冲击顿钻钻井技术（卓筒井） - 石油钻采工艺.PDF

封面文章 冲击顿钻钻井技术（卓筒井） 古代冲击顿钻技术大约出现在中国北宋的庆历年间（公元 —年）。最早顿钻的 井架结构是，在井口两旁树立个木柱构成踩架，中间横放 根木棍，上面放置块碓板，板的 前端用绳或竹制的蔑索悬挂锋利的大锉（钻头）入井内。人们在踩架上跳跃踩踏，利用一定高 度的势能自由落体能量加在锉上，向下顿击井底，往复冲击破碎岩层，达到钻进目的。顿钻技 术的发明是随“卓筒井”钻进发展而完善的，也是现代盐井、油气井的雏形。 “卓筒井”，“卓”字为“植立”或“正立”，即正立的筒，“筒”作井壁的竹筒嵌立在岩石上， 直立到井口。在汉唐以来大口浅井的技术基础上，北宋时期中国钻凿卓筒井的顿钻技术得以 迅猛发展。卓筒井应用顿钻技术破碎岩石，采用扇泥筒将井底的碎石取出，并用木竹（套管） 保护井壁，防止井壁垮塌，向深层钻进，钻成井径小如碗口、井深达数百丈的井。 卓筒井与大口浅井相比的优越性：（）井口小、井深较深，采用较先进的顿钻技术；（）采用 木竹（套管）支撑保护井壁，防止水渗入和井壁垮塌；（）使用简单机械、人力、畜力相结合，提 取卤水、岩屑。用此顿钻方法钻成 口井需数年或十余年。清朝后期，年（道光年），在 四川省自贡市大安寨，钻成世界上第口超千米的“卓筒井”的气井，深达. m 。 明清时期，中国钻凿卓筒井钻井技术已趋于完善，形成了道严密的工序： （）选开井口，在顿钻钻进前，选好井位，然后挖掘井口到见岩石为止（即初开井口）。 （）下石圈，即中间凿一圆孔的方石。方石边长~尺（ m=尺），中间圆孔直径~ 尺， 由下而上，砌同一规格的石圈，直到地平面。 （）锉大口，古人称钻井的钻头为“锉”，锉也是钻凿的意思。锉大口即用大直径的大锉( 钻 头) 以石圈内径为准往下捣凿，经过淡水渗透地段，“下木竹”来隔水，结束挫大口工序。“锉” 大的重达 kg ，小的 kg 。 （）下木竹，木竹即用木材或竹子制成的卓筒（套管）。大楠竹制成防水用的竹卓筒，后改 用硬木和防腐性较强的松柏木，中间挖空，再粘合成木竹卓筒，下到井中。 （）扇泥，扇泥就是用扇泥筒捞取钻进过程井内的岩石碎粉、岩屑和岩石浆。 （）锉小口，下完木竹后，就要卸去大锉，换上小直径锉，继续往下钻凿（键小口），钻凿到卤 水、油气地层为止。 （）见功，即达到了钻井目的。《四川盐法志》对此解释说：“火、水、油得其一者，谓之见功。” 系统记述中国从北宋中期到明清顿钻技术成就的主要文献是明朝宋应星所著《天工开 物》等。在第五卷《作咸》篇中详细记述了中国的顿钻钻井技术，并配有钻井工艺过程图；英 国著名学者李约瑟所著《中国古代科学技术文明史》中赞扬了中国古代发明的顿钻技术，写 到“今天在勘探油田时所用的这种钻深井或凿洞的技术，肯定是中国人发明的……”；前苏 联科学家H· 齐杭拉沃夫所著《石油的故事》认定：“钻井的故乡正是创造过许多文化珍品的 古老的中国。”绳索冲击钻进法在 世纪和 世纪初叶俄国才广泛采用；美国直到 世纪 后半世纪才采用。年，美国人缀克在宾夕法尼亚油田采用蒸汽动力绳索顿钻钻机钻出美 国的第口具有开采价值的石油井，该钻机实际上是在中国冲击顿钻技术基础上发展起来的。 〔长江大学　孙天宇〕