石油鉆井的鉆頭選擇及研究

　　在石油開采這一工作中，鉆井作業可謂是尤為重要的一部分，鉆井質量與鉆井效率直接關系到后期石油開采效率。鉆頭的選擇與鉆井液的確定對鉆井作業具有十分重大的影響。為此，石油開采企業有必要對石油鉆井的鉆頭選擇與鉆井液的確定方面的問題引起高度重視，以此確保鉆井質量與效率，鑒于此，本文對“石油鉆井的鉆頭選擇及研究”進行更深層次的分析具有極為重要的現實意義。

　　1.石油鉆井的鉆頭選擇分析

　　鉆頭作為鉆井作業中尤為重要的組成部分，其主要是在機械帶動下高速旋轉，以此完成對巖石的磨削，同時利用鉆頭向下作用，以此完成油井的鉆探。就目前石油行業所采用的鉆頭而言，主要有兩種，分別是牙輪鉆頭與金剛石鉆頭。在不同開采環境條件下，所選擇的鉆頭形狀與規格存在一定的差異性，其中鉆頭的選擇，不僅僅關系到鉆井效率與質量，還對鉆井成本具有較大的影響，究其原因在于鉆井作業，一旦遭遇堅硬的巖石將會對鉆頭造成損傷，嚴重的情況下，直接崩斷鉆頭[1]。為此，石油開采企業有必要合理選擇鉆頭，以此確保鉆井效率與質量，并有效降低鉆井成本。

　　牙輪鉆頭，在現如今的鉆井作業中，已然得到了廣泛的應用。從結構角度而言，牙輪鉆頭主要分為五部分，分別是鉆頭體、巴掌、軸承、牙輪以及水眼[2]。在鉆井作業過程中，牙輪鉆頭的使用一旦需要使用密封噴射式鉆頭，則需要建立儲油補償系統。牙輪鉆頭上部具有較多的螺紋，其主要作用是連接鉆頭與鉆柱；牙輪鉆頭下部則由牙輪結構組成，一共含有三個巴掌。在實際操作當中，通常情況下需要將鉆頭牙輪安裝在牙輪軸上，便于通過切削完成巖石破損工作。同時牙輪鉆頭上往往包含一些水眼，水眼的作用主要是方便鉆井液的流入。鉆井作業中鉆頭過層，其主要是利用橫向剪切與縱向振動作用力，以此完成鉆井作業。在實際的鉆井作業過程中，牙輪鉆頭的選擇，則需要工作人員對油井地區的地質條件進行必要的勘探，同時結合鉆井位置的巖石特點，選擇合適的鉆頭[3]。值得注意的是在勘探油井地區的地質條件時，需要對其進行必要的研磨性試驗，并完成對實際鉆井段深淺的測驗。除此之外，相關工作人員還需要對地層中軟硬交叉層進行勘察，以此避免鉆頭的損壞。

　　金剛石鉆頭，主要是利用金剛石材料制作而成的鉆井刀具，由于金剛石材料較為堅硬，通常情況下，其制作而成的刀具主要用于切削[4]。縱觀當前金剛石鉆頭主要有兩種類型，分別是普通金剛石鉆頭與聚晶金剛石復合片鉆頭，當中聚晶金剛石復合片鉆頭的應用較為廣泛，并且適用性較強，可在軟、中、硬質地層中使用，普通金剛石鉆頭則只能使用于鉆井地質較硬與研磨性較高的地層。從結構角度而言，普通金剛石鉆頭由四部分組成，分別是鉆頭體、胎體、噴嘴以及金剛石顆粒；聚晶金剛石復合片鉆頭則由鉆頭體、胎體、噴嘴以及金剛石復合片組成[5]。在具體的鉆井作業中，金剛石鉆頭的選擇，由于其具有良好的切割性能，可以配合較高的鉆速。然而在實際操作中，相關工作人員需要對金剛石質地較脆、抗沖擊性較差等特點引起高度重視，并且嚴格按照相關規定操作此類鉆頭。除此之外，由于金剛石鉆頭熱穩定性差，就需要在完成鉆井作業時，及時完成鉆頭清洗工作，確保鉆頭的冷卻性能。與此同時，金剛石鉆頭成本較高，為此有必要合理使用金剛石鉆頭。

　　2.石油鉆井的鉆井液確定分析

　　2.1 鉆井液概述

　　鉆井液作為石油鉆井的必備介質，可謂是石油鉆井的血液。鉆井液的具體作用為清洗井底異物，以此確保鉆井作業的順利進行。究其原因在于鉆井液的使用，可以將巖屑等雜質清除到地面。除此之外，鉆井液可以用于鉆頭的清理與冷卻，以此確保鉆井工作效率與質量。近年來，鉆井技術得以迅速發展，鉆井液發生了巨大的變化，并且市場中出現了更多的種類，就目前鉆井作業中使用較為廣泛的鉆井液有以下幾種，分別是清水鉆井液、泥漿鉆井液以及高分子鉆井液等。然而從鉆井液類型角度而言，可以分為三種。液相鉆井液主要由水或者油構成，屬于連續相類型的鉆井液；活性固相鉆井液則是由水、油以及膨潤土組成，當中膨潤土的來源鉆井作業中進入的造漿粘土，亦或者是油基鉆井液當中含有的膨潤土；惰性固相鉆井液主要是由鉆削與多種材料組成，在實際配置鉆井液時，需要結合鉆井實際需求，合理配置鉆井液，以此確保配置的鉆井液具有完善的功效。在鉆井作業過程中，鉆井液的確定則可以有效控制鉆頭平衡，從而確保鉆井效果良好。

　　2.2 密度的確定

　　就目前鉆井作業而言，鉆井液的確定需要完成多項工作，當中較為重要的工作有環空壓耗、地層細縫壓力確定以及密度計算等。究其原因鉆井液性能是否能夠充分發揮，關鍵在于是否能夠確定鉆井液的密度。為此，鉆井液的確定，實質為鉆井液密度的確定。關于密度的確定，主要從以下幾個方面入手：首先，鉆井液的密度與環空壓耗緊密相連，這就需要率先確定環空壓耗，從而進一步確定鉆井液密度。值得注意的是鉆井處于噴射狀態時，相關工作人員需要完成油泵排量的控制。設計與安裝平衡石油鉆井排油泵時，則需要嚴格按照油井噴射情況，同時確保鉆頭功率達到最大、在此條件下，石油鉆井液便具有較為穩定的循環流動狀態，從而有助于確保鉆井工作效率與質量。然而針對一些特殊狀況，例如失去平衡的鉆井則需要通過增加油井控制的可靠性，避免由于鉆井液的穩定流動導致裸眼油氣層被沖刷。通常情況下，此類情況的處理方式為控制鉆井液排量，從而促使其處于層流狀態。其次，鉆井液密度與鉆井地層縫隙的壓力具有著一定的聯系，為此可以通過有效測試方式完成地下壓力測試，從而有效確定鉆井液的密度。就目前所采取的聲波測試方法，需要嚴格按照油井的深度與大小選擇合適的測試方法，最終通過數據分析與計算加以確定。

　　3.結語

　　綜上所述，在石油開采作業中，石油鉆井工作可謂是十分重要的一部分，然而鉆井的選擇與鉆井液的確定對鉆井效率與質量具有十分重要的影響。為此，石油開采企業工作人員有必要重視起鉆頭的選擇與鉆井液的確定，結合油井實際情況，合理選擇鉆頭，并合理使用鉆井液，以此確保鉆井工作的順利完成。鑒于此，本文對石油鉆井的鉆頭選擇與研究問題展開研究，對石油鉆井工作的開展具有十分重要的現實意義。