西部钻探克拉玛依钻井公司克拉玛依市834000
摘要：石油作为一种战略性能源，有着较高的社会需求量，为提高石油开采效率和技术水平，降低生产难度和生产成本，便需要借助先进技术手段完成石油开采作业。但是，在实际生产过程中，仍存在较多问题有待解决，尤其是钻井环节，受环境因素的影响较大，容易造成安全隐患和环境污染问题，所以，便需要加大对石油钻井技术的研究力度，不断对其进行改进和优化。
关键词：旋冲钻井技术；石油钻井；应用
一、技术原理简述
1、旋冲钻井技术原理
任何一项技术的实施，都有着自己的技术原理。加强对技术原理的分析，能更好地在实际工程中加强对其的应用。就旋冲钻井技术而言，在石油钻井工程中应用时，其技术原理如下：主要是结合常规的旋转钻井技术的前提下，通过在钻头顶部位置安装冲击器，并采取不同的动力源（目前主要是液动和气动两种）将其带动之后，形成频率很高的冲击力，并向冲击器不断地施加压力，并传递到前端的钻头，这样在钻头快速旋转的同时达到冲击钻进的效果。
2、冲击器的技术原理
冲击器在整个旋冲钻井技术施工中作为最为主要的部件，包含了配水、防回水、冲击和传递等部件。冲击器在运行过程中，首先是钻井液流或者气流进入冲击器之后，再从配水阀通过之后，从冲锤的上端经过，形成分流作用，最后达到冲锤头水槽之中。由于流道被封死，钻井液的液体回收到堵塞而形成水击，当液体压强升高时，其冲锤就会形成快速地运动趋势，在一定高度之后，其原来的通道就会关闭，并从下接头中流出，借助冲锤的惯性连续运动，在水击之后，就能确保在配水阀和冲锤的作用下快速地下行。液压和上阀套互相作用之后，将与钻头发生碰撞，且这样的冲击过程会周而复始的进行。
二、气动旋冲钻井技术
1、气动冲击器分类
根据其配气的方式可分为有阀式和无阀式两大类。有阀式指推动活塞上下运动的压缩空气是由配气机构的阀片控制的。无阀式潜孔锤是利用布置在活塞和缸体侧壁上的配气系统控制活塞往复运动。如图1，Gerald设计的空气锤结构，其具有独特的空气传输槽、导向部分、底阀等结构，可以使结构中的空气通道能够互相协同运作，交替驱驱使空气锤活塞进行上下运动。
图1空气锤器结构
2、气动冲击器主要特点
（1）相比较于液动冲击器气动冲击器的介质密度更低，其气柱的静压力更小，进而岩石更加容易破碎。
（2）上升返回风速度相对较快，井底清理干净，岩屑不会出现反复破碎的现象。
（3）相对钻井成效更加显著，钻井速度是液动冲击器的2~5倍。
（4）气动冲击器既能使用空气这种压缩介质，同时也可以使用气液混合压缩介质组合应用。
三、液动旋冲钻井技术
1、液动冲击器分类
液动冲击器依照驱动介质可以为分水力以及高压油两种。石油钻井主要以水力为驱动介质，其中又分别有阀式正作用和阀式双作用与阀式反作用还有射流式等。图2所示为射流式结构图，图3所示为阀式液动旋冲器结构图。
2、液动冲击器主要特点
（1）液动冲击和气动冲击比较而言，提高了能量利用率，其动力设备比较小，燃料耗损较低。
（2）设备使用人力较少。
（3）驱动介质以钻井液业为主，其携岩能力相对而言较强。
（4）鉴于现阶段石油钻井普遍应用液动旋冲钻井技术，其石油钻探范畴适应性比较强。
四、石油钻井中旋冲钻井技术的应用
在当前的石油钻井作业中，旋冲钻井技术已经成为主流，有着良好的应用效果及发展前景。
1、应用要点
为充分发挥旋冲钻井技术在石油钻井中的应用优势，便需要掌握其中的关键技术。对于该项技术来讲，冲击器的选择是至关重要的，在很大程度上决定了钻井效果，当前比较常见的冲击器主要有气动冲机器、液动冲击器、电动冲击器、机械作用式冲击器、气液混合式冲击器等几种，其中以前两种类型的应用最为广泛。气动冲机器是利用压缩空气完成进行旋冲钻井的，又分为无阀式和有阀式两种，无阀式则是用活塞在缸体侧壁上进行往复运动，来提动旋冲动力；有阀式通过活塞上下运动产生动力，并借助阀片来加以控制，具有钻井效率高的优点，但是也存在技术复杂、成本昂贵等缺点。液动冲击器是利用钻井液和高压水进行旋冲钻井的，可以对岩层形成较大冲击力，与气动冲机器相比，有着低耗能、高产能特点，作业成本较低，经济性良好，但是现阶段关于这一方面的设施投入较少，阻碍了该项技术的推广应用。
此次研究主要以液动旋冲钻井方法为例，分析DGSC型液动射流冲击器的具体应用。DGSC型液动射流冲击器工作时，是通过双稳射流元件加以控制的，利用其切换性和附壁性，能够使驱动介质有序的进入到冲击器中，为活塞做往复运动提供动力，进而便可以驱动钻头在岩层中不断钻进，达到旋冲钻井的目的。这种液动旋冲器的结构组成及运行过程都是比较简单的，实际使用过程中只有活塞做往复运动，而其他构件基本保持不动，冲击器的磨损程度较小，不需要频繁维修或者更换，可长期投入使用，并且不受围压和钻井深度的限制，在深井钻井工作中有着良好的应用效果。要想使旋冲钻井技术更好的服务于石油钻井作业，应对底层地质情况进行详细勘查，结合作业实际情况，对冲击器各项性能参数做出适当调整，确保其保持良好的工作状态，并尽可能的增大单次冲击功率。
2、应用展望
基于旋冲钻井技术所体现出的多方面优势，已经成为了石油钻井中的重要技术手段，并且随着研究的不断深入以及长期应用实践，该项技术变得越来越成熟，技术水平显著提高，有着良好的应用前景，在解决硬岩层钻进问题方面发挥了重要作用。在石油开采作业不断推进过程中，油井深度不断延伸，对石油钻井技术提出了更高的要求，而旋冲钻井技术能够满足深油井钻井需求，尤其是参数为3000m的冲击器，有着稳定的工作性能、较高的大单次冲击功率以及较长的使用寿命。同时，在实际应用旋冲钻井技术时，应坚持因地制宜原则，充分体现出实用性、科学性及可操作性，结合钻井需求及作业环境，选择最为合适的一种钻头，提高钻井效率，为该项技术的推广创造有利条件，逐渐向定向井方向发展，拓展钻井宽度与广度。另外，还应该加大信息技术的应用力度，加快旋冲钻井技术信息化发展，借助计算机平台，模拟作业环境及钻井参数，分析具体应用效果，找出其中所暴露出的问题，并根据石油钻井实际需求，优化改进冲击器内部结构、调整性能参数，确保与实际钻井需求的相匹配，提高旋冲钻井作业效率，拓宽该项技术的应用范围，以便更好地服务于石油钻井作业。
结束语
综上所述，旋冲钻井技术在吐哈钻井工程中是一门十分重要的钻井技术，在实际应用中，需要我们将其技术水平不断地优化和完善，切实掌握技术要点，以达到降本增效的目的。但是必须在未来的工作中加强对其的改进和优化，促进其技术潜能与优势的发挥。
参考文献
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