几种新型局部反循环钻具结构与应用体会_刘银伟VIP免费

几种新型局部反循环钻具结构与应用体会刘银伟＊（黑龙江省有色金属地质勘查７０６队，黑龙江齐齐哈尔１６１０３１）摘要：分析了几种新型局部反循环质量钻具工作原理，指出了不足和使用注意事项。给出了深孔和浅孔应分别使用不同质量钻具的结论。关键词：反循环；钻具；原理；应用中图分类号：Ｐ６３４．４文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２０１１）０９—００７６—０５在复杂地层钻进中，难采芯地层是影响正常施工的关键问题之一。有很多机台就是由于解决不了采芯问题，钻探中岩矿芯的采取率达到不了岩芯钻探规范要求，被迫停止钻进工作而退出工地。如：黑河孙吴正阳矿区前后就有两三家机台由于岩芯采取率达不到地质要求而退出工地。采出合格的岩（矿）芯，满足地质要求，是我们钻探工作者工作的最终目标。采用反循环取芯钻进技术应是一种很好地解决方案，本文针对这一问题，以目前国内使用的几种局部反循环质量钻具为对象，讨论了小口径金刚石保质钻具工作原理，并分析和列举了这些反循环质量钻具的使用情况。１反循环钻进技术特点和分类岩芯钻探中的反循环钻进有：全孔反循环钻进和孔底局部反循环钻进两种。局部反循环钻进又可分为无泵反循环钻进（简称无泵钻进）和喷射式孔底反循环钻进（简称喷反钻进）两种。冲洗液的反循环钻进，比正循环钻进有如下优点：由于冲洗液的反向循环，它与岩芯进入岩芯管的方向一致，避免了冲洗液对岩矿芯的正面冲刷和液柱压力对岩（矿）芯所造成的挤夹和磨损，从而有利于岩（矿）芯进入岩芯管、减少其流失和重复破碎，同时，还能使岩（矿）芯在岩芯管内呈悬浮状态，减轻了选择性磨损。这些，对松散脆碎、怕冲刷的复杂地层，在提高取芯质量方面是很有意义的。所谓无泵反循环钻进，即钻进中不用水泵进行冲洗钻孔，而是利用孔内的静水柱压力和上下提动钻具在孔底形成局部反循环而实现冲洗孔底的钻进。无泵反循环钻进能使采芯质量提高的原因：一是由于反循环的优越性（如前所述）；二是液流速度较小，对岩石的冲蚀作用小；三是纵向提动，堵芯机会减少，即使堵芯由于岩石松软，易使堵芯岩块破坏而消除堵芯；四是岩粉的涂壁护芯作用。无泵钻进的卡取岩芯是采用干钻和沉淀相结合的方法，即：在回次终了，一面减少提动次数，或不提动钻具，让岩粉沉淀；一面加大压力进行干钻，以造成岩芯自堵而实行取芯。无泵钻进工作时，是在回转钻进的同时，必须每分钟数十次频繁地上下提动钻具数十厘米。当上提时，球阀关闭，则粗径钻具在孔中有类似括塞的抽吸作用，将混有岩粉的冲洗液吸入岩芯管中；当迅速下落时，被吸进来的冲洗液在压力作用下，冲开球阀，并从其上的回水口流出，岩粉即沉淀于取粉管中。反复提动钻具，便可使冲洗液在孔底形成局部反循环，达到清除岩粉、冷却钻头和提高采芯质量的目的。喷射式孔底反循环钻具（简称喷反钻具），也能形成孔底反循环冲洗的作用。它不必频繁地上下提动钻具，可利用射流泵的工作原理形成孔底反循环。因此，它与无泵钻具相比好处是：使用操作简便，劳动强度小；孔底液流易于控制；孔内清洁，钻进效率高，埋钻事故少，时间利用率也高；岩矿芯采取率有所提高。喷反钻进的不足之处是：由于冲洗液反向循环，对于破碎性的岩（矿）芯，当喷射过强时会有一定的层次混乱和分选现象。同时在钻孔较深时，由于冲洗液的压头损失和泵量漏失较大。局部反循环效果降低而难于控制，易于造成岩屑堵塞或发生事故等。６７西部探矿工程２０１１年第９期＊收稿日期：２０１１－０２－２１修回日期：２０１１－０３－０１作者简介：刘银伟（１９６８－），男（汉族），黑龙江宝清人，高级工程师，现从事地质勘查技术管理工作。实现喷反钻进的钻具称为喷反钻具，是在一般钻具上增设一个喷反元件。而喷反元件通常是由喷嘴、混合室、喉管、扩散管、分水接头等组成。当水泵送来的高压冲洗液沿钻杆进入喷嘴，由于喷嘴内腔为锥形，且喷嘴口断面较小，因此，冲洗液以高速（达１３～３０ｍ／ｓ）射入扩散管。在此高速射流作用下，喷嘴与扩散管所组成的喷射器周围的液体，被射流带走一部分而形成负压区。在压力差的作用下，下部岩芯管中的液...