论文部分内容阅读
摘要：由于近些年我国干旱灾害发生的频率不断增加，范围也呈扩大的趋势，使得抗旱打井的任务越来越艰巨，故对打井技术的要求也越来越高，因为深水钻井技术在打井方面的优势，故其在抗旱方面也得到了广泛的认可，作者通过实际的工作经验，在本文对深水钻井在抗旱打井方面的优势及未来发展的趋势进行了详细的分析，以供参考。
关键词：深水钻井；干旱灾害；打井技术；发展趋势；
中图分类号：C35文献标识码： A
前言 ：
由于我国的地理环境比较特殊，尤其是中西部地区的地理与自然环境，使得干旱灾害成为我国主要的自然灾害，国家虽然对此进行了高度的关注，使得抗旱的力度有了很大的提升，但是由于各个方面的影响使得抗旱的能力总体还是偏低，效果也不是很理想，干旱灾害的范围还是在不断的扩大，所以对于用于抗旱救灾的打井技术来说就显得尤为迫切。故作者从抗旱工作如何开展、抗旱打井设备的选择、抗旱打井的技术以及发展趋势这几个方面进行了详细的分析。
1抗旱打井工作如何开展
首先要把抗旱的中的水利工作作为抗旱救灾工作中的重中之重，在保证城乡居民用水的前提下保证抗旱工作的顺利开展；其次要广开水源，打井调水，并确保能够为干旱地区提供应急的补充与调节水源，使灾区的人民能够在第一时间有足够的水源，不至于对基本的生活造成恶劣的影响；再次还要完善水井运行的管理制度，在抗旱救灾工作中要对抗旱用的水井进行合理的管理，保证水井能够完全的为旱区的人民服务，并保证水井的抗旱作用发挥到最大；还有就是要加大抗旱的宣传力度，提高人民群众抗旱救灾的积极主动性，以及紧迫性与重要性，并大力推广节水抗旱的种植技术，减少水资源的消耗，加大防治水污染的力度；最后要加强城乡居民生活用水的管理，树立全民节水意识，对谁资源进行合理优化配置。
2抗旱打井设备的选择
当前我国的水井钻机品种有很多，但是与小口径的地质勘探钻机从性能上比较还是有非常明显的区别。所以施工时要依据施工的环境条件以及方案来进行钻井的选择，一定要选择不仅质量可靠，而且性能稳定、信誉好及售后服务好的品牌。从抗旱打井的具体情况来看，一般的孔深大多在150至500米之间，孔径也在450厘米以内，考虑到要下井管，需安装抽水设备，故要选择回转扭矩大，提升能力大及搬迁、移动性能好的钻井。
从近年来发生干旱灾害的地区来看，一般都在边远的山区及交通不便的地方，在这样的地方，散装的转盘钻机就比较适合，有些地方也可以用车装式、拖车式和履带式的钻机，这主要是依据干旱地区的实际情况来确定的。对一些机械式散装钻机，因为操作比较简单，可以经过简单培训就能够运用，但是对于一些结构比较复杂或全液压动力头钻机，就需要进行专门的培训，否则就会给工作造成不便，甚至导致设备损坏或造成安全事故隐患。还有就是选择钻机时也要考虑配件更换是否方便，价格是否合理而且配件是否通用具有可替代性。保证钻井能够很好的运用到抗旱打井的工作中，避免因为钻井的选择而导致抗旱救灾工作被延误。
3 抗旱打井的主要钻进技术
传统的水文水井钻探技术通常以水或者泥浆作为携带岩屑冷却钻头与保护孔壁的钻进循环介质，在使用过程中不仅钻进的效率较低、成本较高而且容易堵塞含水层，影响出水量。再加上旱区自身就受到缺水的困扰，如果再用水钻进无形之中又加增了旱区人民的用水困难。所以，提高钻进的效率、降低施工的成本、增加出水量是亟待解决的问题。而复杂地层气动潜孔锤跟管钻进技术、气动潜孔锤高效钻进技术与基岩水井压裂增水这些新技术。由于是“节水型”钻探技术使得其在抗旱打井工作中发挥了极其重要的作用，深受旱区人民的欢迎。 近些年，多工艺空气钻进技术得到了广泛的应用，此工艺特别适合于干旱缺水地区。主要优点有：钻进效率高，钻探成本低，钻进过程中不会因缺水而发生停钻，从而增加了纯钻进的时间，大大缩短了施工的时间。 把空气作为钻孔冲洗介质使用，现在已成为钻探施工行业中应用的热门技术，不单单在抗旱打井中取得了很好的效果，而且应用领域也不断的扩大，得到了大家的认可。 通过各地抗旱打井所采用工艺方法有力的说明，在硬岩与砾岩中使用空气钻进最好使用气动潜孔锤钻进。
4 深水钻井技术未来的发展趋势
4.1未来深水钻井技术在提高工程质量，更好地保护油气层，准确地监控井眼轨迹方面的发展。提高井下数据的传输速率，完善双向通讯目标，钻井目标的复杂化对井眼轨迹的控制精度提出了更高的要求。
4.1.2随钻测井（LWD）、随钻测量（MWD）、地质导向与旋转闭环导向钻井系统是提高井眼轨迹控制精度的重要手段，并得到了广泛的使用。当前所使用的LWD与MWD的数据传输途径是泥浆脉冲或者电磁波，但是它们的数据传输速率太慢，不能很好地满足实际需求中对钻井井下数据传输的新要求。近年来，国外相关技术人员一直在探索新的数据传输方式，有光纤、声波与有缆钻杆。声波信道与用于常规钻杆的光纤信道仍然在研究当中。在有缆钻杆领域，目前投入商业应用的只有美国国际服务公司的"软连接"有缆钻杆，即智能钻杆。智能钻杆电缆之间通过电磁感应而实现"软连接"，其特点是：数据传输速度快、容量大而且及时；真正实现了双向通讯；适用于包括欠平衡钻井、气体钻井在内的任何井况下的数据传输。
4.1.2同时还要发展随钻的前视功能，完善地质导向， 地质导向是LWD与MWD技术取得的的重大突破，但是目前的地质导向仪距钻头的距离仅仅在0.91米以上，只能测量刚钻井眼的地质参数与工程参数，并不能探测钻头前方的地质情况。所以，需要发展随钻地震等具有随钻前视功能的技术，以便能够及时的发现前方的目标，更好地进行地质导向和储层导向。
4.1.3旋转导向钻井系统的应用已经取代滑动导向钻井系统广泛应用于相关工程中。
4.2深水钻井技术在提高钻井效率方面的发展。
近几年，钻井日费暴涨，提高钻速就显得尤为重要，对深井钻井与深水钻井来说更是如此。为提高机械钻速，人们一直在探索破岩的先进方式，例如爆破法钻井、化学溶解法钻井、电火花钻井、热散裂钻井、微波钻井以及岩熔炉钻井等。近年来，国外还在探索中的破岩技术主要有激光钻井、等离子体通道钻井。
激光钻井是利用高能激光破碎、熔化与蒸发岩石来达到破岩的。等离子体通道钻井技术，其技术核心是高电压脉冲能量技术。其破岩机理就是用电法雾化岩石。
对高温高压深井钻井技术的改进，可进一步提高钻井的速度，降低钻井的成本 为使深井钻得更快、更深、更环保、更经济的效果，美国能源部建立了一个深井钻井计划即Deep Trek计划，旨在组织开发一些新技术与新工具来提高深井钻井完井的效率，从而降低深井钻井完井的成本。Deep Trek计划侧重于4个关键领域的技术开发，即智能钻井系统、高科技材料、先进的深井钻井完井方法与新的钻头技术。该计划是一系列技术创新的集成，是当今钻井技术前沿的集中体现，代表新一代的深井钻井技术，反映了深井钻井技术的发展方向。
4.2.1钻机的智能化、多样化、自动化以及数字化。
钻机的多样性主要表现在出现了适应不同地面条件、井深以及作业需要的大、中、小型商务钻机，包括各种的陆地钻机、车载钻机、海洋钻机与连续管钻机等。
4.2.2自动化钻机分为交流变频电驱动与液压驱动两类，特点是：一是能够实现包括传送、送钻、上卸扣、排放及堆放在内的所有管子操作的自动化；二是在很大程度上减少了钻井的作业人员，钻台与二层台上不再有钻工；三是很大程度上减轻了司钻的劳动强度与人为失误；四是运移性能好，安装及拆卸比较方便而且占地面积小；五是能显著的提高作业的效率与安全性能。
4.2.3直井防斜打快技术的应用
傳统的防斜技术大多使用"轻压吊打"，以牺牲钻速作为代价，近年的偏轴钻具、偏心钻具及柔性钻具等钻具组合，虽然有了一定改进，但对高陡构造及造斜能力强的地层井斜控制的效果仍不是非常理想。现代防斜技术的核心是提高井身的质量与钻速之间的矛盾，所以必须要突破传统观念的束缚，积极探索新的防斜技术。
5结语
抗旱打井工作，不仅需要政府给与大力的支持以外还需要专业的技术人员提供技术上的支持，充分发挥多方面面的积极协作作用，才能很好的为抗旱救灾工作服务，而抗旱打井的技术是整个抗旱工作中的重中之重，所以对抗旱打井技术的提高是非常必要的。只有这样才能在未来的抗旱工作中发挥巨大的作用。
参考文献：
[1] 陈鑫发,牛建设. 空气潜孔锤钻进技术在豫西抗旱找水打井施工中的应用[J]. 探矿工程-岩土钻掘工程. ISTIC -2011(10).
[2] 贾福浩. 我国抗旱打井的若干技术问题[J]. 商品与质量·建筑与发展 . -2013(8)
[3] 许刘万,王艳丽,于保国. 我国抗旱打井的若干技术问题[J]. 地质装备.-2012(3)
关键词：深水钻井；干旱灾害；打井技术；发展趋势；
中图分类号：C35文献标识码： A
前言 ：
由于我国的地理环境比较特殊，尤其是中西部地区的地理与自然环境，使得干旱灾害成为我国主要的自然灾害，国家虽然对此进行了高度的关注，使得抗旱的力度有了很大的提升，但是由于各个方面的影响使得抗旱的能力总体还是偏低，效果也不是很理想，干旱灾害的范围还是在不断的扩大，所以对于用于抗旱救灾的打井技术来说就显得尤为迫切。故作者从抗旱工作如何开展、抗旱打井设备的选择、抗旱打井的技术以及发展趋势这几个方面进行了详细的分析。
1抗旱打井工作如何开展
首先要把抗旱的中的水利工作作为抗旱救灾工作中的重中之重，在保证城乡居民用水的前提下保证抗旱工作的顺利开展；其次要广开水源，打井调水，并确保能够为干旱地区提供应急的补充与调节水源，使灾区的人民能够在第一时间有足够的水源，不至于对基本的生活造成恶劣的影响；再次还要完善水井运行的管理制度，在抗旱救灾工作中要对抗旱用的水井进行合理的管理，保证水井能够完全的为旱区的人民服务，并保证水井的抗旱作用发挥到最大；还有就是要加大抗旱的宣传力度，提高人民群众抗旱救灾的积极主动性，以及紧迫性与重要性，并大力推广节水抗旱的种植技术，减少水资源的消耗，加大防治水污染的力度；最后要加强城乡居民生活用水的管理，树立全民节水意识，对谁资源进行合理优化配置。
2抗旱打井设备的选择
当前我国的水井钻机品种有很多，但是与小口径的地质勘探钻机从性能上比较还是有非常明显的区别。所以施工时要依据施工的环境条件以及方案来进行钻井的选择，一定要选择不仅质量可靠，而且性能稳定、信誉好及售后服务好的品牌。从抗旱打井的具体情况来看，一般的孔深大多在150至500米之间，孔径也在450厘米以内，考虑到要下井管，需安装抽水设备，故要选择回转扭矩大，提升能力大及搬迁、移动性能好的钻井。
从近年来发生干旱灾害的地区来看，一般都在边远的山区及交通不便的地方，在这样的地方，散装的转盘钻机就比较适合，有些地方也可以用车装式、拖车式和履带式的钻机，这主要是依据干旱地区的实际情况来确定的。对一些机械式散装钻机，因为操作比较简单，可以经过简单培训就能够运用，但是对于一些结构比较复杂或全液压动力头钻机，就需要进行专门的培训，否则就会给工作造成不便，甚至导致设备损坏或造成安全事故隐患。还有就是选择钻机时也要考虑配件更换是否方便，价格是否合理而且配件是否通用具有可替代性。保证钻井能够很好的运用到抗旱打井的工作中，避免因为钻井的选择而导致抗旱救灾工作被延误。
3 抗旱打井的主要钻进技术
传统的水文水井钻探技术通常以水或者泥浆作为携带岩屑冷却钻头与保护孔壁的钻进循环介质，在使用过程中不仅钻进的效率较低、成本较高而且容易堵塞含水层，影响出水量。再加上旱区自身就受到缺水的困扰，如果再用水钻进无形之中又加增了旱区人民的用水困难。所以，提高钻进的效率、降低施工的成本、增加出水量是亟待解决的问题。而复杂地层气动潜孔锤跟管钻进技术、气动潜孔锤高效钻进技术与基岩水井压裂增水这些新技术。由于是“节水型”钻探技术使得其在抗旱打井工作中发挥了极其重要的作用，深受旱区人民的欢迎。 近些年，多工艺空气钻进技术得到了广泛的应用，此工艺特别适合于干旱缺水地区。主要优点有：钻进效率高，钻探成本低，钻进过程中不会因缺水而发生停钻，从而增加了纯钻进的时间，大大缩短了施工的时间。 把空气作为钻孔冲洗介质使用，现在已成为钻探施工行业中应用的热门技术，不单单在抗旱打井中取得了很好的效果，而且应用领域也不断的扩大，得到了大家的认可。 通过各地抗旱打井所采用工艺方法有力的说明，在硬岩与砾岩中使用空气钻进最好使用气动潜孔锤钻进。
4 深水钻井技术未来的发展趋势
4.1未来深水钻井技术在提高工程质量，更好地保护油气层，准确地监控井眼轨迹方面的发展。提高井下数据的传输速率，完善双向通讯目标，钻井目标的复杂化对井眼轨迹的控制精度提出了更高的要求。
4.1.2随钻测井（LWD）、随钻测量（MWD）、地质导向与旋转闭环导向钻井系统是提高井眼轨迹控制精度的重要手段，并得到了广泛的使用。当前所使用的LWD与MWD的数据传输途径是泥浆脉冲或者电磁波，但是它们的数据传输速率太慢，不能很好地满足实际需求中对钻井井下数据传输的新要求。近年来，国外相关技术人员一直在探索新的数据传输方式，有光纤、声波与有缆钻杆。声波信道与用于常规钻杆的光纤信道仍然在研究当中。在有缆钻杆领域，目前投入商业应用的只有美国国际服务公司的"软连接"有缆钻杆，即智能钻杆。智能钻杆电缆之间通过电磁感应而实现"软连接"，其特点是：数据传输速度快、容量大而且及时；真正实现了双向通讯；适用于包括欠平衡钻井、气体钻井在内的任何井况下的数据传输。
4.1.2同时还要发展随钻的前视功能，完善地质导向， 地质导向是LWD与MWD技术取得的的重大突破，但是目前的地质导向仪距钻头的距离仅仅在0.91米以上，只能测量刚钻井眼的地质参数与工程参数，并不能探测钻头前方的地质情况。所以，需要发展随钻地震等具有随钻前视功能的技术，以便能够及时的发现前方的目标，更好地进行地质导向和储层导向。
4.1.3旋转导向钻井系统的应用已经取代滑动导向钻井系统广泛应用于相关工程中。
4.2深水钻井技术在提高钻井效率方面的发展。
近几年，钻井日费暴涨，提高钻速就显得尤为重要，对深井钻井与深水钻井来说更是如此。为提高机械钻速，人们一直在探索破岩的先进方式，例如爆破法钻井、化学溶解法钻井、电火花钻井、热散裂钻井、微波钻井以及岩熔炉钻井等。近年来，国外还在探索中的破岩技术主要有激光钻井、等离子体通道钻井。
激光钻井是利用高能激光破碎、熔化与蒸发岩石来达到破岩的。等离子体通道钻井技术，其技术核心是高电压脉冲能量技术。其破岩机理就是用电法雾化岩石。
对高温高压深井钻井技术的改进，可进一步提高钻井的速度，降低钻井的成本 为使深井钻得更快、更深、更环保、更经济的效果，美国能源部建立了一个深井钻井计划即Deep Trek计划，旨在组织开发一些新技术与新工具来提高深井钻井完井的效率，从而降低深井钻井完井的成本。Deep Trek计划侧重于4个关键领域的技术开发，即智能钻井系统、高科技材料、先进的深井钻井完井方法与新的钻头技术。该计划是一系列技术创新的集成，是当今钻井技术前沿的集中体现，代表新一代的深井钻井技术，反映了深井钻井技术的发展方向。
4.2.1钻机的智能化、多样化、自动化以及数字化。
钻机的多样性主要表现在出现了适应不同地面条件、井深以及作业需要的大、中、小型商务钻机，包括各种的陆地钻机、车载钻机、海洋钻机与连续管钻机等。
4.2.2自动化钻机分为交流变频电驱动与液压驱动两类，特点是：一是能够实现包括传送、送钻、上卸扣、排放及堆放在内的所有管子操作的自动化；二是在很大程度上减少了钻井的作业人员，钻台与二层台上不再有钻工；三是很大程度上减轻了司钻的劳动强度与人为失误；四是运移性能好，安装及拆卸比较方便而且占地面积小；五是能显著的提高作业的效率与安全性能。
4.2.3直井防斜打快技术的应用
傳统的防斜技术大多使用"轻压吊打"，以牺牲钻速作为代价，近年的偏轴钻具、偏心钻具及柔性钻具等钻具组合，虽然有了一定改进，但对高陡构造及造斜能力强的地层井斜控制的效果仍不是非常理想。现代防斜技术的核心是提高井身的质量与钻速之间的矛盾，所以必须要突破传统观念的束缚，积极探索新的防斜技术。
5结语
抗旱打井工作，不仅需要政府给与大力的支持以外还需要专业的技术人员提供技术上的支持，充分发挥多方面面的积极协作作用，才能很好的为抗旱救灾工作服务，而抗旱打井的技术是整个抗旱工作中的重中之重，所以对抗旱打井技术的提高是非常必要的。只有这样才能在未来的抗旱工作中发挥巨大的作用。
参考文献：
[1] 陈鑫发,牛建设. 空气潜孔锤钻进技术在豫西抗旱找水打井施工中的应用[J]. 探矿工程-岩土钻掘工程. ISTIC -2011(10).
[2] 贾福浩. 我国抗旱打井的若干技术问题[J]. 商品与质量·建筑与发展 . -2013(8)
[3] 许刘万,王艳丽,于保国. 我国抗旱打井的若干技术问题[J]. 地质装备.-2012(3)