水井钻机与钻井技术

钻井（drilling)是利用机械设备，在地层中钻出一定尝试的孔眼的工程。其按照岩石破碎方式以及钻井工具类型，又可分为顿钻技术和旋转钻技术。

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、作为物理测井通道，获取岩层各种物理场的资料，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，能耗也会逐渐加大，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，加大了钻杆的寿命，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。