钻井都可在哪些领域应用
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。
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
钻井都可在哪些领域应用?
答：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...
为什么要钻井?
答：6.减振器减振器能吸收钻井过程中所产生的冲击和振动负荷,从而提高钻头的使用寿命,减轻钻铤以及其他井下钻具的疲劳。减振器一般都装在靠近钻头的地方。 减振器的最主要构件是减振元件。有各种类型的减振元件:不锈钢网柱、橡胶筒、钢蝶形盘、钢弹簧及可压缩介质(水垫或气垫)等。有些减振器只能吸收垂直振动,而另一些...
钻井技术是什么?
答：下面重点介绍喷射钻井技术、优选参数钻井技术、直井防斜技术、定向井技术、钻井取心技术等。 一、喷射钻井技术 喷射钻井技术在我国是从1978年开始试验并在生产上逐渐推广的。喷射钻井的实质就是钻井水力参数的优化。喷射钻井的一个显著特点是从钻头喷射出来的钻井液射流具有很高的喷射速度,井底得到较大的冲击力和水功率...
水平井的经济效益与应用前景都有哪些
答：2 、水平井能够有效地降低预期勘探开发的综合成本 水平井主要是用来对低渗透油气藏、裂缝油气藏和薄层油气藏的开采，因为这类的油藏中储存着丰富的石油资源，而由于地质地貌和技术的限制造成了开采难度大，水平井不但能够对这些开采难度大的油田进行钻井开采，而且，对于一些即将枯竭的油气藏进行再次的钻井，...
石油工程专业就业方向是什么?
答：石油工程专业就业方向主要是到石油工程领域从事油气钻井与完井工程、采油工程、油藏工程、储层评价等方面的工程设计、工程施工与管理、应用研究与科技开发等方面的工作。随着生产的发展和石油企业人员的不断更新，在石油生产管理与技术应用方面，将需要大量的具有较高科学文化素质和职业技能的高级技术应用型人才...
【汇总】石油钻井知识大全
答：在探索地下宝藏的过程中，石油钻井是一个不可或缺的关键环节。让我们一起深入了解一下这个复杂而精密的领域，从钻头的选择到井喷的预防，每一个环节都至关重要。钻头与衡量: 精致的钻头类型与性能指标，如金刚石钻头的耐用性与切割力，都是决定钻井效率的关键。钻机八件宝: 钻机的八大组件，包括钻井泵...
什么是地热井?地热井有哪些用途?
答：避免因地质问题带来的故障和事故，提升管理水平，是提高钻井效率，确保钻井成功率的保障。地热井有哪些用途 一、医疗洗浴 地热井在如今很多场所都在广泛的应用，并且它的作用性很大，比如用来做医疗洗浴，那么在温度方面上最好就是在40～60℃。温度偏高需加入凉水或适当降低温度后, 方可用于洗浴, 这样做...
螺杆钻具使用要求
答：螺杆钻具在钻井作业中具有广泛的应用，其对钻井液的要求较为灵活。无论是油基泥浆、乳化泥浆、粘土泥浆还是清水，螺杆钻具都能高效运作。然而，泥浆的粘度和比重虽对钻具影响较小，但对系统压力的影响显著。如果在推荐排量下压力超过额定泵压，应适当降低泥浆排量或控制通过钻具和钻头的压力降，以确保系统的...
什么是工程钻井取芯 石油方面哈
答：大部分地方都使用电缆取芯桶，因为在取芯过程中不用从井内起出钻杆取岩芯，然后再继续取芯；相反，只需要将取芯桶投入钻杆，自动锁定在取芯位置，到达井底，进行连续取芯。钻井工程是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型，又可分为顿钻和旋转钻。...
石油的钻井通常都有上千米深,大概的工作原理是怎样的?
答：钻到一定深度，就得拧开中间再加一节钻杆，这样一节一节钻下去，就可以达到几千米深了。每钻一定深度，还得测量，有专门的测井公司，如发生偏差及时修正，现在的钻井水平，十分厉害，可以在直着钻上千米深后再拐弯90度，钻孔能拐弯这种情况，在其它行业，是完全不可能的，...
