过20米，挖井时需要使用专业的勘探和打井设备。从井中抽取的不再是地表水，而是地下水，井深度大，只能采用抽水机进行抽水作业。定义：钻探深度为20米...

为什么说水平井技术应用举世瞩目?
答：全世界近10多年来水平井井数增长情况水平井技术成熟后得到大规模推广应用，使得过去一些难以投入开发的低渗透油层、气顶底水油层、裂缝性油层、稠油油层和岩性油层得到开采，低产可以变高产，死油可以变活油，给油田开发带来巨大的效益。油田开发的部署方式、开发的渗流规律和动态预测都为之一新，完全打破...

电缆井,人孔井,检查井,工作井都有什么区别
答：人孔一般用在敷设电缆或者管道的可通行或者半通行隧道和沟道上，各种管道通过隧道或者半通行沟道进入建筑物内部时，在进入区域应当设置人孔。市政上用得很多，各种电缆和管道的沟道都有。有一些是采用一段距离设置一个人孔井，而井与井之间用混凝土管道连接，电缆敷设在其中，人可以在人孔下去进行检修和维护。

都说井水比较甜,适合泡茶,井水里还有哪些对人体有益的物质?
答：井水是地下水，在农村的话，井水还会有甘甜的味道，非常适合泡茶，例如说长沙的白沙井，就很出名了。用白沙井跑出来的茶水，香味口感都俱全，非常的好喝。但是，并非每个井水都适合。由于地层的渗透，会有比较多的盐类和矿物质，加上城市的水源污染比较严重，用这种井水泡茶的话，会让茶的味道受到损坏，...

膨胀管技术在超深井中的应用
答：膨胀管技术是一项富有生命力的新兴技术，涉及该技术的研究内容较多，是一项系统工程，其应用领域也日渐广泛。膨胀管技术在超深井的应用主要有以下几个方面。（1）等井径膨胀管系统技术 在套管程序设计上采用等井径膨胀管系统，可简化套管程序，大幅度减少上部井眼的井径，减少钻进碎岩工作量，大幅度降低...

落底式检查井和流槽式检查井的区别
答：（2）流槽井中设有流槽，流槽有导流作用，水流条件要好于落底井，但是不能截留污水中的固体杂质。扩展材料：1、雨水检查井的井底高度与雨水管道的一半相平，就是雨水管通过检查井的时候，管子的上半部分是露出井底的。2、污水检查井的井底高度与污水管顶平，就是污水管通过检查井的时候，整个管子都是...

山西发现中国现存规模最大战国水井,你们当地现在还有可用的水井吗?_百 ...
答：我们当地只是南方一个普通的县城，在这里除了县城之外，郊区结合部、乡镇和农村基本上都还有可用的水井。县城里基本看不到水井，生活全都是用自来水，喝的水一般都是买几块钱一桶的矿泉水、纯净水。郊区的水井情况我们这里在靠近县城的郊区，还是有水井的，也可以正常使用。只是打好井后，用潜水泵把井水...