钻井工程中影响钻井机械速度的因素及对策

陈伟

摘 要：就现阶段而言，随着我国社会经济的飞速发展，人们对于天然气、石油等能源的需求日益增加。为了能够保证对于我国经济建设所需能源的有效供应，就需要提高能源的开采效率。而在实际的钻井过程中，钻井机械的速度会受到多方面因素的影响，本文通过分析影响钻井机械速度的速度，并有针对性地提出了相应的对策，希望能够对相关工作人员有所帮助。

关键词：钻井工程;钻井机械速度;因素及对策

我国的社会越是快速发展，人们对于能源的需求就越是迫切，尤其是对于一些如石油、天然气等能源的需求更是与日俱增。在进行能源开采时，需要开展钻井工程，为了能够更好地为社会提供能源支持，提高钻井的工作效率势在必行。

1 钻井工程中影响钻井机械速度的因素

1.1 地质因素

在进行能源的开采过程中，大多数都是在深地层进行作业，由于地层的整体结构很复杂，所以在进行钻井机械作业时不可避免地会遇到各种各样的地质问题，给钻井机械速度产生极大的影响。对地质进行勘察会对钻井设备的选择有一定影响，如果地质勘察的结果不够准确，就很有可能导致钻井机械设备选择不合理，降低钻井机械的速度。在深地层中，无论是岩石结构还是地质构造都很复杂，这就使得在进行钻井的过程中，容易出现各种的地质问题，例如土方坍塌、硕石脱落等，再加上钻井机械会随着工作的进行，机械温度逐渐升高，在很大程度上会给钻井机械造成损害，不仅会影响机械的速度，还会使得机械设备无法正常运行，降低机械的工作效率[1]。

1.2 钻井方式因素

在进行钻井的过程中，对于钻井方式的选择极为重要，不仅会直接影响到钻井的速度和能源开采效率，甚至还会在很大程度上决定能否顺利完成开采工作。就目前而言，钻井的主要工作方式还是传统钻井方式，工作流程如下：应用破岩技术对地层的顶部和中部进行处理，当遇到的地层岩石过于坚硬时，会严重降低钻井机械的速度。同时，传统的钻井方式整体上的钻井速度就是在不断降低的，而影响钻井机械效率的关键因素就是相关钻井技术的优劣。因此，要想有效提高钻井机械的速度和工作效率，就需要不断改良钻井的相关技术，从而完善钻井方式，更好地进行能源开采。

1.3 钻井机械设备因素

在进行钻井的过程中，影响钻井机械速度与工作效率的因素很多，其中钻井机械设备的质量好坏是很重要的因素之一[2]。而会对钻井机械设备质量产生影响的因素主要有研发资金、科研实力、设备投入使用的周期等，这些因素会严重影响到钻井机械设备的质量更新，从而影响整个钻井工程的工作效率。除此之外，钻井机械设备的能量供应水平以及运行性能等也会给设备的运行速度产生极大的影响，一方面是钻井机械设备本身具备很多的构件，例如钻机、钻杆、钻头和清洗设备等，其中任何一个构件出现问题，都很可能会影响到钻井机械的整体运行效果;另一方面在进行井下作业的过程中，也会受到多种因素的制约，例如钻井机械在运行的时候容易出现功能不足等现象，严重影响机械的正常工作。

1.4 钻井液方面的因素

所谓的钻井液，是进行钻井工作时必不可少的一种材料，会对钻井机械的运行速度产生极大的影响，将钻井液的相关作业质量提升，能够在很大程度上提高钻井机械的工作速度和效率。使用钻井液的主要目的是为了防止出现土方坍塌、井道直径扩张或者是温度下降等问题，从而更好地保证钻井机械能够正常运行，提高钻井机械的工作速度。除此之外，使用钻井液还能够有效防止因为井下压力过大而降低钻井机械的运行速度，让钻井机械可以一直顺利地进行工作。

2 提升钻井机械速度的对策

2.1 加强地质勘察工作

为了保证钻井工作能够顺利进行，减少各种不利因素对于钻井机械速度产生的影響，需要相关的工作人员做好大量的准备工作，其中，做好地质勘察工作极为重要，能够为后续制定详细的钻井工作方案提供参考，为更好地完成钻井工作奠定基础。

在进行地质勘察的过程中，相关工作人员需要运用比较先进的勘察设备和技术来获取准确的地质信息和资料。在这样的基础上与其他相关资料进行综合，对开采地实际的地质情况展开准确分析，从而选择最科学、合理的钻井方式以及机械设备，并制定出详细的钻井方案。这样，可以最大限度地减少在钻井工作中出现的各种问题，有效提高钻井机械的速度，保证能源开采的效率[3]。

2.2 完善钻井机械设备

在进行钻井的过程中，钻井机械设备是其中必不可少的一部分，会在很大程度上影响钻井工作的效率，因此，完善钻井机械设备就显得尤为重要。从喷射钻井的理论中可以获知，射流的冲击力与水力冲岩的效果有着密切联系，它的抗张能力与抗内压能力都比岩石的抗外压能力弱，这就容易使得岩石在一定的水力作用之下产生水力破碎或压裂的现象。除此之外，比较大型号的钻头，其速度会受到钻头破岩的能量影响，如果没有足够的钻头破岩能量进行供应，那么很大程度上大型号钻头的速度会降低。岩层的土质在井径比较宽的井段中是相对松软一些的，如果能够最大限度地将水力射流的能量发挥出来，那么机械钻头会受到水力高压射流的作用而提高其破岩能力，提高钻井机械的速度，从而更好地保障钻进工程顺利、高效地进行。

2.3 提高钻井技术

基于旋转钻井角度来提高钻井机械的速度以及效率，需要重点注意增加钻头在岩底的破岩能力，为了能够更好地实现这个目标，不仅需要对钻井机械的钻压进行合理改善，还需要注重钻井机械钻速的改善。影响钻井机械钻压和钻速技术改进的因素有很多，就目前而言，对于钻井机械的改进目的主要是基于当前的技术能力水平来促进钻速的提升。提高钻井机械钻速的方式主要有两种，一方面是增加转盘的转速，或者是应用顶部的驱动装置来实现提高钻井机械钻速的目的;另一方面，主要是通过对复合钻井技术的运用，也就是结合低速旋转的钻柱与井下的动力钻具来提高钻井机械的钻速。但是，钻井机械的钻速提高幅度会受到钻机能力和钻具强度的限制，因此，为了能够更有效地提高钻井机械的钻速，可以复合钻井技术里的PDC+井下动力钻具，并将PDC的钻头和高转速剪切地层的相适宜特性充分地发挥出来，这样，在提高PDC钻头钻速的同时，也可以有效地提高其进行机械破岩的能量[4]。

2.4 优化钻井液体系设计

众所周知，钻井液是影响钻井机械速度的一个重要因素，为了能够有效地提高钻井机械的速度和效率，可以通过优化钻井液体系来实现。对钻井液体系进行优化，不仅需要将施工现场的试验数据用来作为相应的优化数据，还需要结合一些实践检验，依据不同地层对于钻井的实际要求来优化其中的钻井液体系。换句话说，在循环使用钻井液的过程中，需要根据其不同的密度来进行压力系统的改进及优化，从而达到优化钻井液体系状态的效果，这样能够有效避免发生井喷或井漏等事故。除此之外，钻井液也能够在高效应用钻井液体系的情况下顺利、安全进行钻井工作，可以有效促进钻井机械钻速的提升。

3 结束语

综上所述，在进行钻井的过程中，钻井机械的速度会受到诸多因素的影响，这些因素中有一部分是相关的钻井工作人员能够进行控制的。而钻井工作人员要想有效控制这些因素对钻井工作的影响，首先需要他们对于开采地的地质结构有一个详细的勘察，再选用先进的钻井技术和设备、改良钻井液体系等，对钻井工程的相关参数进行控制，这样能够有效地提高钻井机械的速度和效率，并且提高能源的开采率，促进我国的能源产业发展，更好地保障我国能源安全。

参考文献：

[1]程音馨.钻井工程中影响钻井机械速度的因素及措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（3）：18-19.

[2]司玉龙.钻井工程中影响钻井机械速度的因素及措施分析[J].科技创新导报，2015，12（11）：62.

[3]魏莉爽.影响钻井机械速度的原因及解决策略分析[J].百科论坛电子杂志，2018，（1）：255.

[4]马月.钻井机械速度的影响因素与处理建议的探讨[J].中国战略新兴产业，2019，（16）：218.