反循环钻探技术的推广应用.pdf

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1、2014年8月建材与装饰地质·勘察·测绘反循环钻探技术的推广应用卢文胜（湖南省有色地质勘查局245队湖南吉首416000）摘要：本文主要结合具体工程实例，分析了我国反循环钻探工艺原理、施工前的准备工作、钻探方法，并研制了自地面至探底的全套双壁钻具。阐述了双壁钻杆、双壁气盒子、双壁方钻杆、双壁双通道单封旋塞阀、双壁环形单向阀以及双壁钻具转换短节的作用、结构、工作原理和基本参数，并分析了反循环钻探技术存在的问题及解决措施，仅供参考。关键词：反循环；钻探技术；双壁钻具；结构中图分类号：P634.5文献标识码：B文章编号：1673-

2、0038（2014）35-0073-03引言探成本，整体施工效果良好，达到了试验预期。如今，反循环钻探技术广泛应用于我国的开发浅层天然气和2反循环钻探工艺原理煤层气中。在国外，反循环钻探技术主要用于矿产勘探，利用空反循环钻探中应用比较广泛的是双壁钻反循环钻探技术，其气锤反循环技术成为突破硬地层钻进的主要手段，提速效果显工作原理是将空气进行压缩，然后压入探底，流经钻头进入双壁著。在国内反循环钻探技术仅在水文地质工程方面应用较多，目钻具中心管，携带探底钻屑高速返出到地面，形成反循环过程。前，我国大多数油田已进入开发后期，地层压力

3、衰竭严重，如何该技术的优点：淤能有效降低探底压差，提高机械钻速；于施工进行低压油气藏的勘探开发和解决钻进中的漏失问题就凸显得过程稳定，探内冲洗液面高度影响较小；盂钻探富含水层的深水尤为重要。反循环钻探技术作为解决探漏和低压易漏油气藏的探，钻进不受水位深度的影响；榆钻具压力分布均匀，且大于大勘探开发的一种崭新方法，具有良好的应用前景。气压力，钻具气密封性良好。双壁钻具反循环钻探原理如图2所1工程实例示。1.1某山温泉圆探概况某山温泉圆探是一口以钻采温泉为目的的直探，二开2.15.9mm探眼清水钻进至探深678皂，因探下漏失严重

4、而无法继续钻进。本探从678耀900皂探段设计实施空气反循环钻探工艺。探身结构如图1所示。图2双壁钻具反循环钻探原理图3钻探施工工艺3.1施工前的准备工作首先把孔内泥浆置换成清水，并将地面气路管线连接好，检查管线的气密性，调试好空压机、钻机等施工关键设备，检查双图1某山温泉2探探身结构示意图壁钻具接头的完好程度，更换老化破损的O型圈，检查气水龙头1.2钻具组合及钻探参数设计的密闭性。准备施工钻具，钻具组合为准152mm专用钻头+钻具组合：127皂皂（5英寸）三牙轮钻头垣228援6皂皂（9英寸）双准121mm钻铤10根+准89

5、mm钻具（若干）+气水混合器+准127mm壁钻铤垣228.6皂皂（9英寸）环形单向阀垣钻杆原钻铤转换短节垣双双壁钻具（若干）+准133mm双壁钻杆+气水龙头。壁钻杆转换短节垣127皂皂（5英寸）双壁钻杆垣双壁钻杆转换短节垣3.2钻探方法139.7mm方保接头垣双壁下旋塞垣双壁六方钻杆垣双壁上旋塞垣双通过对实际地质进行勘察，了解到该地质的岩层比较厚，壁气盒子垣旋转充气水龙头。钻探参数：钻压50耀60kN，冲砂钻压具有超深钻探的特点，因此在钻探过程中选择反循环钻进技20耀40kN，注气量4皂猿/min。术。尽管该项钻进工艺方法是

6、一项比较成熟、简单实用的钻探1.3现场施工情况技术，在很多勘查单位钻探工程中得到应用，但对于我国某些施工探段678耀900皂，进尺222皂。反循环钻进时，能正常钻进地区来说仍然是一项新的技术，施工前需要对技术工人进行了携带岩屑，岩屑粒径最大达10皂皂伊10皂皂伊30皂皂。机械钻速为专业培训。4.6m/h，与正循环相比提高65豫。解决了地层漏失问题，降低了钻·73·地质·勘察·测绘建材与装饰2014年8月4双壁钻具的研制软件Abaqus对双壁双通道单封旋塞阀的关键部件（球阀）进行反循环钻探技术是以空压机和双壁钻具为依托。在石油

7、钻探仿真应力和变形分析，由模拟数据可知：球阀在受力达108MPa领域采用气举反循环钻探时，有必要在工具、设备和工艺技术方时才会发生屈服变形；球阀在最大压力情况下，变形量仅为面做出较大的改进，以适应石油钻探的工艺特点。这些改进主要0.127mm。表明所设计的球阀完全可以满足使用要求。在反循环包括设计适应现场条件的气举反循环钻探流程，解决探眼轨迹钻探作业中，双壁双通道单封旋塞阀安装在双壁方钻杆的上部的控制问题，研制适合于小探眼的双壁钻具以及增加双壁钻具或者下部，其作用有两个：淤提供气体通道和液（气）体通道；于的密封压力级别等。双

8、壁钻具系统主要由双壁气盒子、双壁六方单封防喷，具有单封内眼的功能，可以与探下双壁环形单向阀配钻杆、双壁钻杆、双壁双通道单封旋塞阀、双壁钻铤、双壁环形单合，实现两个通道同时开或关，有利于现场工艺的处理。双壁双项阀等组成。通道单封旋塞阀平时为常开式，当发生溢流、探涌时，只需用专用扳手转动球体9