旋轉鉆井法

通過地面動力設備（轉盤、頂部驅動鉆井裝置或動力水）或井下動力鉆具使連接在鉆柱底部的鉆頭連續(xù)旋轉，同時利用接在鉆頭上部的一段鉆柱（鉆鋌）的重力向鉆頭連續(xù)不斷施加鉆壓，將巖石切削或碾壓成碎屑，巖石碎屑由鉆井流體不斷地將其帶到地面，并從鉆井流體中分離出來。這種鉆井方法較之沖擊鉆井法可大幅度提高鉆井效率及適應各種復雜的井下地層情況，已替代沖擊鉆井法成為世界各地普遍使用的鉆井方法。

在旋轉鉆井工藝技術研究過程中，形成了以下7項應用基礎理論組成的學科：鉆井巖石破碎力學、鉆井巖石工程力學、鉆井管柱力學、鉆井流體化學、鉆井流體力學、井下控制工程學和鉆井技術經(jīng)濟學。這些工藝技術的發(fā)展大大提高了鉆井效率。

中國是世界上早進行石油鉆井的國家。早在西漢宣帝時（公元前60—70年），在現(xiàn)在的四川省和陜西省掘鑿鹽井發(fā)現(xiàn)天然氣，并用于煮鹽。到宋仁宗慶歷年間（1041—1048），在四川省自貢地區(qū)用人力頓鉆設備鉆出了“卓筒井”（小口徑井），英國科技史專家李約瑟博士（1900—1995）認為頓鉆鉆井是中國的重大發(fā)明。世界旋轉鉆井始于1900年，中國到1936年開始引進旋轉鉆機在新疆獨山子地區(qū)鉆了一批淺油井。1949年后，中國石油鉆井的發(fā)展經(jīng)歷了四個時期：1949—1959年為初創(chuàng)時期，在這個時期主要是引進和學習蘇聯(lián)、羅馬尼亞等國家的鉆井裝備和技術，旋轉鉆井技術得到初步發(fā)展；1960—1978年是發(fā)展時期，通過自主攻關，形成了淺井和中深井的鉆井配套技術；1979—1998年是提高時期，廣泛吸收了國外先進鉆井技術，同時通過攻關，形成了深井鉆井和多種功能定向井鉆井的配套技術，并發(fā)展了保護油氣層技術；1998年以后是走向市場化的時期，在這時期主要發(fā)展了小井眼鉆井、大位移井鉆井、水平井鉆井、分支井鉆井、欠平衡鉆井、連續(xù)管鉆井和套管鉆井等鉆井新工藝技術。

21世紀石油鉆井技術發(fā)展的主導方向是實現(xiàn)鉆井的信息化、自動化和智能化。中國石油鉆井要進一步提高技術發(fā)展速度，縮短與世界先進水平的差距，并努力實現(xiàn)鉆井工程的、優(yōu)質、、環(huán)保和低成本。

旋轉鉆

利用鉆頭旋轉時產生的切削或研磨作用破碎巖石。是當前通用的鉆井方法。比頓鉆鉆速快，并易于處理井塌、井噴等復雜情況。按動力傳遞方式，旋轉鉆又可分為轉盤鉆和井下動力鉆兩種：轉盤鉆在鉆臺的井口處裝置轉盤，轉盤中心部分有方孔，鉆柱上端的方鉆桿穿過該方孔，方鉆桿下接鉆柱和鉆頭，動力驅動轉盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉，破碎巖石。井下動力鉆是利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石，鉆進時鉆柱不轉動，磨損小、特別適于打定向井。井下動力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動鉆等。

井下動力鉆具鉆井是利用渦輪鉆具、螺桿鉆具以及沖擊旋轉鉆具靠鉆井液驅動的方法鉆井。特點是進尺快、鉆壓小、泵壓高。適合鉆定向井或特殊硬底層井段。

鉆井設備按功能分為旋轉系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)。動力與傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。