循环钻范文精选

[摘 要]近年来，反循环钻井技术在水井、水文地质钻井、大口径工程施工井中应用较广，其中气举反循环钻井技术已在地质、冶金、建设、水利、煤田和军工等系统推广应用。本文通过对多种反循环钻井技术的原理及优劣势分析，为中后期的油田开发提供一种思路。

[关键词]反循环；气举；双壁钻杆

中图分类号：P6341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0093-01

一、概述

1.正循环钻井：钻井液经钻井泵注入钻具内水眼，流经钻头清洗井底，携带岩屑后从环空返出地面，返出的钻井液通过地面处理设备的处理，再次进入循环，形成连续的钻井过程；反循环钻井：与正循环相反。

2.反循环钻井的优势

正循环钻井中出现的问题：钻井液流动的环空压耗对地层直接产生正压力，当钻遇漏层时，循环压耗加剧了钻井液的漏失。在钻大直径的井眼时，由于排量的限制和环空体积太大，造成钻井液环空流速低，携岩困难，机械钻速慢，钻井效率低等问题。当大直径井眼存在漏层时，此类问题更加突出，在采用正循环方法钻井极为困难。反循环钻井方法可以克服上述缺点，提高复杂断层钻井效率。

二、工艺特点及用途

摘要:砼灌注桩基础具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小,可方便地进行水下施工等优点。砼灌注桩基础是靠桩头和桩身共同承担荷载的一种基础,施工时应认真掌握其施工的每个环节,本人结合在哈大客运专线铁路鞍辽特大桥反循环钻机施工砼灌注桩的施工情况,总结此类工艺的质量控制技术。

关键词:反循环 工艺 质量控制

中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0067-02

1 工程概况

哈大铁路客运专线是国家“十一五”重点工程项目之一,其中鞍辽特大桥位于鞍山市及辽阳县境内,中心里程DK299+062.61,起讫里程DK289+459.71～DK308+665.5,桥梁全长19205.79m。按双线高速地段设计,设计行车速度350km/h,线间距5m,桥上采用型板式无碴轨道。本桥采用圆端形桥墩,一字台,墩台基础采用钻孔灌注桩。桥梁所处地段为冲洪积平原,地形平坦开阔,局部地段地势稍高,主要为辽河及支流冲洪积而成,平原区大部为耕地。由上而下地层分别为:杂填土;粉质黏土;粉土;中砂;砾砂;粉质黏土;粗圆砾土;中砂;粉质黏土;中砂。桩底位于圆砾土层内。

2 反循环钻机工艺及使用方法

2.1 工艺特点

通过泵吸、射流抽吸、充气送入压缩空气,使钻杆内腔形成负压或充气液柱产生压差,使经过钻杆与孔壁间的环状空间流向孔底的泥浆,携带钻头切削下来的钻屑,由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快,排渣能力强,对孔壁的冲刷作用小,在孔壁上形成的泥皮相对较薄,成孔质量好。主要适用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。

摘要：孤岛油田在南17区块所部署的11口井，由于场地的限制及环保的要求，在施工的过程中，要求全过程使用小循环钻进，无大循环池，使用沉砂罐存放岩屑。在该区块的施工过程中，地层造浆严重，采用了强抑制的钻井液体系，能够抑制地层造浆，钻井液性能好维护，井下施工正常，满足了甲方的施工要求。

关键词：小循环 造浆 强抑制

南17区块施工的井，完钻的井深大都在1400-1600米左右，且密度在1.25g/cm3，定向点浅，基本上在600-800m之间，井斜在40°左右，井斜、位移较大，甲方对于井径的扩大率要求极其严格，在施工的过程中，严格制定出技术措施，尤其是钻井液性能的参数及处理剂的加量，同时配合工程技术措施，完成了该区块的施工任务。

1 钻井液施工中存在以下难点

1.1地层造浆严重

该区块完钻的层位在馆陶组，地层的造浆严重，岩性主要以蒙脱石为主，导致钻井液的粘度、切力控制难度大，易出现糊井眼的现象，且使用小循环的方式，基本上不存在井径扩大率的现象，容易出现起下钻遇阻、卡的现象。

1.2 循环罐有效容积小

以前的施工都在上部地层使用的是大循环钻进的方式，没有使用小循环钻进的经验，且施工的井队的循环罐的体积小，在一定程度上也是不利用处理钻井液，导致在处理的过程中，容易出现液面上涨过快的现象。

摘要：普通泡沫流体含气量高，泥浆柱塞泵上水效率差，这样，不可避免的造成钻井液成本增高，严重制约了泡沫流体的广泛使用。因此，研究出一种无需反复充气和除气，可循环使用的稳定泡沫流体体系十分必要。本文从对循环泡沫钻井液体系的介绍谈起，然后分别从可循环泡沫钻井液体系配方以及循环泡沫钻井液试验性能两个方面就石油钻井项目中可循环泡沫类钻井液的运用进行分析说明。

关键词：可循环；泡沫钻井液；石油钻井项目；运用

中图分类号：TE933 文献标识码：A

一、循环泡沫钻井液体系概述

钻井液，是钻井过程中使用的循环的流体，是液体、固体和化学处理剂的混合物。钻井液的循环，是钻井液经钻井泵加压获得水压头后，通过高压管汇、水龙头输送到钻杆内腔，沿钻杆内腔流到地下，从钻头喷嘴喷射出来，将钻头在地层下破碎的岩屑沿钻杆外的环形空间带回地面，经过振动筛、除砂器、除泥器和离心机等净化设备将钻井液中的岩屑按从大到小的顺序逐级分离得以净化，净化后的钻井液流入钻井液罐待钻井泵吸取再循环。在此过程中随钻头打钻深度增加，地层疏松程度、气体分布、岩石坚硬状况、等复杂的地层情况随时发生变化，需要及时向钻井液增加一些改变性能的材料，改变钻井液的性能参数，积极应对地层变化，保证钻进的安全顺利。所以，需要一套完整的设备和检测仪器，这些设备和仪器以一定的方式联合使用，对循环中的钻井液在地面的钻井液罐上进行净化、化学药剂材料的添加和检测，形成循环泡沫钻井液体系。

二、可循环泡沫钻井液体系配方说明

1基浆的选择

大量实验证明，发泡剂在具有高分子聚合物的钻井液体系中发泡效果最好，因此选择聚合物钻井液体系作为发泡基浆。室内对试验地区应用的聚合物钻井液体系配方进行了优化完善。

摘要： 本文以京沪高铁四标七工区为例从地质条件、机械设备、以及施工情况等方面进行分析，试图探索总结反循环钻机与冲击钻配合施工桩基方法。

Abstract： Based on the Beijing-Shanghai high-speed rail four standard seven work area， the paper analyzes geological conditions， mechanical equipment， and construction situation， trying to explore the pile foundation construction method of coordinating reverse circulation drilling rig and percussion drill.

关键词： 地质；钻机；桩基

Key words： geological condition；drill；pile foundation

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）02-0100-02

0 引言

京沪高铁四标七工区北起江苏省徐州市，南至安徽省宿州市杨庄乡苏湖村，全长12.96km。施工段为濉河特大桥DK700+030～DK712+990段，共计3210根桩基，平均桩长45m左右。

1 工程地质条件

摘 要 气举反循环钻井工艺的发展较晚，但由于此工艺实用性强、优点多，近些年来发展迅速。气举反循环在水井、地热井、瓦斯排放井等施工中均取得了非常好的成果。由于受沉没系数的限制，气举反循环工艺不能胜任地表钻进，因此在施工地表钻进时需合理选择其它钻进方法。

关键词 气举反循环；瓦斯抽放井；水井；地热井

中图分类号TE24 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0150-02

1 气举反循环的发展史

20世纪60年代初期，我国地质、冶金等部门开始分别研制反循环钻机。煤炭部门20世纪70年代初期成功的采用了气举反循环进行煤矿竖井钻进。20世纪70年代到80年代初期，我国很多部门和单位都成功地利用气举反循环钻进工艺进行各种钻进。目前气举反循环钻探技术己在我国许多个省市推广，并推向国外市场，该技术最大钻井深度达3 002m，洗井井深为3 200m。气举反循环钻井己成为水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井施工的主要技术手段。

2 气举反循环设备及工作原理

2.1 气举反循环的设备

气举反循环设备包括：钻机、钻塔、空压机、双臂主动方钻杆、气水龙头（气盒子）、双臂钻杆（风管）、混合器、单臂钻杆、钻铤或加重钻杆、钻头（通常使用专用的三牙轮钻头）、振动筛、接手等。

摘要:钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。反循环钻井分为气举反循环、泵吸反循环等。气举反循环钻井技术具有减少钻井液漏失、保护油气层、岩样清晰、排渣能力强等优点。利用气举反循环时对井底的抽吸作用，可以进行洗井、捞砂作业，由于减少了正循环时压实效应，液流在钻具内直接上返，避免了含砂洗井液进入地层，堵塞通道，可以有效的保护油气层及含水层等，并在大口径钻孔施工中得到了广泛应用。

关键词：反循环气液固三相流

中图分类号：P634.2 文献标识码：A

气举反循环是空压机压缩气体通过双层钻具在适当位置打入气体，在钻具内部形成气液固三相流体，并上返，构成气举作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过气举力排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环（图1为气举反循环）即：沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—水龙头—排液管线—沉砂池。反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数倍的上返速度。

根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：

Vs=3.1×k1×｛ds×(rs-ra)/(k2×r2)｝的1/2次方

Vs-钻渣颗粒群悬浮速度（m/s)

ds-颗粒群最大颗粒粒径（m）

摘要：气举反循环钻进工艺由于其变换工艺容易、循环液上返速度高、携带岩屑能力强的特点，具有适应性强、钻进效率高等优点，已被人们所公认。现已成为我国水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井以及大口径工程桩施工的主要技术方法之一，应用范围越来越广。本文收集整理了气举反循环钻进工艺在实际应用中的常见问题，提出了相应的解决办法和预防措施。通过论述气举反循环工作原理，对气举反循环钻进工艺的选用原则和参数选择等提出了几点建议。

关键词：气举反循环 选用 建议

【分类号】P634.5

气举反循环钻进工艺由于其循环液上返速度高、携带岩屑能力强、变换工艺容易的特点，具有钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好，在复杂地层中钻进安全可靠，钻探成本低、孔内事故少，节省辅助时间、减轻劳动强度，对现有钻探设备适应性强等优点，已被人们所公认，现已成为我国水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井以及大口径工程桩施工的主要技术方法之一，其应用范围越来越广。但在气举反循环钻进工艺实际应用中，常常出现：工艺不适合所钻地层致使无法正常钻进、参数选用不合理致使钻进效率低下、操作不到位导致钻进过程故障不断等问题。下面，就气举反循环钻进工作原理、选用原则、参数选择、设备选型、故障处理等方面进行探讨。

1 气举反循环钻进工作原理

气举反循环钻进工作原理是以压缩空气通过双壁气水龙头，经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管和外管之间的环状间隙，从双壁钻杆下部的气水混合器喷入双壁钻杆内管，在双壁钻杆内腔形成无数小气泡，气泡一面沿内管迅速上升，一面同时膨胀，从而产生气举作用。由于压缩空气不断进入双壁钻杆内管，并托举管内的部分液体流出地表，在混合器上部的钻杆内腔中就形成了低比重的气、水混合液。这样，钻杆内腔的水头压会小于钻孔中的水头压，产生水头压差。按照联通器原理，水头压差会使钻孔中的液体向下移动，同时，使钻杆内腔的液体向上移动，形成液流。当钻孔底部的液体流速达到一定值时，就能连续不断地携带孔底岩芯或岩屑经钻头底部进入钻杆内腔，形成液、固二相流。液、固二相流在沿钻杆内腔升上到气水混合器的位置时，与喷入钻杆内腔的压缩空气混合形成气、液、固三相流。气、液、固三相流继续沿钻杆内腔向上移动，最终流出地表，排入沉淀池。沉淀后的泥浆又沿钻孔孔壁重新流回孔中。如此不断循环，就形成了气举反循环的连续钻进过程，见图1所示。

2 气举反循环钻进工艺的选用原则

气举反循环钻进工作原理决定着该工艺的使用条件。一是必须要保证钻具内外有足够的水头压差，且钻杆内腔的水头压必须小于钻孔内的水头压；二是必须要保证整个循环系统的管路通畅和冲洗液的连续流动。二者缺一不可。因此，气举反循环钻进工艺有一定的局限性，必须根据实际情况合理选择。

[摘要]气举反循环钻探技术发展较晚，至今仍未得到全面的发展，但该工艺具有较强的实用性，在地质钻探工程施工中得到了广泛的应用，并取得了较好的成果，因此近年来气举反循环钻探技术的发展比较迅速。本文研究中简单分析了气举反循环钻探技术在国内外的应用现状，对其工作原理、在地质钻探工程施工中有效解决的问题及存在的问题和解决对策进行了阐述，并提出了一些关于促进气举反循环钻探技术发展的建议，以满足用户需求。

[关键词]气举反循环 钻探技术 应用

[中图分类号] P634 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-130-1

1气举反循环钻探技术在国内外的应用现状

气举反循环钻探技术在国内的应用领域非常广泛，但与其他国家气举反循环钻探技术相比，我国目前地质勘探工作中所采用的气举反循环钻探技术总体水平还比较落后。国内通常将气举反循环钻井技术应用于大孔径浅井钻井中，能够有效保护低压油气藏和解决井漏等问题，特别是进入开发后期，对于地层压力出现严重衰竭的油田非常有效。

反循环钻探技术在20世纪40至50年代时期开始在德国、荷兰兴起，后来在世界各地得到了广泛运用，并相继开发出了多种形式，反循环钻探技术在最初期只是用于采取岩矿屑。在地质钻探中反循环钻探技术近几年来被成功应用到连续采取矿芯，在反循环钻探过程中，排出钻屑的能力强，孔底的钻屑重复破碎较少，能有效提高钻探效率，尤其是在大口径钻探中效果最好，这主要是由于在钻杆中心孔内冲洗介质高速度上升的原因[1]。

2气举反循环钻探技术的工作原理

气举反循环主要是将压缩的空气通过供气管、双臂主动方钻杆、气盒子以及双臂钻杆的环状空间送到钻具的混合室中，之后空气再进入双臂钻杆内管内，使空气与内管中的岩屑岩粉及冲洗液混合，从而形成一种混合物，并且混合物的比重小于冲洗液，这样一来，降低了钻杆内液柱的压力，并在钻杆内外形成了压力差，钻杆内的混合物在钻杆柱外侧冲洗液压力的作用下逐渐上升，混合物经排渣管排出孔外后送至振动筛，而其中的岩屑岩粉会被振动筛有效的分离出来，冲洗液重新流至孔内形成循环。

摘要： 随着建筑市场的发展，钻孔灌注桩现在被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。但目前钻孔灌注桩仍大量使用较为落后正循环钻进、正循环清孔成孔工艺，本文的主旨是介绍反循环成孔工艺的运用对于工程质量以及经济效率带来的影响。

关键词： 桩 基 施 工 工 艺

Abstract: With the development of the construction market, bored piles are now widely used in high-rise buildings, roads and bridges and other projects on the basis of engineering. Normal circulation of drilling bored pile but still a lot of lagging behind, normal circulation into the hole, hole cleaning process, the main thrust of this paper is to introduce the impact of the use of reverse circulation hole process for the engineering quality and economic efficiency.

Keywords: pile, construction， workmanship.

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：

钻孔灌注桩因孔底沉渣和孔壁泥皮过厚往往导致承载力折减，形成上述质量通病的原因是该工艺采取了高浓度、高密度泥浆介质（冲洗液）施工的结果。为解决这个难题工程技术人员经过总结、探索，积极研究推广钻孔反循环制桩工艺。

泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环。反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。

根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：