循环钻篇1
[关键词]反循环；气举；双壁钻杆
中图分类号：p6341文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）02-0093-01
一、概述
1.正循环钻井：钻井液经钻井泵注入钻具内水眼，流经钻头清洗井底，携带岩屑后从环空返出地面，返出的钻井液通过地面处理设备的处理，再次进入循环，形成连续的钻井过程；反循环钻井：与正循环相反。
2.反循环钻井的优势
正循环钻井中出现的问题：钻井液流动的环空压耗对地层直接产生正压力，当钻遇漏层时，循环压耗加剧了钻井液的漏失。在钻大直径的井眼时，由于排量的限制和环空体积太大，造成钻井液环空流速低，携岩困难，机械钻速慢，钻井效率低等问题。当大直径井眼存在漏层时，此类问题更加突出，在采用正循环方法钻井极为困难。反循环钻井方法可以克服上述缺点，提高复杂断层钻井效率。
二、工艺特点及用途
不同方法的反循环钻井技术具有不同的工艺特点和用途，泵吸反循环钻井主要用于较浅水井的钻探，一般能钻进100m左右，但易受水龙头、钻具密封条件的限制，密封失效后无法正常钻进。气举反循环钻井技术主要应用于水井、水文地质钻孔、大口径工程施工孔的钻井，可解决井漏和大口径井眼的携沙问题。双壁钻具空气反循环钻井主要应用于低压、低渗、裂缝油气藏的开发，可避免钻井流体、钻屑、泵脉冲对暴露储层的损害。从反循环原理上分，主要分为气举反循环和空气反循环钻井，即一种为以压差建立反循环，一种为靠压力建立反循环。
1.气举反循环钻井技术
1）工艺原理
气举反循环钻井是将压缩空气通过气水龙头后其它注气接头，注入双层钻具内管与外管的环空，气体流到双层钻杆底部，经混合器处喷入内管，形成无数的小气泡，气泡一面沿内管迅速上升，一面同时膨胀，由于压缩空气不断进入钻井液，在混合器上部形成低密度的混合液，而钻杆外的钻井液密度大，环空钻井液进入钻具内水眼，形成反循环流动，并把井底岩屑连续不断的带出地表，排入沉砂池。沉淀后的泥浆再注入井眼内，经井底进入钻杆内补充循环液的空间，如此不断循环形成连续钻进过程。
2）优点及用途
（1）反循环时消除了环空压耗，应用于低压、低渗油藏，可以在井底形成负压，有利于发现、保护油气藏。
（2）气举反循环钻井时，钻头处的钻井液对井底产生抽汲作用，岩屑被及时带走，不会出现压持效应，在漏层钻井时，可减少岩屑重复破碎、能提高机械钻速，增加钻井效率。
（3）可减少或消除钻井液的漏失，节约大量钻井液材料消耗。能过钻穿因漏失无法穿过的层位，钻达目的层。
（4）采用气举反循环钻井时，钻井泵的作用只是往环空灌钻液，泵负荷大大减小，泵使用寿命增长。
（5）可采用正循环、反循环两种方法压井，井控灵活。
反循环压井方法是从环空泵入泥浆将井内溢流替入钻杆，由钻杆内上升到井口，在阻流器控制钻杆出口回压下排除油气溢流并进行压井。
2.空气反循环钻井技术
1）工艺原理
空气反循环钻井技术是将压缩空气注入上壁钻具内管和外管的间隙，流至钻头后，携带岩屑通过内管返出地面，为防止起下钻和接单根时天然气溢出钻台，在钻具内装有井下防喷装置，井口安装旋转防喷器，可在井口密封钻具与井眼的环空。地面安装压井分流装置，与导流管线连接，可将岩屑导流至沉砂池，在导流关出口处点燃一火把，当钻遇天然气目的层时，排出的可燃气体将被燃烧。在硬地层钻井时可采用贯通式气动潜孔锤，以避免岩屑经过潜孔锤外筒时对储层的损害。
2）优点及用途
（1）所需气量小，可节约注气设备投入。空气反循环钻井时，岩屑从钻具内眼返出，在大直径井眼钻井时，由于内眼截面积远小于环空截面积，与正循环空气钻井相比，达到携岩返速所需空气量小，配套的空压机及增压机数量少，可节约基金投入。
（2）岩样不受污染、代表性强。由于岩屑和钻井流体通过钻柱内循环至地面，岩样迟到时间短，避免了常规钻井中岩屑和钻井流体通过钻具和井眼间环空循环时，岩样易损失和受污染的情况。
（3）能避免钻进是对储层的损害。反循环钻进时，地层不再受循环钻井流体（钻井液或空气）、钻屑、泵脉冲的压力损害，可最大限度的保护储层，特别适用于低压、低渗储层的钻井。
三、国内外应用现状
反循环钻井技术在水井、大口径工程施工井中应用较广，近年来气举反循环钻井技术已在地质、冶金、建设、水利、煤田和军工等系统推广应用。采用此方法达到的最大井深是2470.88m，最大井径是3.2m。在复杂地层钻进综合效率是正循环钻进的3―6倍；水晶的洗井时间缩短1/2；出水量增大1/3。
华北石油管理局钻井院从2001年底开始反循环钻井技术研究，主要目的是解决井漏问题和保护油气层，已开展了反循环钻井技术调研，气举反循环钻井设备配套等研究内容，进行了2口井气举反循环钻井先导试验，获得重要突破。初步形成了反循环钻井施工工艺，实现了流程设计改造、反循环钻进、携带岩屑、钻井液脱气等重要突破。
四、存在问题和前景展望
反循环钻井试验虽取得了一定成果，但仍有一些问题需进一步深化研究。
（1）加强反循环钻井和注气参数匹配的理论研究。双壁钻具下入深度、注气量、注气压力、钻井液性能等参数的优选匹配应在理论方面加强研究。
（2）加强地层适应性研究。针对不同地层特性，研制不同类型的反循环钻用钻头和施工措施，增强钻头对地层的适应性。
全国低压储层油田占70%以上，且大多数油田已进入开发后期，地层压力衰竭严重，对低压油气藏的保护开采和解决井漏问题显得尤为重要。反循环钻井技术可为解决井漏问题和低压易漏油气藏的勘探开发提供一种崭新方法，将在油气钻探领域逐步发挥重要作用。
参考文献
循环钻篇2
关键词：气举反循环选用建议
【分类号】p634.5
气举反循环钻进工艺由于其循环液上返速度高、携带岩屑能力强、变换工艺容易的特点，具有钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好，在复杂地层中钻进安全可靠，钻探成本低、孔内事故少，节省辅助时间、减轻劳动强度，对现有钻探设备适应性强等优点，已被人们所公认，现已成为我国水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井以及大口径工程桩施工的主要技术方法之一，其应用范围越来越广。但在气举反循环钻进工艺实际应用中，常常出现：工艺不适合所钻地层致使无法正常钻进、参数选用不合理致使钻进效率低下、操作不到位导致钻进过程故障不断等问题。下面，就气举反循环钻进工作原理、选用原则、参数选择、设备选型、故障处理等方面进行探讨。
1气举反循环钻进工作原理
气举反循环钻进工作原理是以压缩空气通过双壁气水龙头，经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管和外管之间的环状间隙，从双壁钻杆下部的气水混合器喷入双壁钻杆内管，在双壁钻杆内腔形成无数小气泡，气泡一面沿内管迅速上升，一面同时膨胀，从而产生气举作用。由于压缩空气不断进入双壁钻杆内管，并托举管内的部分液体流出地表，在混合器上部的钻杆内腔中就形成了低比重的气、水混合液。这样，钻杆内腔的水头压会小于钻孔中的水头压，产生水头压差。按照联通器原理，水头压差会使钻孔中的液体向下移动，同时，使钻杆内腔的液体向上移动，形成液流。当钻孔底部的液体流速达到一定值时，就能连续不断地携带孔底岩芯或岩屑经钻头底部进入钻杆内腔，形成液、固二相流。液、固二相流在沿钻杆内腔升上到气水混合器的位置时，与喷入钻杆内腔的压缩空气混合形成气、液、固三相流。气、液、固三相流继续沿钻杆内腔向上移动，最终流出地表，排入沉淀池。沉淀后的泥浆又沿钻孔孔壁重新流回孔中。如此不断循环，就形成了气举反循环的连续钻进过程，见图1所示。
2气举反循环钻进工艺的选用原则
气举反循环钻进工作原理决定着该工艺的使用条件。一是必须要保证钻具内外有足够的水头压差，且钻杆内腔的水头压必须小于钻孔内的水头压；二是必须要保证整个循环系统的管路通畅和冲洗液的连续流动。二者缺一不可。因此，气举反循环钻进工艺有一定的局限性，必须根据实际情况合理选择。
2.1地下水位与孔深要适当
一是所钻地层不能出现承压水。因为在承压水溢出效应下，反循环不易建立而且也没有意义。二是地下水位在3m以下为宜，但也不宜太深，因为地下水位深时可能是地层漏水严重，难以实现连续反循环。如果水位深，而孔浅，则没有使用价值。这是因为气举反循环钻进在浅孔时为低效区，而孔深30～50m以后才为高效区。因此，只有当地下水位在3m以下，孔深在50m以下才有使用意义。
2.2不宜在湿胀性硬粘土地层或泥岩地层或卵石地层中使用
由于粘土层岩屑在管内会发生碰撞由小块变成大块，大块与水发生膨胀会堵塞内管；泥岩岩屑会附着在内管内壁上，不断沉积而堵塞内管。上述两种地层中的岩屑一旦沉积在内管上，都不能通过气举反循环及时排除，从而极易发生糊钻事故。另外，当遇到较多的超径卵石时，它们不能从内管通过，如若钻头不能将它们破碎，则将聚集在孔底，给继续钻进带来困难。
2.3应有充足的水源供给
在第四系漏水地层或地下水贫乏的地区施工时，应有充足的水源供给才能保证气举反循环正常钻进。通常要求泥浆池冲洗液必须和孔内水位连通并不断补给，不能使循环液断流。必要时，启用泥浆泵向孔内补给冲洗液。
2.4不宜在严重漏失孔段钻进
在严重漏失孔段钻进时，如果冲洗液补给量小于地层漏失量，在无法实现连续反循环的情况下，极易产生烧钻事故。
3参数选择
气举反循环钻进效率主要取决于压缩空气的压力和风量，以及混合器沉没在水中的深度。
3.1混合器沉没深度
气水混合器需要有一定的沉没深度，这样才能形成较好的气水混合。如果浸入水下深度过小，空压机压力建立不起来，就会导致排水量过小；如果浸入水下深度过大，超过空压机的最大压力值，就不能形成气举反循环。
3.1.1混合器沉没系数
a=（钻孔水面到混合器的距离÷双壁钻具总长）≥0.5
理论上，按双壁钻具总长最短长度10m计，混合器的最小沉没深度应大于5m。实际上，在启用气举反循环钻进时，双壁钻具总长都在50m以上，因此，混合器的最小沉没深度应在30m以上，即可建立循环。
3.1.2混合器最大沉没深度
混合器沉没比越大，钻进效率越高。通常在扣除管路沿程损失的情况下，可按照每0.1mpa压力气举9.8m来计算混合器的下入深度。如果空压机的最大压力值是5mpa，那么，混合器的最大沉没深度应小于490m。由于混合器是安装在双壁钻杆的底部，因此，在空压机最大压力值是5mpa的情况下，双壁钻杆的最大下深不能大于490m。
3.1.3双壁钻杆下入深度与井深的比例关系
据调研文献，其推荐的范围值较大，为1：4～10之间。在实际应用中，因考虑空压机的经济功率和实际运行状况，一般应控制在1：5～8之间。
3.2空压机的风量选择
一般选用4～15m3/min的移动式风冷空压机，但一切以能正常钻进、携带岩屑为目的。必要时，可使用密度为1.15g/cm3的低固相泥浆，一是能提高携带岩屑能力，二是能起到维护孔壁作用，三是能防止钻孔孔壁漏失冲洗液。
4气举反循环钻具的选择
实现气举反循环钻进技术的核心就是选用一套合理的钻具。从技术角度出发，一般在Φ500mm以内的钻孔宜选用双壁钻具，超过此孔径的尽可能选用并列式、悬吊式连接钻具或大通孔特殊双壁钻具。同时，还应注意不论何种钻具，下配的单壁钻杆内径与双壁钻杆内径尽可能一致，以提高排屑能力，保证管内畅通。
当空压机压力能满足需要时，则应多配双壁钻杆，最好能做到将双壁钻杆下端的混合器放置在钻头（或加重钻）以上为好。这样不仅可以尽量减少使用单壁钻杆，而且减少了增加单壁钻杆起下钻的次数及其劳动强度，更重要的是能提高钻头处的上返速度，从而获得较高的进尺速度。
5配套设备的选择
凡是具有国产转盘式钻机或全液压动力头车装式钻机的均可进行气举反循环钻进。但为了在浅孔时能获得较高的钻进效率，应优先选用有加压装置的钻机为好，否则应配备加压钻铤。钻机的选择正确与否，不仅影响钻进效率的高低、质量的好坏、成本的多少，而且也影响到钻进工作的正常进行。
6常见问题及故障排除
6.1在正常使用中最易损坏部件为密封圈，如在使用过程中发现密封圈磨损而内管接头无磨损，则及时更换密封圈；如内管接头发生磨损，则必须更换。
6.2在将内管组件放入外管之前，应先检查外管母接头内的台阶是否磨损，如磨损则要补救。然后将内管组件放入外管，上好卡圈即可。保证两端尺寸，以达到密封效果。
6.3下钻前应对双壁钻杆密封圈仔细进行检查，清除丝扣污物，内管脏物，并涂丝扣油。另外空气和排水胶管上、下连接要牢固，取样装置固定可靠，以免启动时冲击力过大引起事故。
6.4在下钻临近孔底时，应事先开动空压机，使钻具旋转缓慢下放，以免井底沉积物突然堵塞钻头使循环液停止。尤其是在正循环变换成气举反循环钻进时，因停钻后沉淀物多，所以应留适当长度钻具进行扫孔。
6.5在钻进时应根据循环液排渣情况，控制钻进速度，一般要求低转速，适当钻压。对孔底还要定时停止钻进，进行冲洗。正常情况下，不钻进，冲洗液内不应含岩屑，反之，证明地层有坍塌。钻进第四纪地层或松散性砂岩地层，尤其是流砂地层时，要特别注意，遇到这种情况应及时停风，并采取控制措施，防止塌孔埋钻。必要时，要及时停止使用气举反循环钻进工艺，而变换成其它合适的钻进工艺。
6.6钻进中突然不返水，或时大时小以及间断返水；或者出现风压降低，排浆管只冒气不出水。原因有几方面：
①钻头喉管被不规则形状砾石堵塞，这种现象砾石与卵石层最易发生，钻进时应加以注意。
②在粘土地层或泥岩地层，常会因钻头结构或者地层自身因素等原因出现钻头泥包，使机械钻速降低。一种现象是局部泥包，另一种是彻底泥包，均无进尺，都应及时变换钻进工艺。
③沉没比不够或混合器以上钻杆严重磨损以及密封圈失落造成。这时，可采用测量内管水位方法判别，如果内管与钻孔间水位连通则说明混合器以上有问题，往管内漏气。反之，则是钻头堵塞。处理堵塞，可将钻具提离孔底上下活动并回转，结合空压机瞬时关开强举，还可用泥浆泵正循环方法来冲，这样，一般可以解堵。若处理均无效时，应及时提钻检查。
6.7孔内泥浆冒泡，严重时循环水停止，冲洗液倒流。发生原因可能是接头丝扣端面密封不严，应尽快检查修复，以免气流刺坏钻杆或孔壁。
6.8在加单根或提钻时应先停止钻进，待循环液中岩屑排净后再停空压机。这样，可以防止岩屑堵塞钻具。尤其是双壁钻具环腔被堵塞时，只能提钻处理。
6.9双壁钻具因机台搬迁或长时间不用时，必须将内管环空间冲洗干净，接头丝扣涂上油，带好保护帽，保证再用时气路畅通，丝扣完好。
7结语
气举反循环钻进工艺虽然具有适应性强、钻进效率高、钻探成本低、孔内事故少、在复杂地层中钻进安全可靠等优点，但存在一定的局限性，不宜在第四系粘土层、松散性砂岩地层、流砂地层和泥岩地层中使用；另外，该工艺对孔内水位和冲洗液供给量还有着比较苛刻的要求。因此，必须根据地层情况和现场情况合理选用。
在实施前，应合理选用钻具、空压机、钻机等设备；在实施中，还应严格执行操作规程，合理选用风量、风压、混合器沉没深度、钻速等参数，及时发现和处理各类异常现象，避免发生事故。必要时，要及时变换钻进工艺。
参考文献：
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（4）许刘万等.我国水井钻探装备的发展及应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2012，39（4）：1-7.
循环钻篇3
关键词:气盒子;密封;主轴;耐磨套;反循环钻进
多工艺空气反循环钻进工艺以其钻进速度快、排渣快捷干净、能适应不稳定和复杂地层及节约成本等优点，在钻探领域受到越来越多的青睐。多工艺空气反循环钻进主要包括空气反循环钻进和气举反循环钻进，多工艺空气反循环钻进工艺的实施必须通过双壁钻具来实现，双壁钻具主要由水龙头、气盒子、双壁钻杆、气水混合器及正反转换装置等组成。其中，气盒子是多工艺空气反循环钻进用双壁钻具系统的重要组成钻具，其使用效果在施工中也受到越来越多的重视，改进气盒子结构，提高钻进效率迫在眉睫。
1气盒子的应用
多工艺空气反循环钻进中，压缩空气通过气盒子进入双壁钻杆的环状间隙，沿环状间隙到达孔底钻具，通过孔底钻具流向双壁钻杆内管中，并携带岩屑从内管上返至地面。气盒子是多工艺空气反循环22钻进重要连接部件，承担了井下整套钻具的重量和钻进时的扭矩;同时，还为作为钻井介质的高压空气提供进入双壁钻具环隙的进气通道;此外，还是内管上返钻渣的连接通道。由于当前使用的气盒子大多存在着密封效果不好，主轴容易发生磨损等问题，难以满足实际工作需要，因此，改进气盒子的结构来保证施工势在必行。
2气盒子改进后的结构
改进后的气盒子结构如下图1所示。气盒子空心结构的主轴侧面设置有与外部进气孔相通的进气通道，另一端用于连通双壁钻杆的环状间隙。内管位于主轴内部，内管外壁和主轴内壁与所围成的环状间隙形成进气通道，内管内部形成出料通道，用于排出钻井底部的废料。耐磨套设置在主轴的外侧，与主轴周向固定连接，耐磨套内壁与主轴外圆密封连接。气室设置在耐磨套的外侧，气室内侧的两端与耐磨套外圆两端通过密封圈分别密封连接，气室的侧面设置有与外部气源相通的进气孔，气室内侧沿周向设置有环形通道。密封圈轴向方向通过气封支管固定，气封支管上还设置有通气孔，可以确保外部气源通过气封支管、耐磨套进入主轴内壁和内管外壁之间的环形空间。新型气盒子实物照片见图2。
3改进后新型气盒子的特点
主轴的外轴内部和内管外壁形成进气通道，内管内部为出料通道，并且将内管置于外轴内部的一端与外轴内壁之间密封安装，结构简单，易于实现，增加了气盒子的实用性。利用对称安装的两个密封圈对主轴和耐磨套之间进行密封，并且将气封支管安装在两个密封圈之间，使气封支管对密封圈起到支撑作用，从而使两个密封圈不会发生偏移，保证良好的密封效果，进而提高气盒子的可靠性。第一个密封圈远离第二个密封圈的一侧由气室端盖进行轴向定位，第二个密封圈远离第一个密封圈的一侧由气室进行定位，两个密封圈均实现了双向的轴向定位，提高了密封圈定位的可靠性。利用气室端盖子口将第一个密封圈远离第二个密封圈的一侧挤紧，由于气封支管在两个密封圈之间起到了支撑作用，且第二个密封圈远离第一个密封圈的一侧有气室对其进行支撑，使得两个密封圈轴向被压缩，使两个密封圈径向与耐磨套之间接触的更为紧密，提高了密封效果。同时，通过调节气室端盖口压紧程度可以使两个密封圈即使在发生一定程度磨损后也能保证其密封效果，延长了气盒子的使用寿命。轴承座与气室通过毡圈密封，与耐磨套通过一个密封圈密封，与主轴通过一个o形圈密封，使轴承中的油不会进入气室中，保持气室清洁，进而保证压缩气体可以顺利通过气室。安装时，先将耐磨套安装在主轴上，主轴上安装挡圈处凹槽的设置，为键提供了安装空间，使键对主轴和耐磨套进行周向固定，使得主轴和耐磨套可同步转动。挡圈和耐磨套之间通过螺栓紧固连接，利用弹性挡圈对键和耐磨套进行轴向定位，使得主轴和耐磨套转动时，挡圈可以随主轴和耐磨套同步转动，主轴和挡圈之间不会发生相对转动和松脱，从而保证主轴和耐磨套转动时的轴向定位效果。
4结语
在现场施工应用中，新型气盒子使用效果反馈很好，整体密封性可靠，且不用更换主轴，只需视情况更换耐磨套和密封圈，节约了维修的时间与成本。改进后的新型气盒子结构已得到客户的认可，并获得国家实用新型专利，将逐渐得到更广泛的应用。同时，密封质量更好、使用寿命更长的密封圈正在设计试制中，这种新型气盒子将更加适应市场的需求，现场施工也将更方便快捷。
参考文献:
［1］程林，满国祥，朱立强，等．风管式气举反循环钻具及其在大口径钻井施工中的应用［J］．探矿工程:岩土钻掘工程，2014，41(3):44－47．
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循环钻篇4
关键词： 固相颗粒；悬臂吊；净化流程；导轨机构
中图分类号：F253.3文献标识码：a
1 将泥浆罐体体积缩小，方便普通工程车辆运输。
2 搬家时，能够将沉砂池内立式砂泵利用悬臂吊（而不用再另派吊车）将砂泵吊至罐内安放并随罐运输。
3 悬臂吊及其上吊装立式砂泵能够抽吸泥浆罐后（清砂门侧）的泥浆池内泥浆，当沉砂池内泥浆不够使用时，钻井液无法得及时补充的情况下，用于给井口供液。
4 罐上设备在运输时，能沉入罐内随罐运输。
5 泥浆颗粒能进一步细化，有效分离5-7微米以上的超细颗粒，调节和改善钻井液的性能指标，降低钻井成本和钻井工具的磨损，满足各种条件下井队钻井工艺的要求。
关键技术具体改进如下：
⑴ ZJ15钻井液循环系统主要技术性能参数改进
⑵ 360度可旋转液压悬臂吊系统的应用改进
为了解决搬家时悬臂吊能够将沉砂池内立式砂泵吊至罐内安放并随罐运输，采用了新型可360度旋转的YXB9SB3型液压悬臂吊（见图2的2#罐上悬臂吊）替代原普通悬臂吊（如图2），并将此悬臂吊由原1#罐面移至2#罐面，同时在2#罐的底座及罐面做基础固定。
该系统满足1500米以下钻井工艺需求，有效降低钻井成本，方便了井队运输、搬家及拆装的需求，提高了钻井效率。
革新后，ZJ15钻井液泥浆循环系统便于运输，保护环境，改善了钻井液性能，极大地提高了钻速，方便井队搬家、安装及操作，减轻了工人的劳动强度，为井队作业节约了大量生产成本。采用革新后系统经钻井公司验收并使用，各项指标满足钻井工艺需求，节约运输费用，得到客户一致好评。
参考文献
循环钻篇5
【关键词】公路工程钻孔桩分析
analysisoftheadvantagesanddisadvantagesofthepositivecirculationdrillingpileandtheimpactdrillingboredpile
SunHao-zheng
（ShandongHighwayengineeringDevelopmentCenter，LuqiaoweifangShandong261041）
【abstract】atpresent，China'shighwayconstructioninvestmentcontinuedtorise，pppprojectintheascendant.theimplementationofthisarticletheauthoristheconstructionprojectintheprocessofppppositivecirculationholeandimpactdrillholefillingpileintotheadvantagesanddisadvantagesofexperiencesimplysummarizedasfollows，andreaderswerefamous.
【Keywords】Highwayengineering；Boredpile；analysis
1.引言
某跨潍河大桥新建工程于2017年2月12日开工，桩基础劳务分包队伍执意采用正循环钻孔机械钻孔，耗时15天一棵桩也没钻出来，反倒是液压油管破裂，造成一定的经济损失不算，白白的浪费了工期，后来采用10台冲击钻成孔，现已经成功灌注55颗桩基础。今就正循环钻孔灌注桩与冲击钻成孔灌注桩优劣势分别阐述如下。
2.正循环钻孔灌注桩优缺点及适用范围
2.1优点。
（1）钻机小、质量轻、狭窄工地也能使用。
（2）设备简单，在不少场合可直接或稍加改进借用地质岩心钻探设备或水文水井钻探设备。
（3）设备故障相对较少，工艺技术成熟，操作简单，易于掌握。
（4）噪声低，振动小。
（5）工程费用较低。
（6）能有效地用于托换基础工程。
（7）有的正循环钻机可打倾角10°的斜桩。
2.2缺点：由于钻孔直径大，正循环回转钻进时，钻杆与孔壁之间的环状断面积大，泥浆上返速度低，夹带泥浆上返速度低，夹带泥浆颗粒较小，排除钻渣能力差，岩土重复破碎现象严重。
2.3适用范围：正循环钻进成孔适用于填土层、淤泥层、黏土印⒎弁敛悖也可在卵砾石含量不大于15%、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质泥岩中使用（硬质火成岩是绝对不能使用的）。
3.冲击钻钻孔灌注桩优缺点、适用范围及施工要点。
3.1基本原理。冲击钻成孔施工法是钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲击土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒泥浆循环方法将钻渣岩屑排出。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。
3.2优缺点及适用范围。
3.2.1优点：
（1）用冲击法破碎岩土尤其是破碎有裂隙的坚硬岩石所消耗的功率小，破碎效果好；同时，冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固，孔壁稳定。
（2）在含有较大卵石层、漂砾石层中施工效率较高。
（3）设备简单，操作方便，电脑等先进技术利用率高，钻进参数容易操控，设备移动方便，机械故障少。
（4）钻进时孔内泥浆一般是不循环的，只起悬浮钻渣和保持孔壁稳定的作用，泥浆用量损耗小。
（5）钻进过程中，只有提升钻具时才需要动力，钻具自由下落冲击岩层是不需要动力的，能耗小，和回旋钻相比，当设备功率相同时，冲击钻能施工较大孔径的桩孔。
（6）在流沙层也能钻孔，回旋钻就望而却步了。
3.2.2缺点：
（1）利用钢丝绳牵引冲击钻头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提升钻头和掏渣上，钻进效率较低；随着桩孔加深，掏渣时间和孔底清渣时间均增加很多。
（2）容易出现装孔不圆的情况。
（3）容易出现孔斜、卡钻、掉钻头等事故。
（4）由于冲击能量的限制，孔深和孔径较小。
3.2.3冲击钻适用于填土层、淤泥层、黏土层、粉土层，也适用于较硬岩石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层，而后者常常是回旋钻进和其他钻进方法施工困难的地层。
3.3冲击钻施工要点。
3.3.1钻机底部一定要牢固，同时，必须保证钻机钢丝绳、钻头中心和桩基的中心重合，以免造成孔位偏差，这一般会造成疏忽的地方。开孔前。要研究明白地质柱状图。
3.3.2合理安排施工工序，尽量避免个孔施工间的相互扰动，避免“穿孔”事故发生。宜采用“跳打法”，或相邻灌注桩混凝土关注完毕36h以上。
3.3.3护筒内泥浆高程要高于地下水位1.0m以上。
3.3.4冲击钻进要注意：
（1）要控制钢丝绳放松量，少放勤放，防止“打空锤”。
（2）在卷扬机钢丝绳上做好记号，防止冲击钻缠卷冲击钻具。
（3）要保证泥浆供给量。
（4）不要采用锤头高冲程，防止卡钻头。
（5）经常检查钢丝绳质量，断丝多了要赶紧换钢丝绳。
（6）要经常补焊钻头。
（7）要经常检查孔径，防止缩孔。
3.3.5刚刚进入岩层时，要减缓进尺，轻提锤头，待岩面平整后再加快进尺；冲击钻头要平稳，尽量少碰撞井壁；进入岩层后，要清孔取样，作好记录，为桩基础桩长变更设计提供依据。
3.3.6掏渣要遵守以下规定：开孔阶段孔深不足4m，不宜掏渣，应尽量使钻渣挤入孔壁；要及时掏渣，避免钻渣被重复破碎，降低施工效率；每次掏渣后要及时补充泥浆或黏土，保持孔内水位高于地下水位1.5～2m。
4.结语
正确选用钻机，可以节约工期，降低费用，避免工程“前松后紧”。
循环钻篇6
关键词：反循环钻；灌注桩；施工工艺
钻孔桩基础施工简便、操作易掌握，设备使用简单，因此在桩基础施工中被广泛应用，工程质量只能通过科学的过程控制和仪器检测来确认，所以对作业人员操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。下边结合南京市滨江大道SG5标桩基施工实例，介绍反循环钻孔灌注桩施工工艺及病害的处理。
1、工程概况
2、工程地质情况
浦口滨江大道桥梁工程地处长江中下游冲积平原，位于长江北岸宽广的长江漫滩上，长江自西南向东北方向流经场地东南侧。七里河自北向南、城南河自SSw向流经工程区，区内鱼塘、沟渠星罗密布，地貌形态破碎零乱，地势低洼处为沟、塘，地势明显凸起处为堤防和水塘埂。
工程区勘探深度范围内的主要地层有第四系人工填土层（Qme）、全新统冲积层（Q4al）及上更新统冲积层（Q3al）。下伏基岩为中生界白垩系下统浦口组上段（K1p2）粉砂质泥岩、粉砂岩等。地质决定本工程桩基是摩擦桩，主要靠桩表面与地基之间的摩擦力支承荷载。
施工前对钻机类型进行比较和选择，其中反循环钻机钻进速度快、成孔好、清孔干净；冲击钻速度慢、成孔质量不高。经过作比较决定选择实用于各类土层、成孔质量好的反循环钻机，另外经过对比，反循环钻机工作人员操作熟练，有利于现场施工。
3、反循环钻孔桩施工工艺
钻孔灌注桩施工工艺顺序：测量队放样--护筒埋设--钻机就位--钻孔--成孔检查、清孔—吊装钢筋笼--灌注水下混凝土--成桩检测。
3.1测量队放样
根据图纸设计提供的坐标及高程控制点对桩定位放样，在测量过程中用全站仪测定桩基轴线和桩位标志并填写记录。桩位样桩要考虑其他钻机施工以及其他工作的正常展开。在钻机就位前要引出护桩，防止钻机就位时影响桩基位置。
3.2埋设护筒
根据浦口滨江大道桥梁工程实际情况采用2.5m高钢护筒。根据桩径需要，钢护筒直径分别为1.5m、1.8m、2.2m，壁厚5mm。埋设护筒时护筒底部和四周应填粘土，分层夯实，护筒顶高出地面0.3m。埋设时护筒要求竖直。埋设过程中保持护筒竖直中心线与桩位中心重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1%。护筒顶部焊吊耳，开出水口与泥浆池水道相接。钻进过程中经常校验护筒是否发生偏移和下沉并及时校正。
3.3钻孔
浦口滨江大道桥梁工程按设计资料绘制的地质剖面图，选用反循环钻机。反循环钻机钻孔前需要制备泥浆，优质的泥浆对孔的质量和成孔速度有很大影响。
3.3.1泥浆制备及注意事项
浦口滨江大道桥梁工程钻孔泥浆由水、膨润土组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、钻具并在孔壁形成泥皮平衡泥浆和土层间的压力，防止坍孔的作用。本工程泥浆性能指标：相对密度1.02～1.15，粘度18～22s，胶体率≥95%，失水率≤20ml/min，pH值>7。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，防止泥浆在护筒底部上涌，冲垮护筒。泥浆初次注入时，不得冲刷孔壁，避免泥浆护筒底部孔壁松散坍塌。
3.4钻孔注意事项
钻孔开钻前必须确保护筒达标，桩位正确。开钻后要不断添加泥浆，并抽取渣样，与地质剖面图核对。检查钻机是否偏斜，必要时停机校正后再继续钻进。钻孔开钻后要连续作业，防止塌孔并填写钻孔施工记录。钻进过程中经常检查孔径，垂直度，并对钻孔泥浆指标进行检测。注意地层变化，尤其注意在地层变化处捞取渣样，与地质剖面图核对。成孔后要及时清孔，吊装钢筋笼并灌注水下混凝土，钻孔前要考虑到不影响邻桩或下个桩的施工，本工程采用隔桩开钻方法，并且最多一个工作台面上不超过两台钻机。
3.5成孔检查、清孔
3.5.1成孔检查：成孔检查包括倾斜度、孔深、桩径、沉渣厚度。倾斜度
3.5.2清孔：本工程清孔采用换浆方法将含有沉渣的泥浆混合物清除出来。根据本工程要求孔底沉淀厚度
3.6吊装钢筋笼
钢筋笼吊装时保证钢筋骨架与孔中心一致，不刮伤孔壁泥皮以保证泥浆与土层压力平衡。钢筋骨架吊装就位后采取四点固定，防止掉笼和灌注混凝土时骨架上浮现象，钢筋骨架上焊接耳筋，防止钢筋骨架刮伤孔壁和保证保护层厚度。
3.7灌注水下混凝土
浦口滨江大道桥梁工程要求混凝土C30强度，用钢导管灌注，导管内径30cm，导管使用前进行水密承压和接头抗拉试验，均满足施工要求。
在导管安装结束后，再次进行验孔，检测沉渣厚度及泥浆指标。若沉渣过厚，应采取泵吸反循环方法进行二次清孔。
混凝土的灌注应连续不间断进行，以免出现夹层事故，严格控制混凝土的初凝时间和提升导管的时机，避免导管提升过快导致桩身混凝土接触水面出现夹层，同时也应避免导管提升过慢导致导管在混凝土中埋管过深，难以取出甚至拔断的现象。一般灌注过程中，导管埋深控制在2～6m。本工程桩基钢筋笼与孔深同长，首批混凝土灌注后混凝土顶面没过钢筋笼底部，不会出现浮笼现象。灌注过程中，孔内溢出的泥浆引流至适当地点处理。
灌注的桩顶标高比设计高出一定高度，本工程设定为1m。以保证混凝土强度，多余部分在承台施工时进行凿除，保证桩头混凝土不含有泥渣。灌注结束时，核对混凝土灌注方量，确定混凝土的灌注高度是否正确。
3.8质量检测
混凝土强度达到70%后进行桩基无破损检测，采用超声波透射法检测桩基质量。其中本工程完成的124根桩基完全是Ⅰ类桩，达到设计要求。
4由于操作失误和经验不足，本工程灌注桩发生1次病害如下：
4.1塌孔
在成孔后由于连续下雨，护筒周围的土层凹陷，护筒下降，该迹象表明此孔上部坍塌。
病因分析：1连日下雨将护筒底部土层泡软导致泥浆上涌，上部发生坍塌；2成孔时间过长。
处理措施：回填密实土，埋设4.5m深护筒，夯实护筒四周土层；适当提高泥浆比重和粘度，保证泥皮厚度，保护孔壁。
5结语
反循环钻孔灌注桩越来越广泛的应用于建设中，掌握好反循环钻孔灌注桩施工工艺及病害的处理是技术人员和作业人员必备的技能。采用正确的施工工艺及配制高质量泥浆是保证成孔的关键，采用正确的灌注水下混凝土方法可以防止灌注桩病害的发生。另外介绍的处理灌注桩病害的方法取得成功，可以作为处理施工工程中推广的方法。
参考文献：
循环钻篇7
关键词：市政桥梁；桩基施工；反循环钻成孔
随着时代的发展和社会经济的进步，我国公路建设规模越来越大，市政桥梁也取得了不错的成果，施工技术日趋成熟。在桥梁桩基施工中通常采用的都是钻孔灌注桩方法，并且最为常见的就是反循环钻成孔技术，这种施工技术具有一系列的优点，比如较好的钻进速度、较好的排渣连续性、较薄的孔壁护膜等等，这样可以有效的保持桩基的摩擦力。
1工程概况
本市政桥梁工程的主桥有着500米长，宽在30米左右，高在10米左右；而引桥的长度则有950米，宽在8米左右，高度是5米；中桥的长度是70米，宽是11米，高度在12米左右；桩基础采用的钻孔灌注桩，一共使用了121根，有效长度在50米；桩基的地质条件是下面的是花岗岩石，上面的是砂、砂砾以及亚麻土等等。
2反循环钻成孔技术适用范围及原理概述
在通常情况下，地层是填土、淤泥、粘土、粉土以及砂土和砂砾等情况下都可以采用反循环钻成孔的技术；如果是软岩的情况下，那么钻头就可以采用圆锥式的；如果是硬岩的情况，那么钻头就可以采用滚轮式的；如果是自重湿陷性的黄土层，或者是没有地下水的地层，通常情况下是不宜采用反循环钻成孔技术的。并且，在大卵砾石层、大弧石层以及大抛石层中，也是不宜采用反循环钻进成孔技术的，因为这些地质会严重影响到钻进的效率。
反循环钻成孔技术的施工方法主要是将护筒设置在桩顶处，护筒的直径要大于桩径，护筒内的水位也应该比自然地下水位至少高出2米，同时，孔壁净水压力不能小于0.02兆帕，只有这样，孔壁才不会出现坍塌等情况。当钻机开始运转后，钻杆端部的钻头会随着旋转盘的转动而工作，将破碎的岩土进行切削，然后钻孔与孔壁之间的环状空间中就会流入冲洗液，然后流入孔底，对钻头进行冷却，并且还会携带一些钻土，在负压的作用之下，钻杆内腔的混合液就会升到地面的泥浆池中，进行净化，这些得到净化的冲洗液又回到了孔内，这样反复工作，就形成了循环。
3施工顺序
在市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术，有着特定的步骤和顺序，通常情况下是设置护筒、将反循环钻进进行正确的安装，钻进到桩端的持力层，然后在对孔底沉渣进行测定的基础上，对孔底沉渣进行第一次的清理；将反循环钻机移走之后，就可以对孔壁进行测定，然后正确的插入导管和钢筋笼，这时候就可以对孔底沉渣进行第二次的清理，然后将混凝土灌注在水下，在灌注的同时，还需要将导管拔出；完成了混凝土的灌注工作之后，就可以将导管和护筒，成桩。
4施工特点
反循环施工作业中非常关键的一个环节就是埋设护筒，这是因为反循环钻成孔施工技术的作业是在静水压力下进行的。
要想保证在没有套管的情况下，应用反循环钻成孔技术也不会出现坍孔等问题，那么就需要满足这几个条件，第一是孔壁周围的静水压力不能够小于0.02兆帕，护筒内的水位相较于地下水位，至少需要高出两米；二是在泥浆造壁方面，在钻进的过程中，孔内泥浆在不断循环的基础上，还会在孔壁上形成泥浆膜。泥浆可以填密实钻孔内不同土层之间的空隙，从而在很大程度上减少孔内的漏水情况；并且对于孔壁的稳定和孔内水压的稳定也有着很大的帮助；它还可以对悬浮颗粒的沉降发生延缓的作用，在沉渣的处理方面也更加的方便。三是需要保证泥浆的比重是合理的，在通常情况下，如果钻进粘土和粉土层时，采用的是1.02到1.04之间的泥浆比重，那么钻进砂或砂砾等土层中时，就需要将1.05到1.08作为泥浆的比重，这是因为砂土层容易出现坍孔等现象。四是在钻进的时候，要对孔内缓慢的泥浆流速进行保持。五是保持适当的钻进速度，不能太快，也不能太慢。钻进速度会受到很多因素的影响，比如钻深、桩径、土质以及钻头的种类等等。并且，在钻进砂或者砂砾层的时候，还需要将形成泥膜所需的时间充分的纳入考虑的范围，如果钻进的是粘性土，那么就需要将泥浆泵的能力充分的纳入考虑的范围；需要特别注意的是，在钻进的时候，要对泥浆的浓度进行严格的控制。与旋转盘离开30米处也可以进行反循环钻机的操作，这样就可以更加方便的应用反循环钻成孔技术。
5施工要点
在对施工现场进行规划的时候，需要合理的安排冲洗液循环、排水以及清渣等系统，只有这样，在反循环施工中，才可以通常的循环冲洗液，同时在彻底排放污水的基础上，保证能够顺利的清除钻渣。
如果钻进的土层有着很小的粘性，那么就需要将一些必要的材料添加在泥浆中，从而保证粘度能够达到相应的要求，比如mC或者膨润土。在成孔的时候，有些情况也是可以添加膨润土的，比如稀释地下水减小了泥浆比重等。
为了达到净化清洗液的目的，在钻进清水的时候，在沉淀池中，通过重力沉淀的作用可以有效的清除钻渣；如果钻进的是泥浆，那么在除砂清渣的时候，就需要采用一些必要的机械装置，比如多级振动筛和旋流除砂器等等。
要保证有着开敞和规整的钻头吸水断面，这样可以在减少流阻的基础上，防止一些杂物堵塞水口的情况，比如砖块、卵石等等。要保证钻头体吸口端与钻头底端高度在250毫米以内；钻杆内径应该大于钻头体吸水口的直径；钻杆内径还需要大于碎砖和卵石等的尺寸。
如果采用的钻进方式是泵吸反循环，那么对离心泵启动之后，需要等到反循环正常之后，才能够进行接下来的操作步骤。在刚开始钻进的时候，应该按照轻和慢的原则，等到钻头工作恢复正常之后，就可以对转速逐渐的加大，同时对压力进行必要的调整，以免出现堵水的现象。如果钻进时选用的方式是气举反循环，那么就需要在动力头开动之前，将空压机开开，进行必要的送风吸泥工作，这样就可以保证洗渣口不会出现堵塞等情况；在停钻的时候，首先需要对钻进进行停止，然后是动力头，最后才是停风。
6反循环钻成孔技术的优点和缺点
优点：这种技术有着较低的噪声和较小的振动，施工的桩可以有很大的直径，很大的深度；孔壁的保护可以采用天然的泥浆；施工的范围很广，几乎所有的土层和岩层中都可以应用这项技术，并且如果遇到了岩石，可以采用特殊的钻头；如果施工是在水上，也可以采用这种技术；有着较快的钻进速度等等。
缺点：如果卵石层或者漂石大于钻头吸渣口的直径，那么就很难钻进；如果有地下水路存在土层中，或者土层的承压水有着较高的压力，那么就很难进行成孔；并且如果水压头和泥浆的比重不是十分的科学，就会发生坍孔的问题。切削出来的土砂中往往含有较多的水分，这样就很难进行弃土的工作；在处理废泥水时，需要比较大的工作量。
7结语
在市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术，具有一系列的优势，因此就需要大力的推广。
参考文献
循环钻篇8
【关键词】泵压反循环；解决；孔内沉渣；方法探讨
在小口径钻探过程中，经常会遇到破碎带和风化岩层，这样的地层钻进困难，易堵钻，坍塌掉快，产生的岩粉很多。由于绳索取心钻杆与孔壁之间环状间隙较小，再加上在钻进过程中钻具的扭摆，稍大一点的岩粉颗粒及碎块很难排出，岩粉及碎块达到一定的程度后容易产生钻具下不到孔底及卡钻或埋钻现象，如何解决排出大颗粒岩粉及碎块的问题，将是快速钻穿该种地层的关键问题。
1.反循环钻进技术
反循环就其广意来说凡是冲洗液循环方式与我们经常使用的传统的正循环相反的一种循环方式，经常使用于大口径的岩心钻探、水井施工和工程技术钻进，在小口径的岩心钻探施工方面很少用到。其特点可概括为以下几点：
⑴冲洗液上升速度高，钻进时排除岩屑能力强，井底很少集聚岩屑。使岩屑不受重复破碎，钻进时不易堵钻，因而进尺速度快，钻进经济指标就好。
⑵钻进时井内保持较高的水位，依靠冲洗液的静压力与地层压力平衡，保持井壁稳定。
2.反循环钻进方式分类及原理
传统的反循环钻进方式，按照形成钻杆内上升水流的方式可分为泵吸反循环、压缩空气反循环（又称气举反循环）和射流反循环等三种基本方式
2.1泵吸反循环钻进方式
利用离心泵或轴流泵的抽吸力量使钻杆内部的液体携带岩屑经钻杆上升并经水泵出水口排出的一种方式称泵吸反循环。
2.2压气反循环钻进方式
将压缩空气通过供气管路送至井内汽水混合室，使压气与钻杆内的水混合，从而形成比重小于1的气水混合体，在钻杆外侧水柱压力的作用下，钻杆内气水混合体挟带岩屑不断上升，将岩屑排出井外。
2.3射流反循环钻进方式
利用高速的液流（清水或泥浆）经喷嘴射入循环管路，造成负压，这种负压使管路产生抽吸作用，液流挟带岩屑在抽吸作用下经钻杆上升排出井外。
3.泵压反循环
根据反循环的工作原理，我们决定打破其仅适用于大口径钻探施工的局限性，将其引入目前正在进行的小口径钻探工作，用来解决小口径钻探过程中大颗粒岩屑及碎块排出困难的问题。
在目前的小口径钻探过程中，一般采用的绳索取心钻探工艺，钻头为金刚石钻头，为了利于岩粉的排出，一般都加大了钻头的直径。正常完整的地层，研磨比较均匀，岩粉较细，偶遇稍大的岩粉或岩屑通过调整泥浆是可以排出孔外的。
遇到破碎带和风化层时，岩心经钻头研磨搅合后，岩粉包括大颗粒的岩屑碎块等成倍增加，排出困难，每次取心后必须将钻具提至沉渣以上位置，否则内管下不到底，内管下过后自上往下慢钻至孔底开始钻进，又形成新的岩粉、岩屑，细岩粉和小颗粒岩屑被泥浆携带出孔外，由于钻杆与孔壁之间的环状间隙小大颗粒岩屑排不出来，越积愈多，尤其是坍塌破碎的掉块既不易排除又不易取出，如不及时处理极易产生卡钻、埋钻现象。
针对沉渣过多的现象，目前常用的方法不外乎这两种：一种是待沉渣集聚到一定程度后采用单管干钻的方法，这种方法因为无水钻进每次进尺极少，还得起大钻，尤其是对于硬淬碎地层效果更不好，如果操作不当还可能造成烧钻事故，风险大。另一种方法是更换细径钻具和钻杆，加大钻杆与孔壁之间的环状间隙，调稠泥浆加大泵量泵压将岩屑碎块排出孔外，这种方法具有一定的局限性：施工单位尤其是个体钻机不一定备有细径钻具和钻杆，如没有还得租赁，施工地区有时租都租不到，不太现实。
3.1泵压反循环原理和特点
泵压反循环即利用泥浆泵的压力将泥浆从钻杆外部送入孔内并经钻头进入钻具和钻杆内腔将岩粉和岩石碎块排出孔外的一种方式。其特点如下：
⑴不用更换和增加设备，钻机，钻具，泥浆泵仍用原来的，只需加工一个孔口套管与钻杆之间的密封装置即可，简单方便易加工。
⑵正反循环更换方便：正常钻进时可用正循环钻进方法，沉渣多时需要排除时，可随时更换成反循环钻进方法，正反循环泵压基本一致，相对于射流反循环泵压小得多。
⑶钻具和钻杆内腔相对于钻杆与孔壁之间的环状间隙大得多，利于大颗粒岩屑、岩石碎块排出。
⑷可通过增加泥浆泵压力和调整泥浆携粉能力提高岩屑排出快慢程度，岩屑碎块等排出彻底。
⑸经过水泵进入孔内的冲洗液是经过沉淀的无渣液体，排出的含渣浆液又不经过水泵，对水泵磨损伤害小。
⑹射流反循环和泵吸反循环仅适用于大口径的浅井，而泵压反循环可根据钻机和泥浆泵型号的大小适用于不同深度的钻孔。
⑺钻杆与套管密封依靠V型油封，为了保持良好的密封效果钻具转速不宜过高，钻进较慢，原则上仅在需要大量排渣时配合钻探适用，沉渣排完后，可立即更换成正循环正常钻进。
3.2泵压反循环的工艺流程
⑴将正常钻进时的内管取出，将钻具提至沉渣以上位置。
⑵将加工好的套管和钻杆密封装置安装好，将原正循环钻进时的高压管与水泵连接端拆除，原高压管变成拍渣管，用新的高压管将水泵和套管之间连接好，反循环管网连接完毕。
⑶调整泥浆，增大泥浆的稠度和粘度，提高其携粉能力。
⑷开启泥浆泵，待排渣管有浆液排出循环正常，观察泥浆泵压力是否正常。
⑸开动钻机，轻旋慢钻，排渣管有岩粉和岩屑碎块排出。
⑹视泥浆泵泵压大小和岩屑排出的多少，控制进尺快慢和泥浆泵压力，保证浆液和岩屑排出连续、不间断，钻至孔底后，停止下钻，泥浆泵继续工作，直到孔内没有沉渣排出为止。
⑺反循环管网及套管与钻杆密封装置拆除，将原正循环管网连接，恢复正循环状态。
4.处理效果
沉渣完全排除后，由于长时间的坍塌此段已经形成了大肚子，如不及时采取措施治理而是继续钻进，将很容易产生断钻杆现象，也为了该段不再坍塌，应立即用水泥封孔，大肚子的形成也为水泥封孔创造了很好的条件，如果没有大肚子，封孔后水泥将是薄薄的一层皮，一触即破，一扫便碎。透孔后，该段水泥心完整，无裂隙和溶洞出现，水泥心采取率接近100%，达到了理想的效果再往下钻进该段地层不受任何影响。如果下部还是破碎带可钻进一段后再换用泵压反循环排渣，再封孔，钻进一段治理一段，不留后患，直到钻穿该层为至，为钻孔的顺利完成提供可靠的保障。
参考文献：
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[2]李世忠，等.钻探工艺学（下册）[m].北京：地质出版社，1989.
循环钻篇9
关键词：反循环打捞篮篮筐滚动旋转钻井
反循环打捞篮作为小件落物的打捞工具，被广泛应用在钻井事故处理中。原工具篮筐与筒体为滑动摩擦，配合间隙小（1mm），事故处理过程中，泥砂易进入，造成转动不灵活。打捞篮爪通过弹簧将铜片篮爪与篮筐相连，处与提前关闭状态。打捞牙轮断齿等小件落物过程中，篮筐与筒体同时转动，易导致落物将篮爪的弹簧提前损坏。篮爪掉落，即使进鱼，上提钻具，落物会重新掉落，导致打捞失败。
一、新型反循环打捞篮
1.工具结构
工具主要组成：反循环打捞篮筒体、改制的滚动篮筐、弹簧式滑套。篮筐外径缩小3mm，在筐柱上加装滚子，使之成为轴向滚动篮筐。篮筐内套入相应直径（与篮筐间隙为1mm）和高度（篮爪的长度）的弹簧金属滑套，弹簧与筒体下球座相互焊接，提前关闭篮爪，当落物进入内筒后，顶着滑套上行，进入筒内高度超过篮爪高度后，篮爪通过弹簧自动恢复原来形状，兜住落物，达到捞取落物的目的。见图1。
图1新型反循环打捞篮结构图
测量打捞篮筒体、篮筐的内、外径，将篮筐外径缩小3mm，在筐柱上加装滚子，使之成为轴向滚动篮筐；
篮筐内套入相应直径（与篮筐间隙为1mm）和高度（篮爪的长度）的弹簧金属滑套，弹簧与筒体下球座相互焊接。
2.工作原理
新型反循环打捞篮下钻到底，先正循环冲洗井底，接着投入一钢球，此时钻井液由双层简体之间隙经下水眼射到井底，然后从井底通过铣鞋进入打捞筒内部，最后由上水眼返到环形空间。取芯式钻进过程中，在钻井液反循环作用的冲击和携带下，被铣鞋拨松的井底碎物随钻井液一起进入篮框，当落物进入筒体一定高度后，篮爪通过弹簧自动恢复原来的形状，把落物集中在反循环打捞篮内。
3.技术参数
主要技术参数见表1。
4.技术特点
4.1能够实现小件落物一次打捞成功；
4.2工具内部结构简单合理，篮筐与筒体为轴向滚动，有效降低摩擦阻力，筐体转动灵活；
4.3篮筐内套入相应直径的弹簧式滑套提前关闭篮爪，当落物进入筒体一定高度后，篮爪通过弹簧自动恢复原来的形状，将落物兜住，达到捞取落物的目的；
4.4优选施工参数和打捞钻具组合，有利于提高打捞效率。
二、操作工艺
1.钻具组合
新型反循环打捞篮+钻铤50-80m+钻杆+方钻杆；
新型反循环强磁打捞篮+随钻捞杯+钻铤50-80m+钻杆+方钻杆。
2.打捞参数
打捞钻压10-50Kn；排量：25-32L/s；转速：40-50r/min。
3.打捞步骤
3.1.下钻到距井底1m左右，大排量循环洗井，边循环边慢慢下放钻具探井底，记录好方入。上提钻具离开井底0.3～0.5m，循环和转动钻具，将井底落物周围岩屑清除干净，并记下当时的泵压。
3.2.投入钢球，开泵送钢球到球座，根据排量计算钢球到位时间。通常钢球落入球座后，泵压增加1～2mpa。
3.3.边循环边转动钻具，将新型反循环强磁打捞篮下放到距井底0.1～0.2m，反循环时间15～30min。开泵钻进0.3～0.5m，用取芯方法将未进入篮框的碎物捞获。
三、现场试验
针对新型反循环打捞篮能否在取芯钻进过程中，篮筐自由旋转、篮爪兜住落物后自行打开的关键问题，在两口掉牙轮事故中进行了现场试验，试验结果：新型反循环打捞篮达到了设计参数的要求，打捞工具内篮筐能够自由旋转，篮爪兜捞落物效果良好，能够满足现场小件落物的打捞需要。
四、结论
1.新型反循环打捞篮能够保证一次性打捞多个小件落物，有效提高打捞成功率；
2.工具结构简单、易加工、应用成功率高。
3.建议现场推广应用新型反循环打捞篮。
参考文献：
[1]杜晓瑞，王桂文.钻井工具手册[m].北京：石油工业出版社，2000：24-62.
[2]牟培英，龚城.《螺旋钻杆打捞工具的应用》，《煤矿机电》2010年第5期.
循环钻篇10
1数学预测模型的建立及求解
1．1数学模型建立首先假设如下：①流体在井筒内的流动为一维稳态流动，且同一截面上各点的温度、压力相等；②井筒中钻柱到水泥环外缘间的传热为径向稳态传热，井筒周围地层中的传热为非稳态传热；③井筒及地层中的热损失是径向的，不考虑沿井深方向的纵向传热。f（t）是反映地层热阻的无因次时间函数，K．chiu等人给出了经验表达式［7］：
1．2模型求解方法将温度场计算模型嵌入井筒多相流流动分析模型中（多相流流动分析模型考虑井斜角），通过循环迭代法和数值分析法对温度场模型进行求解，计算步骤如下（图2）：①对全井筒进行离散处理；②确定初始节点温度ti0，假设离散单元体温度增量；③假设单元体压降；④在平均温度、压力下计算单元体气液物性参数；⑤利用井筒多相流流动分析模型计算离散单元压降；⑥判断计算的压降和假设压降是否满足精度要求，不满足就返回第③步重新计算，否则进行下一步；⑦应用井筒传热方程及能量方程计算离散单元节点温度；⑧判断计算的离散单元温度和假设温度是否满足精度要求，不满足就返回第②步重新计算，否则进行下一步；⑨增加步长到计算井深，输出结果。
2应用实例及效果分析
2．1基本参数某井钻至井深5452m（垂深4807m），井眼直径152．4mm，钻柱外径127mm，内径108．6mm，地表温度9℃，地温梯度2．3℃／100m。钻井液密度1．05cm3，排量12L／s，流性指数0．88，稠度系数0．18pa•sn，钻井液入口温度35℃，钻井液比热容1680J／（kg•K）；岩石密度2．6g／cm3，岩石比热容837．3J／（kg•K），地层导热率2．248w／（m•s•K），钻柱内液体换热系数310J／（m2•s•K），环空液体换热系数83．4J／（m2•s•K）。
2．2评价分析
2．2．1循环时间对井筒温度剖面的影响图3反映了钻柱内和环空钻井液温度随循环时间的变化规律。图3钻井液温度随循环时间变化曲线图由图3可知，钻井液温度随循环时间的增加逐渐降低。当循环时间约140min时，钻柱内和环空钻井液温度出现拐点，这是由钻井液和地层间热传递发生交换造成的。
2．2．2钻井液密度对井筒温度剖面的影响图4反映了钻柱内和环空钻井液温度随钻井液密度的变化规律。由图可知，当钻井液密度增加时，钻井液温度呈明显下降趋势。
2．2．3钻井液排量对井筒温度剖面的影响图5反映了钻柱内和环空钻井液温度随钻井液排量的变化规律。
2．3实例分析对该井在井深2973～3861m使用pwD监测的数据与模型计算结果如表1、图6所示。可以看出，依据该模型计算的预测值与实际测量值吻合程度较好。环空温度场预测结果的最大误差为2．87％，能够满足控压钻井现场施工及数据计算需要。