水井鉆機(jī)與鉆井技術(shù)

鉆井（drilling)是利用機(jī)械設(shè)備，在地層中鉆出一定嘗試的孔眼的工程。其按照巖石破碎方式以及鉆井工具類(lèi)型，又可分為頓鉆技術(shù)和旋轉(zhuǎn)鉆技術(shù)。

在地質(zhì)勘探和地質(zhì)工程中，利于鉆探設(shè)備向地下鉆孔，對(duì)于直徑較小、深度較大的柱狀圓孔，稱(chēng)為鉆孔。根據(jù)鉆井用途，設(shè)計(jì)不同的鉆孔直和鉆孔深度。譬如鉆探石油、天然氣以及地下水的鉆井直徑都較大。用于物理測(cè)井取巖芯等一般鉆孔偏小。

鉆井的主要功用為：

1、獲取地下實(shí)物資料，從井底獲取巖芯、巖屑、石油、水、天然氣等。

2、作為物理測(cè)井通道，獲取巖層各種物理場(chǎng)的資料，譬如用于地下軍火試驗(yàn)等。

3、作為人工通道，觀測(cè)地層中礦產(chǎn)、水文及地質(zhì)結(jié)構(gòu)等用途。

4、綜合應(yīng)用，勘探采集相結(jié)全，開(kāi)發(fā)地下資源的用途。

根據(jù)用途劃分，一般將鉆井分為地質(zhì)普查鉆井、地質(zhì)勘探鉆井、水井、工程地質(zhì)鉆井、地?zé)徙@井、石油鉆井等。

頓鉆，又稱(chēng)沖擊鉆，一般用鋼絲繩把頓鉆鉆頭送到井底，由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)游梁機(jī)構(gòu)，使游梁做上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)鋼絲繩和鉆頭產(chǎn)生上下沖擊作用，從而破碎巖石。頓鉆設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，不污染油層，但它鉆速慢、效率低，鉆孔淺，不能適應(yīng)復(fù)雜地層和深井要求，逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆所代替。

旋轉(zhuǎn)鉆是利于鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石。是當(dāng)前通用的鉆井技術(shù)。它比頓鉆速度快，并易于處理井塌、井噴等復(fù)雜情況。

按動(dòng)力傳遞方式，旋轉(zhuǎn)鉆又可分國(guó)轉(zhuǎn)盤(pán)鉆和井下動(dòng)力鉆兩種。

轉(zhuǎn)盤(pán)鉆是在鉆井平臺(tái)的裝置轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)中心有方孔，鉆柱上端方鉆桿穿過(guò)方孔，下接鉆桿和鉆頭，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)，帶動(dòng)鉆柱桿和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，從而破碎巖石，掘進(jìn)鉆孔。這種技術(shù)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是鉆桿和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，鉆得越深，使用的鉆桿就越多，轉(zhuǎn)盤(pán)所帶動(dòng)的重量就越大，鉆桿磨損也成倍增加，能耗也會(huì)逐漸加大，直到動(dòng)力機(jī)超負(fù)荷為止。

井下動(dòng)力鉆是利于井下動(dòng)力鉆具，帶動(dòng)鉆頭破碎巖石，鉆頭在鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿不轉(zhuǎn)動(dòng)，減少了鉆桿的磨損，加大了鉆桿的壽命，減少了能耗，適合鉆更深的鉆井。不過(guò)，這種技術(shù)也相對(duì)復(fù)雜，鉆井設(shè)備按功能分為旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)等，設(shè)備制造及應(yīng)用技術(shù)難度都較高，不適合小型鉆井企業(yè)的使用。