挑战地心,钻进未来——记“一扩成井”快速钻井法凿井关键技术及装备研究.pdf

Exhibition

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一钻成井”工业性实验现场
挑战地心，钻进未来

——己“一扩成井”快速钻井法凿井关键技术及装备研究

本刊记者李白薇

钻井法是一种全机械化综合凿井在钻井法改进的道路上，人类从钻机钻了40余个井筒，最大{
工艺，工作人员在地面工作，实现打井未停止过探索的脚步。7．53m，深度422m，这些工
不下井。矿山大直径钻井法和石油、采1850年，德国工程师肯特用改造本形成了钻井法凿井基本工

盐、水井等小直径钻孔钻井不同，是指的冲击钻钻凿了一个直径4．25m、深一次超前、多次扩子L、泥浆护
用钻机钻凿能够容纳人员和设备通过98m的钻井井筒。护、地面制作井壁、悬浮下沉
的大直径井筒，当然，小直径钻孔的历1871年，德国工程师霍尔格曼研填固井等工艺技术。
史远远长于井筒钻进，国、内外大直径制了超前钻直径2m，经多次扩孔达到1910年，美国开始研究
钻井都是由小直径钻井技术发展、改7．65m，钻深512m的钻机。筒钻井，但进展甚微。到2O世
进而来的。至上世纪中叶，西欧用霍尔格曼代，由于内华达地下核试验±

2O1202总第
展示IExhibition

需要，钻井设备和技术得到快速发展。工工艺，1969年在淮北朔里南风井进2～3倍，不能满足速度快、排放低、
钻进直径1．2m～1．8m的试验井数百行钻井法凿井第一次实验应用，经过环境友好的建井需要。
个。美国钻井界认为，当钻井直径小于40多年的发展，在技术上有了很大的那么，能否实现“一钻成井”或

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3．6m时，钻井法具有最佳经济效益。发展和完善。此后，钻井法凿井技术一扩成井”呢?作为国家“十一五”
因而美国在小直径硬岩钻井设备和技在我国不断得到发展，至今，钻井法凿科技支撑计划“深厚冲积层千米深井
术上处于领先地位。井在我国穿过不稳定表土地层井筒近快速建井关键技术”项目的课题之一，

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受环境因素制约，国外钻井法用90个，累计长度20多公里，其中深度一扩成井’快速钻井法凿井关键技
于施工类似我国地层条件的井筒不超过300m的有35个，深度超过400m术及装备研究”给出了一个肯定的答
多。上世纪50年代，我国也开始了钻井的有20个，钻井法施工井筒深度逐步案。站在这个项目身后的是一支强大的
法凿井的研究实践。从此，在钻井法增加。团队，5家公司与2所高校协同合作，共
研究的路上，中国科研人举起了自己的然而。这种先进的技术方法也同实现了项目的最终成功。

旗帜。并不是无懈可击的。如同任何一种一个系统工程的开展需要一条行
技术一样，它也存在着许多问题。之有效的工作思路与技术路线，为此，
钻井技术的破冰在深厚冲积层钻井法特殊凿井技术团队研究采用理论分析、计算机模拟、
中，钻进过程需要多次扩孔，才能达技术设计、加工和室内试验、现场试验
上世纪50年代，在学习国外资料到所要求的钻井直径，多次扩孔虽和综合工业性试验等方法，完成了“一
和借鉴国内石油行业相关经验的基础然可以相对有效地利用钻机能力。钻成井”“一扩成井”钻井新工艺研
上，经过工艺过程的原理性研究和模但也存在许多问题：需要多个扩孔究、钻井风险评价研究，泥浆固化和大
型试验，我国提出了以“钻机大钩提钻头，设备占用量大，工程成本高；规模工业性应用研究，新型岩石滚刀
升，转盘拖动，减压钻进，一次超前，辅助工作时间长、工效低，成井速度和表土滚刀(包括正刀、边刀、中心刀)
分级扩孔，泥浆护壁，反循环洗井，悬慢，近期完成的钻井工程，成井速研制，新型岩石钻头，大直径表土钻头
浮下沉井场预制钢筋混凝土井壁，壁度一般小于20～30m／月。泥浆排放结构研究，经过两个井筒钻进工业性
后充填水泥浆固井”为基本内容的施量大，泥浆排放一般是钻井体积的实验，完成全部科研任务。

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一钻成井”现场应用照片大规模泥浆固化后成型泥饼

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