在地质勘探和地质工程中,利于钻探设备向地下钻孔,对于直径较小、深度较大的柱状圆孔,称为钻孔.根据钻井用途,设计不同的钻孔直径和钻孔深度.譬如钻探石油、天然气以及地下水的钻井直径都较大.用于地球物理测井取岩芯等一般钻孔偏小.
钻井的主要功用为:
1.获取地下实物资料,从井底获取岩芯、岩屑、石油、水、天然气等.
2.作为地球物理测井通道,获取岩层各种地球物理场的资料,譬如用于地下军火试验等.
3.作为人工通道,观测地层中矿产、水文及地质结构等用途.
4.综合应用,勘探采集相结全,开发地下资源的用途.
根据用途划分,一般将钻井分为地质普查钻井、地质勘探钻井、水井、工程地质钻井、地热钻井、石油钻井等.
顿钻,又称冲击钻,一般用钢丝绳把顿钻钻头送到井底,由动力驱动游梁机构,使游梁做上下运动,并带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用,从而破碎岩石.顿钻设备简单,成本低,不污染油层,但它钻速慢、效率低,钻孔浅,不能适应复杂地层和深井要求,逐渐被旋转钻所代替.
旋转钻是利于钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石.是当前最通用的钻井技术.它比顿钻速度快,并易于处理井塌、井喷等复杂情况.
按动力传递方式,旋转钻又可分国转盘钻和井下动力钻两种.
转盘钻是在钻井平台的装置转盘,转盘中心有方孔,钻柱上端方钻杆穿过方孔,下接钻杆和钻头,动力驱动转盘时,带动钻柱杆和钻头一起.
旋转,从而破碎岩石,掘进钻孔.这种技术有一个明显的缺点,就是钻杆和钻头一起旋转,钻得越深,使用的钻杆就越多,转盘所带动的重量就越大,钻杆磨损也成倍增加,能耗也会逐渐增大,直到动力机超负荷为止.
井下动力钻是利于井下动力钻具,带动钻头破碎岩石,钻头在钻进时,钻杆不转动,减少了钻杆的磨损,增大了钻杆的寿命,减少了能耗,适合钻更深的钻井.不过,这种技术也相对复杂,钻井设备按功能分为旋转系统、提升系统、泥浆循环系统等,设备制造及应用技术难度都较高,不适合小型钻井企业的使用.
