复杂地层偏心跟管钻进技术及配套选择.doc

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1、复杂地层偏心跟管钻进技术及配套选择在众多的复杂地层钻进施工中，塌孔、埋钻是施工人员经常碰到且又十分头疼的问题。采用常规的钻进工艺方法很难保证钻孔的质量和施工效率。潜孔冲击跟管钻进技术充分利用了风动潜孔锤高效冲击破碎岩石的优势，在高效碎岩钻进的同时，同时跟入套管保护钻孔孔壁，利用套管的刚性导向作用，可以抑制钻孔弯曲，保证钻孔的直线度。目前已在国内外广泛应用于坚硬、破碎、松散等复杂地层的工程钻孔施工中。潜孔冲击跟管钻进按其结构型式主要分为二种类型：偏心式跟管钻具及同心跟管钻具。二种结构型式的跟管钻具具有不同的结构特点和使用性能，其适用范围也

2、有所区别。同心跟管钻具因其外钻头的壁厚较厚，同样孔径施工，冲击功传递效果不如偏心钻具，只有在钻孔直径较大，选择高风压冲击器时，效果才比较好，但制造费用比偏心钻具高的多。偏心式跟管钻具不仅成孔直径大，而且结构简单，制造成本低，使用方便，因此得到了更广泛的应用。偏心跟管钻具的工作原理钻进时，偏心跟管钻具通过套管内孔中进入套管靴位置，当钻具正转时，偏心钻头在孔底摩擦力的作用下顺着回转方向偏心张开，在潜孔锤驱动下钻头钻出比套管外径大的钻孔，同时偏心钻具的导正器台肩驱动套管靴，使套管与钻孔同步跟进，使之保护钻孔。钻孔达到预定深度后，使钻具反向旋转

3、一定角度，偏心钻头收拢，然后从套管中提出。原理图如下：                      偏心跟管钻具钻进时破碎岩石及驱动套管跟进的能量主要来源于潜孔冲击器输出的冲击功，此外钻机回转带动偏心跟管钻头对孔底岩石形成辅助性切削及挤扩效应。要获得良好的跟管钻进效果，必需使钻机、空压机设备的输出性能以及潜孔冲击器性能与跟管钻具加以匹配，并且根据地层情况制订出合适的钻进施工工艺。   钻进设备的配套根据冲击器的碎岩特点，钻机设备应满足低速大扭矩的需要，一般选择动力头式锚固钻机较好；空压机性能首先要满足潜孔冲击器所需的风压和风量的需要，并且

4、根据地层的漏失程度及含水情况，在条件允许的情况下，尽量选择能力较大的空压机；潜孔冲击器应具备优良的冲击功和冲击频率输出性能，并且要与跟管钻具、套管材料的强度相匹配。   跟管钻进操作要点在复杂地层进行跟管钻进施工时，选择的钻进参数应以低转速、低给进压力、高上返风速为原则，施工操作过程中应根据所钻进地层中岩石的硬度、松散程度、含水量等因素控制钻进速度，当钻遇到特别松散或较大裂隙的地层时，尤其要降低给进速度和给进压力，反复进行排渣清孔。在具体的施工操作中还应注意以下几个方面：⑴钻具下孔前应检查潜孔冲击器、跟管钻具、套管及套管靴连接是否牢固，

5、偏心钻头转动是否灵活，通风是否顺畅。⑵钻进过程中应注意观察套管的跟进情况及孔内排粉情况，每钻进0.3～0.4米应强吹孔排粉，以保持孔内清洁。吹孔时，中心钻具向上提动距离应严加控制以能实现强力吹孔排粉为限，禁止在钻进过程中强力起拔中心钻具。⑶钻进结束或需要更换中心钻具时，应先进行清孔，将孔底残渣吹尽，然后停止回转，把中心钻具缓缓向上提动，提升力的大小以刚好能提动中心钻具为合适，提升高度以偏心钻头后背与套管鞋前端接触为止；然后低速反转钻具，同时缓慢向上试提中心钻具。当观察到中心钻具可以顺利提升时，表明偏心钻头已收拢，这时可以按照常规方法提升

6、中心钻具，直到全部提出中心钻具。在反转钻具时，应小心操作，防止钻具脱扣。⑷有时会因孔底残留岩渣过多，偏心钻头回转部分被岩渣卡死而影响偏心钻头的收拢。当试提几次仍不能奏效时，应输送压气，重新对钻孔进行清洗，并使潜孔锤作短时间工作，然后重新进行中心钻具提升作业。     潜孔锤跟管钻进技术是工程施工中用于克服复杂地层钻孔难的一种有效方法手段，偏心跟管钻具因其特有的结构、优良的工作性能为复杂地层的钻孔施工提供了可靠的技术保障。应用于工程施工的跟管钻具的规格系列也已日益完善，并且由小孔径向大孔径发展。以我公司偏心钻具为例,具体配套如下表:型号成

7、孔直径冲击器套管 套管最小通孔外平钻杆PZ89Ф95CZ-70Ф89Ф67Ф60PZ108Ф115CZ-90Ф108Ф86Ф60PZ127Ф135CZ-110Ф127Ф102Ф73、89PZ146Ф155CZ-110Ф146Ф120Ф89PZ168Ф175CZ-130Ф168Ф140Ф89PZ178Ф186CZ-150Ф178Ф148Ф89