牛利寧 ，鄭錫坤

（1西安石油大學機械工程學院 陜西 西安 710065）

（2山西北方風雷工業(yè)集團有限公司 山西 侯馬 043013）

1 引言

我國石油資源豐富，其為社會經(jīng)濟的發(fā)展提供了重要的能源保障。而在應用石油資源時，首先需要做好原始石油開采工作，相較于傳統(tǒng)的石油開采來說，當前的石油開采基本上已經(jīng)實現(xiàn)了自動化，各種鉆井設備及其工具在生產(chǎn)應用中應用面也更加的廣泛。

2 石油鉆井工具的種類介紹

鉆井工具主要包含有鉆頭、鉆柱、井下動力鉆具以及穩(wěn)定器、減震器和震擊器等工具。鉆頭是鉆井時必不可少的一項工具，當前的鉆頭主要有牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和刮刀鉆頭等，不同類型的鉆頭功能和作用上也存在有一定的差異。牙輪鉆頭主要是由鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承、水眼等多個部分組成。按照牙輪結構可以將其分為銑齒型和鑲齒型，而按照軸承構造又可以將其分為密封或者是不密封。

鉆井工具包含的種類繁多，其主要有鉆頭、鉆柱、井下動力工具、減震器和穩(wěn)定器等較為常用的工具。在這些工具里面，使用頻率最高也最為常見的就是鉆頭，而鉆頭的種類也比較多，如牙輪鉆頭、金剛鉆頭以及刮刀鉆頭等就是人們在石油開采時常用的鉆頭類型，在實際開采工作中，不同類型的鉆頭所發(fā)揮的作用也有所不同。如牙輪鉆頭主要可以分為銑齒型和鑲齒型兩種類型，牙輪鉆頭的適用性比較廣泛，其基本上適用于各種類型的地層。而金剛鉆頭，質地比較堅硬，最初只適用于硬地層，但是隨著技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，該類型鉆頭的應用范圍也在不斷的擴大，這種鉆頭的價格一般都比較高，當然相較于其他幾種鉆頭來說由于材質因素的影響，金剛石的質地堅硬，因為該種鉆頭的使用壽命最長，但是由于其制造價格高昂，因此使用范圍有限[1]。

3 鉆井工具推廣運用的必要性

鉆具誕生歷史并不是十分的悠久，但其發(fā)展速度則比較快，而在過去由于生產(chǎn)條件的限制，石油開采活動基本上都是依賴于人工操作完成的，這種傳統(tǒng)的作業(yè)方式在極大的程度上提高了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)效率。而鉆井工具的推廣應用則具有較多的優(yōu)點，其具體如下。

3.1 提升工作效率

對于石油企業(yè)來說，生產(chǎn)效率是他們最為關心的一件事情，傳統(tǒng)的石油開采方法主要以人工為主，這種開采方法需要消耗大量的人力和物力，生產(chǎn)效率比較低。使用石油鉆井工具則能夠有效的提高生產(chǎn)需要，其生產(chǎn)速度大幅度提升，開采工人的勞動強度也因此降低[2]。

3.2 保障生產(chǎn)安全

石油開采是一項極為危險的工作，由于環(huán)境因素的影響，在具體的生產(chǎn)過程中，其經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的安全事故，影響石油開采工作的開展，這樣是極不利于石油企業(yè)長遠發(fā)展的，而先進的鉆井工具的使用一方面減輕了石油工人的工作負擔，同時，一些復雜的工藝都可以由工具代替，開采工作的危險系數(shù)也因此減小。

3.3 方便檢測

眾所周知，鉆井工具的主要作用就是進行原油開采，其有效的提高了開采的效率和工作質量。但是，鉆井工具的作業(yè)卻不僅僅限于原油開采，當前大部分原油開采工具都具有檢測的功能，在進行石油開采的同時，其還能夠對原油質量進行檢測，能夠清楚的探測石油油井的挖掘深度，這樣相關領域的專家也能夠結合開采情況，分析后期油井的出油量，為石油開采工作的發(fā)展做好準備。

4 鉆井工具檢測的主要內容

4.1 性能方面的內容

鉆井工具涉及到井口工具和井下工具兩個方面的內容。在具體的檢測過程中，首先需要注意的就是工具性能方面的內容，做好鉆具性能檢測對于后期的石油開采也有較多的便利。如在對鉆井工具進行檢測時，吊車是一種常用的工具，在使用吊車時要注意對吊車及其輔助結構進行檢查，注意查看不同機械構建之間的搭配關系是否恰當，這樣能夠更好的發(fā)揮設備的作用，提高工作效率[3]。

4.2 故障方面的內容

在使用鉆井工具時，由于鉆具自身材質以及外部環(huán)境等因素的影響，鉆井工具經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的故障，導致其無法正常的使用。如工具卡死在油井內部的情況就比較多，這種問題也給維修人員的工作帶來了較大的不便。因此，在進行石油鉆井工具開采的過程中，還需要做好故障檢測工作，對各種工具進行檢測，避免因此在生產(chǎn)期間給開采工作帶來不便。

4.3 電氣方面

當前，隨著電氣自動控制技術的發(fā)展和進步，越來越多的領域歷史應用電氣自動化技了，在石油開采領域也不例外，相關技術的應用減輕了工作人員的工作負擔，提高了工作的效率。但是，在設備應用過程中，由于多種因素的影響，依然存在有各種各樣的故障。因此，在使用電氣控制系統(tǒng)時，也需要做好相關的檢測工作。

5 石油鉆井自動化技術的發(fā)展和應用

5.1 鉆機和裝備的自動化

近些年來，隨著科技的發(fā)展和進步，在石油開采領域，機械設備的自動化水平可以說是越來越高，大部分鉆井工具都實現(xiàn)了智能化、自動化、信息化的功能，其適應能力比較強，工作人員在工作時只需要用計算機發(fā)布一個指令，就能夠快速的完成相關的工作，工作效率大幅度提升，而且許多設備的環(huán)境適應能力強，能夠適應各種惡劣的環(huán)境。

5.2 隨鉆測量和地質導向鉆井技術

隨鉆測量是石油鉆井工作發(fā)展史上一個重大的進步，無線傳輸方法主要有泥漿脈沖法和電磁波法。從20世紀90年代中期開始，以該技術為基礎研發(fā)出了多種設備，如LWD、PWD等技術都是其中的代表，該技術的應用，能夠適應各種地質條件復雜的油井，通過紅外線、GPS定位系統(tǒng)等，實時探測井下情況，為后期處理井下難題做好準備工作。

5.3 電子智能鉆柱技術

電子智能鉆柱技術可以根據(jù)井下硬件用電量大小確定輸電功率的大小。智能鉆柱系統(tǒng)在井下采用分布式傳感器短節(jié)，將微處理器分別安裝在傳感器內部，然后通過耦合元件將微處理器上的信息傳輸?shù)诫娏€上，進而達到鉆井的目的。

在石油鉆井工具應用過程中，各項應用技術可謂是多種多樣，而隨著科技的進步和發(fā)展，在未來還將有更多的技術應用于石油開采，企業(yè)也需要結合自身的實際發(fā)展情況，不斷的提升技術水平，采用先進的技術滿足時代發(fā)展的需要，促進我國石油業(yè)的發(fā)展，滿足社會能源需求。

總之，石油鉆井工具為石油工作的開采提供了較大的便利，而且在具體的施工過程中，其對于石油開采業(yè)的發(fā)展，對工作效率的提升有著巨大的幫助。同時，其還有效的降低了工作人員的工作強度，保證了鉆井生產(chǎn)的有序性，有助于我國石油產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展。