新型节水钻探关键技术及其应用

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1、第37卷第6期煤田地质与勘探Vol.37No.62009年12月COALGEOLOGY&EXPLORATIONDec.2009文章编号:1001-1986(2009)06-0074-03新型节水钻探关键技术及其应用卢春华，蒋国盛，鄢泰宁(中国地质大学工程学院,湖北武汉430074)摘要:在我国干旱缺水地区，采用传统的钻探工艺，生产所需的大量用水现场难以满足。论述了一种基于孔内地层水局部循环的新型节水钻探的工作原理，剖析了其理论设计的关键技术，并介绍了该技术在现场的示范应用及所采取的措施。研究表明，这种新型节水钻探设计

2、思路新颖、设备简单，能够节约生产用水90%以上，同时能显著提高钻探效率。关键词：干旱地区；节水钻探；关键技术；应用前景中图分类号：P634.3文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2009.06.018Keypointsandapplicationofanewwater-savingdrillingtechnologyLUChunhua,JIANGGuosheng,YANTaining(EngineeringFaculty,ChinaUniversityofGeosciences,W

3、uhan430074,China)Abstract:InaridareaswithwatershortageinChina,in-situwatercannotmeettherequirementofgreatamountofwaterneededintraditionaldrilling,sonewtechnologyisneededtoovercomedifficultiescausedbywatershortage.Thepaperexpoundedworkprincipleofanewwater-saving

4、drillingtechnologybasedonlocalcirculationindownhole,explodedkeytechnologiesoftheorydesign,introducedapplicationcaseofthetechnologyinfield,andputforwardsomeconcretemeasuresforsolvingproblemsexposedinfieldtest.Thestudyindicatesthatdesignofnewwater-savingdrillingi

5、snovelandrequiresonlysimpledevices.Thenewtechnologycansavemorethan90percentofwaterandcanimprovedrillingefficiencygreatly,hassignificanteconomicvalueandbroadapplicationprospect.Keywords:aridarea;water-savingdrilling;keytechnology;applicationprospect在我国干旱缺水地区，采用传

6、统的钻探工艺，生接地表单缸泵和水龙头的普通胶管换成高压胶管；地[1]产所需要的大量用水现场难以满足。目前，解决表泵采用单缸泵，同时出水口处的单向阀换成脉动器。钻探现场缺水问题的方法主要有两种：一是用车从图1为新型节水钻探工作原理示意图。由图1远处运水，钻机为等水而停工的现象时有发生，这可知，传动柱塞8和工作柱塞5将钻杆内腔分成上、不仅大大降低了钻探效率，而且大幅度提高了钻探下两部分，地表水不能流至孔底。系统按如下方式成本；二是采用空气泡沫钻进技术，这种方法钻进工作：a.先用地表单缸泵把水池19中的水抽到高效率很高，但

7、需配空压机、地表分离器等大型设备，压管13中，直至高压胶管13的内腔和传动柱塞8不仅资金投入大，而且设备搬运困难，对操作人员以上的钻杆内腔中都充满水，同时，排气阀11把高的要求也高，目前在西部仍未大规模推广。因此，迫压管线中的空气排尽。b.当泵柱塞16正向行程时，切需要研究设备简单的高效新型节水钻探技术。本文泵腔15中的水被挤入高压胶管13中，驱动传动柱所述新型节水钻探技术,以地表水为传递动力的媒塞8向下运动，压缩工作弹簧7；同时，通过连杆6介，以孔内地层水的局部循环实现正常钻进，能达带动工作柱塞5向下运动，工作腔4

8、中的地层水被到节水钻探的目的[2-3]。挤压，打开排水阀2(此时吸水阀3处于关闭状态)进入钻具内腔，直至孔底。c.当泵柱塞16反向行1新型节水钻探的工作原理程时，泵腔15中形成负压，同时被压缩的工作弹簧新型节水钻探与传统钻探工艺相比，设备上的7回复，传动柱塞8向上运动，高压胶管13中的水区别主要在于：增加了一节长约2m的节水钻具串打开脉动器14