气举反循环钻具

由于混合器沉没深度以上的环状空间中的液柱与升液管内的液气混合物性的重量差而产生冲洗液的反循环称为气举反循环钻具。随着混合器沉没深度的增加，反向冲洗的效率提高。

工作时,混合器沉没深度一般为30~50m。出水接头的位置应高于孔内液体的动水位。在空气升液器下方连接岩粉收集器和带钻头的岩心容纳管为了安放空气升液器和建立必要的压力水头，使用该钻具之前应将钻孔加深到孔内静水位以下20~30m。实践表明，空气升液反循环钻进可把岩矿心采取率提高到80%~100%。工作时,空气压缩机在风压为2.5MPa时,风量为0.015m3 's;在风压为0.7MPa时,风量为0.031m' /s。

本项目研制了Φ219.1/168.3mm螺纹联接双壁钻杆、Φ168.3mm内平单壁钻杆、大口径气举反循环水龙头、双壁主动钻杆及反循环钻头等配套器具；针对大直径工程井开展气举反循环钻进工艺研究。主要创新点在于钻具结构设计独特、联接螺纹抗扭强度高、气水龙头密封效果好、反循环钻头结构设计科学。该套组合钻具满足直径Φ600～1500mm的大直径工程井气举反循环钻井施工。河南省煤田地质局三队、河南省煤田地质局四队在平煤集团十矿、神火集团和成煤矿等地，应用该套钻具及配套器具完成钻井2口，总进尺1127米，累计产值1460万元。在同等条件下，钻进效率提高了74.3%，钻井成本及能耗大幅降低，取得了良好的工程效果和经济效益。 2100433B

钻井中常用的钻具组合中包括稳斜钻具、降斜钻具、防斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、几何导向钻井系统和地质导向钻井系统等。

（1）造斜钻具

使斜井达到一定的造斜率(每30m的井斜增值)，是通过选用不同造斜能力的斜向器和相 应的钻具组合来实现的。采用弯接头和井下动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工的原理是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使并下动力钻具(螺杆钻具或涡轮)驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。并且造斜钻具的造斜能力与弯接头的弯曲角和弯接头上边的钻铤刚性大小有关。弯接头的弯曲角越大，弯接头上边的钻铤刚性越强则造斜钻具的造斜能力也越强，造斜率也越高。

（2）增斜钻具组合

增斜钻具用于增加斜井段待钻部分的井斜角。增斜钻具组合一般采用双稳定器钻具组合。增斜钻具是利用杠杆原理设计的。它有一个近钻头足尺寸稳定器作为支点，第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之问钻铤的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率大小确定，一般为20—30m。两稳定器之间的钻铤在钻压作用下，产生向下的弯曲变形，使钻头产生斜向力，井斜角随着井眼的加深而增大。

（3）稳斜钻具组合

稳斜钻具的作用是使井眼轨道沿当前井底切线方向，保持井斜角和方位角不变钻进。稳斜钻具组合是采用刚性

满眼钻具结构，又称刚性配合钻具。刚性满眼钻具一般是由几个外径与钻头直径相近的扶正器与一定长度外径较大的钻铤所组成。它的防斜原理是在钻头以上的下部钻柱上安装一定数量的扶正器，以扶正钻铤；提高下部钻柱的刚度，减少其弯曲程度，以消除钻头的严重倾斜，使其能减小和限制由于钻柱弯曲而产生的增斜力；同时扶正器能支撑在井壁上，抗衡地层自然造斜力，以达到控制井斜在最小范围内变化的目的。

（4）降斜钻具组合

降斜钻具用于定向井中降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中抑制和防止井斜的产生。降斜钻具一般采用钟摆钻具组合和塔式钻具组合。

（5）井下动力钻具组合

井下动力钻具又称井下马达，包括涡轮钻具、螺杆钻具、电动钻具三种。日前我国常用的是螺杆钻具。动力钻具接在钻铤之下，钻头之上。在钻井液循环通过动力钻具时，驱动动力钻具转动并带动钻头旋转破碎岩石。动力钻具以上的整个钻柱都可以不旋转。这种特点对于定向造斜是非常有利的。 2100433B