钻井机回转钻进的工艺原理 - 嘉匠机械

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钻井机回转钻进的工艺原理

回转钻进又分为正循环钻进和反循环钻进两种方法。利用钻头旋转时产生的切削研磨作用来破碎岩石,是当前最常用的钻井方法。按动力传递方式,旋转式钻井机又可分为转盘钻、动力头和井下动力钻多种。转盘钻井机在钻台的井口处装置转盘,转盘中心部分有方孔,钻柱上端的方钻杆穿过该方孔,方钻杆下接钻柱和钻头,动力驱动转盘时带动钻柱和钻头一起旋转,从而达到破碎岩石的目的。动力头式钻井机则通过液压由顶部提供动力驱动转杆,带动钻头来破碎岩石。井下动力钻井机则利用井下动力钻具带动钻头来破碎岩石,在钻进时钻柱不转动,所以设备磨损小、使用寿命长,特别适用于定向钻进,又分为涡轮钻、螺杆钻和电动钻等形式。

各种款式的钻井机图片

一、正循环钻进法

正循环钻进法是水井施工中最为常规的钻进工艺,工作原理如下图所示

正循环钻进法工作原理图

这种循环的特点是“进小排大”,进小是指泵入的环流断面较小,排大是指排粉的环流断面较大,因而形成冲洗介质的流速“进快排慢”,有时不利于钻井的清洗和排屑。它由转盘或动力头驱动钻杆回转,由钻头切削地层钻进。冲洗液由泥浆泵送出,经过提引水龙头和钻杆流至井底冷却钻头后,经由钻杆与井壁之间的环状间隙返出井口,同时将井底的岩屑带出,用这种方法钻进砂土、黏土、砂等地层时效率较高。在第四纪地层中全面钻进,多使用鱼尾钻头、三翼刮刀钻头和牙轮钻头;在基岩地层取芯钻进时,多使用岩芯管取芯配用合金钻头或钢粒钻头;全面钻进时多使用各种牙轮钻头。

二、反循环钻进法

反循环钻进法是循环介质由钻杆的外环空进入,然后从钻杆的中空排出,这种形式能达到“进慢排快”的目的,既有利于排岩屑。也利于护壁,还可节省介质供量,最为突出的是能实现连续取芯(样)钻进,工作原理如下图所示

反循环钻进法工作原理图

根据所造成的循环部位和特点,反循环法又可分为局部反循环和全井段反循环。目前,随着反循环钻井技术的推广,在钻具结构和组合上已有很大发展,有双壁钻具反循环、并列式反循环、中心反循环等多种多样的循环形式。而混合循环钻进方法,是根据钻井的不同井段或钻进中发生的问题,分别选用正循环或反循环的一种循环形式,具有较强的适应性和处理事故的能力。反循环钻进法适用于在松散类地层如卵石、砾石、砂粘土等各类岩性中钻进大直径的钻井,具有钻进效率高、成本低等优点。


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