定向井空氣鉆井和測量技術應用

仲蕾 劉鑫

摘 要：定向井空氣鉆井是目前較為先進的鉆井新技術，在低氣壓以及斷層裂縫地質層的開采中定向井的作用很大，其鉆井工作也是非常重要的一項工作。空氣鉆井與傳統的鉆井技術相比中應用表現出了不小的優勢，得到了業界的廣泛使用。對于大量的缺水高原地區以及其他不能使用鉆井沖洗液的地方都有著很大的意義。本文對空氣鉆井、動力馬達、泡沫技術鉆井以及測量技術等進行了分析。

關鍵詞：空氣鉆井;測量技術;隨鉆測量

前言：

定向井空氣鉆井是用氣體作為循環介質來進行常規作業的鉆井方式，目前，空氣鉆井可以提高工作效率以及減少鉆井所用時間，還能解決低氣壓儲備的問題，運用空氣鉆井使用泡沫技術、動力馬達和隨鉆測量系統可以減少鉆井沖洗液的使用。定向井空氣鉆井的應用，使施工的安全含量大大提高了，施工的成本也得到了有效的控制。

一、定向井空氣鉆井技術

（一）空氣動力馬達

定向井運用空氣動力馬達，空氣動力馬達的用途主要是運用空氣，把氣體壓縮，使氣體壓強增高，通過高氣壓來帶動空氣鉆使用的鉆頭工作，鉆頭運動，就會帶動地層的巖石，然后把巖石進行削減，在進行鉆井工作時，還可以把產生的巖石碎屑帶到地面，讓人們更好的觀察巖石的品類，還可以預防這些碎屑對鉆井帶來的危害。動力馬達的優點也有很多：在任何地質環境都可以工作，作業中產生的溫度相對其他馬達較低，動力馬達的轉動速度可以根據控制的變化而變化，就算超負荷工作導致停機，也不會對空氣動力馬達造成很嚴重的損害，因此可以選擇這種安全系數高的空氣動力馬達工作。空氣動力馬達可以隨時停機隨時啟動，十分適合使用頻繁的工作場地，而且改變方向也很容易。對于其他馬達來說，操作更加簡單，更加的靈活，正是因為操作簡單，它的結構也很容易了解，壽命相對較長。空氣馬達在工作中不受外界的影響，不論是在水中或者陰暗潮濕的地方都會工作，具有防水、防潮以及防爆的能力。

（二）空氣泡沫流體

利用泡沫流體鉆低壓油氣區的井，可以較好地解決泥漿泄露、油氣危害及影響產能等要害問題，很好的保護和正確評價油氣資源。對于地層破裂、有裂縫及容易發生油氣漏失的地方使用空氣泡沫鉆井更容易 ，更可以提高工作效率，通過高氣壓來帶動空氣鉆使用的鉆頭工作，鉆頭運動，就會帶動地層的巖石，然后把巖石進行削減，把巖石碎屑粉末帶出到地面，通過講沒有固體顆粒的空氣泡沫匯入高氣壓的氣體中，可以起到潤滑空氣鉆鉆頭和潤滑動力馬達的作用，這樣，既不會使油層污染，也不會發生因為鉆井作業而引起的地質下陷事故發生。而且還有效的避免了傳統鉆井中運用泥漿污染環境的問題，充分發揮了傳統鉆井技術沒有發揮的優勢。運用泡沫鉆井技術在低壓油氣區內的探查、擴大邊緣成果十分明顯，所以在低壓油氣區，空氣泡沫鉆井是具有很大的發展空間和發展前景。

（三）空氣鉆井技術的優勢

空氣鉆井的優勢在國際鉆井技術領域已經很明顯，通常在定向井鉆井施工中采用空氣泡沫進行驅動空氣動力馬達，解決了裂縫性碳酸層鉆井測量問題。? 使用空氣鉆井技術鉆井工作速度會增加，大大提高了鉆井的工作效率;使用空氣鉆井會因為空氣鉆井的氣壓降低，會使鉆出的井眼相對其他技術的井眼直;定向井空氣鉆井可以減少鉆井的半徑問題;解決了放鉆頭的位置不正確的問題，也減少了卡住鉆頭的問題;由于運用的壓縮空氣來運行鉆井，使得定向井的偏離問題得到解決，減少了鉆井偏離問題;空氣鉆井對一些特殊的地質地層鉆進有明顯效果，就使得在大多數地質下鉆井的井眼的大小較為規則;常規的鉆井技術是使用的水或者是混凝土泥漿，而定向井空氣鉆井使用的是空氣，那么就減少了承載水或者混凝土泥漿的物體，減少了人工成本同時也提高了工作效率;空氣鉆井運用的介質是空氣，空氣在鉆井內流速快，可以快速地將地層的巖石樣本帶到地面上，可以很快的辨別地層的情況;運用空氣鉆井，在一些高原地區或者用水困難的地方，可以減少用水成本。

二、定向井的測量技術應用

（一）隨鉆測量系統的優勢

隨鉆測量系統是通過超聲波來進行作業施工的，在作業過程中，通過超聲波來定位載體，有效的提高了測量系統的準確性。通過鉆柱和鉆頭等介質傳輸出來，由單一材料或多種材料混合而成的鉆具連接形成的鉆柱，連接著地面和地底，為聲波傳輸提供了一個良好的不會受到鉆井液以及外界底層特性影響的傳輸通道。相對來說，井下流體和地層會隨著不同地質變化和巖石層的變化而改變，因此聲波隨鉆測量主要利用的是鉆柱來構建傳輸信息通道。井下和地面兩方面雙向傳輸組成了隨鉆測量系統，井下超聲波傳輸信號系統主要由驅動電路、信號產生電路、轉換器、接通電源等主要部件組成。其中轉換器就是負責將電能轉化成聲能進而把信息傳輸給地面的，井下的電能主要靠電池和井下發電機提供，電池體積比較小，方便人工攜帶，如果需要設置發電機，那么設置在井下的發電機大多為渦輪發電機，渦輪發電機可以更快的開始發電工作。

（二）隨鉆測量系統的應用

使用定向井空氣鉆井測量技術進行測量，可以準確的保證測量結果符合要求，由于不在使用水或者泥漿來測量信息，開始使用隨鉆測量系統開始測量，隨鉆測量方法可以保證定向井空氣鉆井在作業過程中的測量工作以及數據傳送工作能夠快速進行。由于隨鉆技術是利用電磁波傳送信息，它的傳送速度是普通泥漿測量系統的幾倍，而且空氣鉆井鉆進速度高于普通泥漿，隨鉆測量系統還具備雙向的信息傳輸能力，整套設備沒有多余的部件，每一個零件都在工作，可以降低系統的損耗能力。隨鉆測量系統還具有很多的傳感器，可以及時快速的把信息反饋回來，也保證了測量的正確性。所以定向井測量技術的應用很有必要。

結論

本文通過對定向井空氣鉆井的分析，空氣鉆井技術運用泡沫技術和空氣動力馬達的使用，減少了對空氣的污染程度，提高了實際作業中的工作效率，根據空氣泡沫技術與空氣馬達的使用采用隨鉆測量技術，在低氣壓以及斷層裂縫性的地質環境都可以工作。在定向井空氣鉆井工作中泡沫技術、空氣動力馬達和隨鉆測量系統，它們共同工作，使得鉆井作業有效提高了效率，也保證了鉆井過程的安全，降低了人工生產成本，或得更好地經濟效益。

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