钻井：习惯仰慕高度，往往忘了深度

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-20 10:21:43

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本帖最后由刘萝卜锅于 2019-7-20 10:24 编辑

品质源于技术服务源于态度

这是阿什卡微信公众号的第658篇原创文章

首发于2019年7月7日

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如果你被隔壁装修的电钻声折磨得生无可恋，可以围观我们钻井人的日常，开心一下。

敕勒川，阴山下。我们踏地顶天，挟钻透地壳之豪情，喊出一句“石油工人一声吼，地球也要抖三抖”时，土著一眼看透本质，笑道：“石油工人一声吼，娶个老婆没户口。”

客官，您要钻个什么井？

油气勘探开发，钻井是必须的。给勘探一锤定音，给开发拿下头阵。

前两集又是勘察又是地震，终于怀疑自家地里有宝，咋整？钻呗。

讲真，容易得很。高精尖的设备，从容地往预定置一摆，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，直达油气层——这就是钻井。

改编自2010年美国墨西哥湾原油泄漏事件的电影《深海浩劫》，在片头就由男主角的女儿生动演示了什么叫钻井。

她将象征地层的密封可乐罐摇晃了一下，然后将一根圆管插入其中，这里圆管好比钻井所建立的井筒，而她往管里灌入的蜂蜜，就好比用钻井泥浆平衡地层高压，压住地层流体并不断向深处钻进的操作。

往细了说，“地层小店”的菜单上钻井种类眼花缭乱：

按钻井目的分，有勘探井和生产井这两种石油钻井；

按井眼轨迹形式分，则为垂直井和定向井，定向井又包括斜直井和水平井；

按钻井的环境条件分为陆地钻井和海洋钻井，海洋钻井又按钻井装置分固定钻井和浮式钻井；

按井眼深度分为浅井、中深井、深井、超深井、特超深井等；

按任务需要分，有基准井、剖面井、参数井、构造井、资料井、检查井、观察井等等。

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-20 10:23:22

打个孔，有那么难吗？

钻深井难，钻井人都知道。但多数人不理解：古人想飞上天100米都做不到，却可以钻上千米的井；现代人早已踏上月球，航天器更是上火星、探木星、访土星，飞过了冥王星，往下钻个几万米不是事儿吧？钻就完了！

听到这种话，前苏联的几千名钻井专家会喷出一口老血。

1956年，美国一帮地质学家想钻透地壳，看看下面到底是些啥玩意儿，于是申请了3亿美金，选了瓜德罗普岛附近比较薄的地壳，开启了“莫霍面钻探计划”。

但是开钻没多久，就发现最初的想法太天真：海底的地壳薄不假，但是，钻探船漂在海面上，垂下几千米钻杆，去钻海底岩层，相当于站在高楼上拿着一根又细又长的干面条，朝着底下的柏油马路钻孔。这个难度，从材料到工具，很多东西要重新发明制造，3亿美金，杯水车薪。

想申请更多资金，美国众议院没通过，于是计划就打了水漂。

当时美苏冷战，苏联一看老美计划失败，就兴致勃勃要掰掰手腕，不惜一切代价超越美帝。1970年，苏联集结了上千名技术专家到科拉半岛，开始了 “地球望远镜计划”，要钻透地壳。

前7000米算比较顺利，毕竟苏联钻探技术的底子还是不错的。但是，越往下越难。花了13年时间，到1983年，终于钻到12000米深度——可以说相当了不起了。但是，离钻透地壳，还差得远呢。说的不是距离，而是难度。到达一定深度，向下钻的难度，就随深度呈几何梯级增长。

难在哪呢？主要是“三高”：

一是高温。地层温度，大概每深百米上升3℃，超万米处，温度将达到300摄氏度以上。钻头和岩石高速摩擦还要生热呢。那么孔底马达、震击器、轴承密封这些材料要受得了才行。

二是高压。一万多米处，井内泥浆压力将达到175MPa以上，地层压力将达到400MPa。工具、仪器要耐得住才行。

三是高地应力。也就是岩层本身的压力，十多公里高的岩层高压，加上高温，井壁垮塌、卡钻就避免不了了，所以，一边钻，一边处理事故是常态。

所以，接下来的10年，一共继续向下钻了262米，就再也钻不下去了，钱、技术都受不了了。12262米，是人类迄今为止的钻深记录。

△科拉超深井，现在只能看见封帽。

PS：写这个深度时可能刚干掉一瓶伏特加

如果把地球比作一个苹果，我们连苹果外面那层薄皮都没钻透。

我们接着聊常规技术。

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-20 10:25:52

下单，上“餐具”！

要想真的钻一口心目中锁定的好井，这八大钻井系统缺一不可，一如没了拆蟹八大件，那个优雅秀丽的江南女子吃蟹也就无法优雅地下口了。

首先呢，是三大工作机组——起升系统、旋转系统和循环系统，三者协调工作即可完成钻井作业。

起升系统包括用以悬挂游动系统的井架、游动系统（天车游车大钩钢丝绳）、绞车、辅助绞车、辅助刹车等，一句话就是为了起下钻具、更换钻头、控制钻头送进、下套管等的，再简单一点，则子曰：挥舞钻头。

旋转系统包括转盘和水龙头这一顶部驱动系统，以及钻柱、钻铤、方钻杆和钻头等钻具。

循环系统则是仿照血液循环的原理构建的，包含钻井泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等。假设已经有了足够多的钻井液，那么开始的起点就是心脏（钻井泵）→心脏将血液泵入血管（管道）中→路经各种分支（管汇）→进入目标血管（钻杆）→将坏死的细胞（岩屑）带上来。

△ 灵魂画手精心绘制

世上没有永动机，上面三大机组要想工作，就离不开驱动系统了，通常使用的是柴油机、交流电机或直流电机。目前更常用的情况是柴油机带动交流发电机发出交流电，再经可控硅整流，将交流电变成直流电。

传动系统是联接发动机，与前三个工作机组，把发动机的能量传递并分配给各工作机。简曰：传递正能量。

控制系统就是控制钻机控制设备的总称，包括了手柄、踏板、开关、继电器、控制台和记录仪等，由司机来开车，啊抱歉，老司机走错片场了，应是由司钻来操控。

钻机底座：安装动力机组、绞车、转盘、支撑井架，借助转盘悬持钻具，提供钻井操作的场所。

最后一个则是供气供水防喷设备等的辅助系统。

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-20 10:29:23

拒绝用爱发电

前面说了，上天容易下地难。

而地球人都知道，钻井平台不管是买还是租，就一个字：贵。每一个事故无论大小都会拖慢钻井进程，让甲方公司心头滴血。

诸如卡钻事故（钻具在井内不能上下活动或转动）、钻头事故（断刮刀片、掉牙轮和掉钻头等）、井塌事故（井壁失稳垮塌）、井漏事故（井筒内钻井液或其他介质漏入地层孔隙、裂缝等空间）、井喷失控事故（地层中流体喷出地面或流入井内其它地层）等。

前面提到的《深海浩劫》小女孩玩的可乐罐就发生了“井喷事故”。

真实的井喷，可不止把人喷成泥塑那么简单。

中外很多钻井事故，不仅破坏环境、损失巨额金钱，还会带来严重的人身伤亡。

△ 墨西哥湾深水地平线井喷火灾事故

以安全生产为第一要义，身怀谨慎敬畏之心对待钻井工作，才能钻一口安全稳妥的井，恰恰证明了钻井人的细致和负责。

其实在企业管理里有一套理论十分有名，就叫“钻井理论”，是说在做产品的过程中，一定要聚焦，不能够太散，要集中所有的资源和力量，把自己的竞争优势做到1米宽、1000米深，而不是到处打井，盲目扩张。

这，就是专心做事、认真做人的钻井奥义。

小贴士

苏联花那么大力气钻到12262米，究竟发现了啥？

1. 在6公里深度发现了微生物的化石样本。

2.此前发现地震波在7公里深度速度突然变化，科学家认为7公里深度存在花岗岩-玄武岩的过渡层，但观察后发现不存在。

3.钻孔的泥浆中意外地冒出大量的氢气。

4.发现了富含黄金的岩石层，黄金含量达到了每吨80克（4克以上即达到商采最低标准），可惜该层在9000多米的位置，根本无法开采。

就这些。是不是很失望？

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good119 · 发表于 2019-7-22 16:58:31

写的真好

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-22 19:46:02

good119 发表于 2019-7-22 16:58
写的真好

谢谢，欢迎常来

gaotx · 发表于 2019-7-23 09:26:38

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-24 08:53:19

gaotx 发表于 2019-7-23 09:26

谢顶

tao123 · 发表于 2019-7-25 14:36:30

刘萝卜锅 · 发表于 2019-7-26 09:49:41

tao123 发表于 2019-7-25 14:36

thank U

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