气举反循环钻井工艺及应用

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气举反循环深孔钻进技术的应用

２０２５０ｍ４ｍ。空压机风量 ≥ ３Ｓｉ。ｍ／ｎｍ
塞。在深孑钻进中，Ｌ针对较破碎或胶结较差地层应放缓钻进速度，通过减少孔底进渣量同时加大清水进入量来实现连续钻进。尽可
四、钻进中的问题及对策
在孔深１６以下的石灰岩段我们采用了气举反循环的技术能采用最大的沉没比，９ｍ最小不能低于５％，０根据空压机的能力将
０ｈ在钻至４６４ｍ处由于岩层发生变化，上反岩屑出现堵塞。通量。内径１０ｍ、５ｍ２０和３０ｍ的钻杆，般分别配用２５，２ｍ１０ｍ、０ｍｍ０ｍ一
二、文地质条件及施工设备水地层，度４０５０溶洞发育，见水位６ｍ。厚０ｍ０ｍ，初３当钻至１６９ｍ，水位上升至２ｍ，井出水量１０／。石灰岩下部为细砂岩、６单２ｍ３ｈ中
从１６９ｍ～７０３ｍ使用气举反循环钻进，累计进尺５４历时３ｍ，过缩小牙轮钻头中心进水孔孔径同时在钻头上部５ｃ０ｍ处开一进
水孑，减少上反岩屑的量，制钻杆内上反岩屑浓度，而实现Ｌ来控从
１钻进效率高．
Ｊ３０型冲击器，ＷＤ５ — ５ＷＤ５Ｊ３０４０钎头、ＷＤ５ — ５Ｊ３０３０钎头，２３０Ｘ６３０Ｘ４型镶齿牙轮钻头。ＭＰ、２ＭＰ周边的３个喷嘴孔堵死。三、施工参数
与泥浆钻进不同，气举反循环介质是空气和含水层中的洁净

气举反循环

头
优点:

携带岩屑能力强，能连续取样（芯）钻进

气举反循环钻井技术由于反循环液流上返速度高，携带岩屑能力强，能连续取样（芯）钻进，实现捞砂等地质目的。

提高机械钻速

对井底无压实效应，减少岩屑重复破碎、所以能提高机械钻速。

可减少或消除钻井液的漏失，保护储层

由于反循环钻井时环空压耗小，作用于地层的压力小，所以在易漏地层钻进时，可减少或消除钻井液的漏失，保护储层，并节约大量钻井液材料。
气举反循环钻井技术
气举反循环钻井技术是水井、水文地质钻孔以及大口径工程施工孔的主要钻井方法，作为地矿部“七五” “八五” “九五”科技成果推广项目，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，覆盖面遍及全国29个省市自治区。采用此方法达到的最大孔深是2470.88米，最大孔径是 3.2米。同正循环钻进相比，平均机械钻速提高1.2—3倍，台月效率提高1.5倍；在复杂地层钻进综合效率是正循环钻进的3—6倍;水井的洗井时间缩短1/2；出水量增大1/3；优质孔率为100%。目前尚未查阅到气举反循环钻井技术应用于石油钻探领域的文献报道。但此项技术已在地热深井中成功应用。
双壁钻具规格根据井眼尺寸来确定，具体参数见下表：井眼尺寸（″）双壁方钻杆外管（″）内管内径（mm）双壁钻杆外管（″）内管内径（mm）
9 5/8
7
5 1/4
3 1/2
73
44.48
5
3 1/2
73
44.48
用于石油钻探方案
双壁钻杆
对上部井眼为 9 5/8套管的井，双壁钻杆已形成系列，可定制。对上部井眼为7 套管的井眼需自行研制 89/44.48的双壁钻杆。

反循环钻井技术

反循环钻井【摘要】钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。

反循环钻井技术具有减少地层漏失、保护油气层、岩样代表清晰等优点。

反循环钻井分为气举反循环、空气反循环、泵吸反循环等。

气举反循环钻井技术从装备上需要空气压缩机、储气罐、气盒子、双壁钻具、混气器、反循环钻头等，现场利用原钻机连接上述设备进行作业，应用结束拆走设备后不影响正常钻井作业，利用反循环钻井原理，进行了捞砂工艺的研究及工具的研制。

通过试验及现场应用，设备配套实用，漏层连续钻进400余米，效果良好。

1 气举反循环钻井概述气举反循环钻井，是将压缩空气通过气水龙头或其它注气接头（气盒子），注入双层钻具内管与外管的环空，气体流到双层钻杆底部，经混气器处喷入内管，形成无数小气泡，气泡一面沿内管迅速上升，一面膨胀，其所产生的膨胀功变为水的位能，推动液体流动；压缩空气不断进入内管，在混合器上部形成低比重的气液混合液，钻杆外和混气器下部是比重大的钻井液。

如图1所示，h 1为钻具内混合钻井液高度，密度为ρ1；h 2为钻具内未混合的钻井液高度，密度为ρ2；H 为环空钻井液高度，密度为ρ，由于ρg H ＞ρ1g h 1+ρ2g h 2，环空钻井液进入钻具水眼内，形成反循环流动，并把井底岩屑连续不断的带到地表，排入沉砂池。

沉淀后的泥浆再注入井眼内，如此不断循环形成连续钻进过程。

钻井液循环流程见图2：沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—混气器（与注入空气混合）—双壁钻具内水眼—水龙带—排液管线—沉砂池。

优点及用途（1）能实现地质捞砂目的气举反循环钻井液流在钻具内直接上返，携带岩屑能力强，岩样清晰，在漏失地层钻进时能实现捞砂等地质目的。

（2）提高漏层钻井效率气举反循环钻井时，钻头处的钻井液对井底产生抽汲作用，岩屑被及时带走，减少压实效应，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，保护储层由于反循环钻井时环空压耗小，作用于地层的压力小，所以在易漏地层钻进时，可减少或消除钻井液的漏失，保护储层，并节约大量钻井液材消耗。

气举反循环技术在福州地热井钻凿中的应用

出的压缩空气经气水龙头、壁主动钻杆及双壁钻杆的环状双
水层破碎带的水路畅通．减少成井洗井时间）不需要再消耗．
清水循环液．约了施工成本：钻头魁取下来的岩屑也在节且负压吸力作用下被吸进钻头吸水口（有利于保持孑内断裂此Ｌ含水层清洁、净，少成井洗井时间）并跟随循环液被带干减，
气举反循环技术在地热井钻凿中应用福州的
林振华
（州市温泉供应公司福建福州３００）福５０１
摘要通过福举反循环钻凿工作原理、势、工工艺流程及注意事Ｇ１介优施
长岩风化层；３１０４８为花岗闪长岩：４４８４０为（）１４ｍ（）４～６ｍ
沉Ｎ－底继续研磨直ｆＬ
至粉砂被带离孑．ＬＥ１
无形增加了岩层钻凿
时间．相对延长了施
钾长花岗岩：５４０９４为花岗岩：６９４１０ｍ为花岗（）６～２ｍ（）２～２５
闪长岩。
．．
工周期。而气举反循
环牙轮钻凿技术能很好地解决这２点弊
由于该井钻凿至４０时．到多条含水断裂带．水０ｍ遇清
循环液大量漏失（需耗自来水４０ｔ．续采用正循环牙月００）继轮钻进，但要增加工程成本．且还要延长施工周期。多不而经方探讨．后决定采用气举反循环施工工艺钻进最

气举反循环

三、气举反循环清孔工艺操作要领
1、导管下放深度以出浆管底距沉淤面300～400mm为宜，风管下放深度一般以
气浆混合器至泥浆面距离与孔深之比的0.55～0.65来确定。

2、主要参数：空压机的风量6～9m3/min，导管出水管直径＞Φ200mm，送风
管直径（水管）Φ25mm，浆气混合器用Φ25mm水管制作，在1m左右长度范围内打
6排孔、
每排4个Φ8mm孔即可。

3、开始送风时应先孔内送浆（补浆），停止清孔时应先关气后断浆。

清孔过
程中，特别要注意补浆量，严防因补浆不足（水头损失）而造成塌孔。

4、送风量应从小到大，风压应稍大于孔底水头压力，当孔底沉渣较厚、块度较大，或沉淀板结时，可适当加大送风量，并摇动出水管（导管），以利排渣。

5、随着钻渣的排出，孔底沉淤厚度较小，出水管（导管）应同步跟进，以保
持管底口与沉淤面的距离。

6、清孔后，孔内泥浆比重应小于1.20，粘度18～20s，孔底沉渣厚度≤5cm。

7、反循环法清孔时所需风压P的计算。

P=γs·h0/1000+ΔP
γs——泥浆比重（KN/m3），一般取1.2
h0——混合器沉没深度（m）
ΔP——供气管道压力损失，一般取0.05～0.1MPa。

气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用

气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用
气举反循环钻井技术是目前国内外先进的钻井技术之一，该技术已应用于许多油气勘探与开采领域。

随着气举反循环钻井技术的不断发展和完善，其在超深地热井钻探中的应用也越来越广泛。

在传统的钻探方式中，钻头在井中旋转，往往会引起井底的泥浆循环。

而气举反循环钻井技术则采用气体作为钻井液，将气体从井口注入井身底部，通过压力差将钻屑和砂石带回井口，实现了钻探废液的直接排放。

这样，不仅能够减少环境污染，还可以节约钻井成本，提高钻探效率。

超深地热井的钻探深度非常深，通常都要超过5000米，而传统的钻探方式往往会因为地层情况复杂、钻头易卡住等问题导致工作效率低下。

但是，气举反循环钻井技术具有气体充填、无泥浆环流等特点，使得深度达到5000米以上的超深地热井钻探变得更加容易。

另外，气举反循环钻井技术还可以有效地防止地层塌陷和井漏等情况的发生。

由于气举反循环钻井技术采用气体充填井身，因此不会对地层造成过大的压力，防止了地层塌陷；同时，该技术还可以在井底形成压力差，使得井底处于正压状态，防止了井漏现象的发生。

总之，气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中具有十分广泛的应用前景。

其可以有效地降低钻探成本、提高工作效率、减少环境污染，并且可以防止地层塌陷和井漏等问题的发生。

因
此，对于超深地热井钻探的工程来说，采用气举反循环钻井技术是一个不错的选择。

气举反循环施工工艺

气举反循环施工工艺气举反循环钻进工艺气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙送到气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，形成一种密度小于液体密度的液气混合物，由于气体不断进入钻井液，产生气举作用，使得管内的液气混合物同井内的钻井液之间产生压差，从而将气、液、固三相流以较高的速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。

经过沉淀的钻井液再流回井内，经井底进入钻杆内，补充钻井液消耗的空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。

气举反循环钻进具有排屑能力强、钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好、辅助时间少和劳动强度低等优点，所以在地热井钻探施工中采用优势很大。

气举反循环的输水管路，一般均没有断面收缩，排渣条件比较有利，由于钻杆内的冲洗液上升流速与钻杆内外液柱的密度差有关，因此当井深增大后，只要相应增加供气压力和供气量，钻进仍能保持较高的效率。

一般钻进深度大的孔以及大直径的孔均采用气举反循环钻进工艺。

钻进工作原理如图1所示。

气举反循环钻进工艺特点:1、沉渣厚度大大减小，提高孔壁质量，优化孔壁结构。

地热井成孔质量，取决于孔壁泥浆和岩屑挂壁程度，气举反循环与常规钻进相比，钻进过程中形成的泥皮较薄，孔底沉渣清除较为彻底，其钻进过程也就是洗井过程，防止了泥浆对孔壁及裂隙的堵塞，从而大大提高了地热井的成孔质量。

2、清渣速度快，缩短工期。

采用气举反循环法施工时，能提高了劳动生产率，加快设备周转周期，直接缩短了施工工期。

3、清渣速度快，泥浆排放量减少，减少环境污染。

图1 气举反循环钻进工艺工作原理在我院长期的施工过程中，气举反循环钻进工艺一直得到很好的应用。

2009年在临沂市汤头镇前期打出十几个废井的前提下，我院应用气举反循环施工工艺成功打出一眼高质量地热井，水温52?，水3量480m/d，本次施工为该地区地热资源的开发利用打开了先河，临沂市电视台对该项目进行了专门的报道。

气举反循环工艺在地热井中的研究和应用

气举反循环工艺在地热井中的研究和应用摘要：随着地热资源被广泛利用，地热井各种钻井技术新方法不断应用，如何提高地热井施工效率、降低地热井施工成本是地热井项目钻探施工的关键。

气举反循环钻进工艺被广泛应用于地热井钻探施工中，然而在基岩浅井和中深井地热项目施工中，使用常规气举反循环钻进工艺存在钻具重量大、结构复杂、双壁密封不严等问题，对钻机提升能力要求较高，中小型钻机难以满足，加大了施工成本。

在使用地热井发电时，地热井的施工技术是保障地热井项目质量的关键。

气举反循环技术主要的原理是利用的地热深井内外的压力差进行深井的钻进工作，有效地降低了地热深井施工的施工成本，保障了钻孔内的干净清洁，钻进的质量较高，所以气举反循环技术受到了人们的广泛欢迎。

关键词：气举反循环技术；地热井施工；应用气举反循环钻进工艺由于反循环液流上返速度高，所以携带岩屑能力强，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，在漏失地层可不堵漏直接钻进，节省辅助时间和减轻劳动强度等优点。

地热是一种清洁、蕴藏量丰富的绿色能源，地热能的开发利用能够有效地替代经济发展对传统石化能源的需求，减少二氧化碳及硫化物的排放量，提高生态环境保护水平。

地热井是实现地热开发的主要途径，地热赋存于裂隙发育、涌水或漏水地层中，正循环钻进工艺携渣能力差，易造成钻头重复破碎，降低钻进效率，同时易造成含水层通道堵塞，影响涌水量，增加洗井难度，在地热井特别是生产层钻进存在诸多弊端。

因此，在地热井钻进施工中气举反循环钻井工艺应用越来越广泛。

一、气举反循环钻井工艺的工作原理与传统正循环钻井的工作方式不同，气举式循环钻井是将压缩气体经由气水龙头，经过双壁主动钻杆和双壁钻杆的内外管之间的环形缝隙，然后用气 - 水混合器向内管内喷射，使气体在管内产生大量细小的气泡，这些气泡与钻杆内管内的流体在一起，从而在钻杆外产生大量的气体。

这样，在钻杆内管中的气体和液体的混合气体与外面的更大比例的冲洗液体间存在着一定的压差。

例析气举反循环钻进技术的应用

例析气举反循环钻进技术的应用1、应用背景锦州市位于辽西，是国家经济发展的交通要道。

项目区西邻锦州港，东接盘锦市，南邻辽东湾，地势平坦，交通方便；距锦州市区20公里，距在建的锦州湾机场20公里，滨海大道直达项目区。

近两年，锦州市委、市政府积极响应辽宁省委、省政府提出的“建设中国温泉旅游第一大省”的号召，目前在锦州市临海区域内已勘探到温泉资源丰富。

该区域因与锦州城市南扩战略和建设沿海城市紧密配合，地理位置优越，因而将给该地温泉旅游的开发建设带来无限商机。

施工区存在“硬、脆、碎、漏”等复杂地层，且为地热井超深孔，因此，在该区引进气举反循环钻进技术，能够减少施工中复杂地层极易发生的孔内事故，同时具有提高钻进时效、钻头使用寿命长等优点。

2、施工区地段地热地质条件本区在地质构造上位于天山～阴山纬向复杂构造带与新华夏系第三隆起带的交接复合部位，与渤海坳陷相邻，属太古代古隆起区。

地质构造主要受新华夏系构造体系控制，锦州～哈尔套断裂带由工作区西侧呈NE向通过，受其影响本区构造十分发育，燕山晚期断裂及岩浆活动强烈，燕山晚期断裂切割了纬向构造，沿构造带有细晶花岗岩出露，各构造体系的断裂都具有二次或多次活动的特点，上地幔软流层或岩浆沿断裂带上拱，岩浆余热为地下热水的形成提供了热源。

3、施工区地层岩石钻探施工性能该区地层属太古界建平群大营子组（Ard）及火山岩系建造。

岩性以黑云母角闪片麻岩为主，次为变粒岩，总体颜色为深灰色，中粗粒变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为长石、石英、角闪石、黑云母，各种矿物成分在岩石中分布不均匀，局部变粒岩呈灰黑色，坚硬，岩层可钻性5-8级。

该区出露大量火山岩系，太古代混合岩（M1）、燕山早期黑云母花岗岩（R52）、燕山晚期辉绿岩脉（βμ53）、燕山晚期细晶花岗岩（r53），坚硬，岩层可钻性7-10级。

该区构造复杂，地层裂隙发育，破碎带多，极易造成钻井液严重漏失，漏失渗透系数K>13。

4、钻进方法及使用的设备4.1钻进方法在综合考虑了地质情况、硬岩层厚度大和地热井2200m超深钻探的特点要求之外，我队首次选则使用气举反循环钻进技术。

气举反循环在大口径钻孔中的应用

气举反循环在大口径钻孔中的应用摘要:钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。

反循环钻井分为气举反循环、泵吸反循环等。

气举反循环钻井技术具有减少钻井液漏失、保护油气层、岩样清晰、排渣能力强等优点。

利用气举反循环时对井底的抽吸作用，可以进行洗井、捞砂作业，由于减少了正循环时压实效应，液流在钻具内直接上返，避免了含砂洗井液进入地层，堵塞通道，可以有效的保护油气层及含水层等，并在大口径钻孔施工中得到了广泛应用。

关键词：反循环气液固三相流气举反循环是空压机压缩气体通过双层钻具在适当位置打入气体，在钻具内部形成气液固三相流体，并上返，构成气举作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过气举力排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环（图1为气举反循环）即：沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—水龙头—排液管线—沉砂池。

反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数倍的上返速度。

根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。

反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：Vs=3.1×k1×｛ds×(rs-ra)/(k2×r2)｝的1/2次方Vs-钻渣颗粒群悬浮速度（m/s)ds-颗粒群最大颗粒粒径（m）rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)ra-冲洗液的密度（kg/dm3)k1-岩屑浓度系数；k1=0.9-1.1，浓度越大，k1越小；k2-岩屑颗粒系数，k2=1-1.1,球形颗粒为1，越不规则，k2的值越大。

煤矿瓦斯排放井气举反循环钻进技术应用效果

2003 2004 2005 2006～～ 2007 合计
（1）气举反循环钻进不仅解决了大孔径正循环钻进中的排渣问）而且钻进中的事故率大大低于正循环钻进，题，而且钻进中的事故率大大低于正循环钻进，效率也明显高于正循环钻进。月份辽宁大雪，循环钻进。如：2007年3月份辽宁大雪，震惊全国。当时施工年月份辽宁大雪震惊全国。当时施工700 余米机台的2台电机被大雪包裹烧毁无法提钻。天后换好电机台电机被大雪包裹烧毁，天后换好电机，余米机台的台电机被大雪包裹烧毁，无法提钻。6天后换好电机，钻具顺利提离孔底。这充分说明气举反循环钻进孔底干净，钻具顺利提离孔底。这充分说明气举反循环钻进孔底干净，孔内事故少的优越性。故少的优越性。（2）气举反循环钻进，由于采用清水作为钻井液，与正循环采）气举反循环钻进，由于采用清水作为钻井液，用泥浆作为钻井液相比，可以明显节约泥浆材料的费用，降低成本。用泥浆作为钻井液相比，可以明显节约泥浆材料的费用，降低成本。（3）气举反循环钻进，由于采用空压机作为排查动力，与正循）气举反循环钻进，由于采用空压机作为排查动力，环采用的泥浆泵相比，可以节约大量泥浆泵配件的费用，另外，环采用的泥浆泵相比，可以节约大量泥浆泵配件的费用，另外，压风机的维修时间要比泥浆泵的维修时间少的多，可增加纯钻时间，风机的维修时间要比泥浆泵的维修时间少的多，可增加纯钻时间，减轻工人的劳动强度。减轻工人的劳动强度。（4）气举反循环采用清水作钻井液，在固井时可直接进行施工，）气举反循环采用清水作钻井液，在固井时可直接进行施工，无须象正循环施工时，需要调整泥浆性能，无须象正循环施工时，需要调整泥浆性能，固井质量明显好于正循环施工的固井质量。环施工的固井质量。
3.2 气举反循环钻进工作原理及优点气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、经双壁主动钻杆、壁主动钻杆、双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙送到气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，形成一种密度小于液体密度的液气混合物，一种密度小于液体密度的液气混合物，由于气体不断进入钻井液，产生气举作用，钻井液，产生气举作用，使得管内的液气混合物同井内的钻井液之间产生压差，从而将气、钻井液之间产生压差，从而将气、液、固三相流以较高的速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。经过沉淀的钻井液再流回井内，经井底进入钻杆内，井液再流回井内，经井底进入钻杆内，补充钻井液消耗的空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。

浅谈气举反循环钻孔施工工艺

浅谈气举反循环钻孔施工工艺摘要：介绍了气举反循环钻孔技术的原理及其特点，并根据涌江特大桥施工实践,总结出了特定地质条件下，气举反循环钻孔施工的技术要点和参数。

关键词：深长桩钻孔技术气举反循环技术要点参数1.工程概况甬江特大桥位于宁波绕城公路跨越甬江处，是连接镇海区和北仑区的重要桥梁，是宁波绕城公路东段的重要组成部分，主桥为双菱形双塔四索面钢箱梁斜拉桥，双菱形连体主塔高度（承台以上）为146.569m，主跨468m,主桥跨径组成为61+134+468+134+61m。

索塔承台为73.6×33×6m的矩形整体式钢筋混凝土结构，承台下设有78根Φ2.2m的钻孔灌注桩，顺桥向6根，横桥向13根。

钻孔深度119m，钻孔深度自原地面算起约122m,按设计要求入微风化岩深度不小于5m。

2.桥址区域的工程地质概况主桥基础均位于江堤两侧，属陆上桩，桩基距离江堤最短距离为20m左右，桥址区位于湖藻积、冲海积平原，区域地势平坦表层由灰黄色、灰褐色亚粘土构成的硬地壳，厚0.3～2.6m,软塑~硬塑,工程地质较差，水域部位缺失。

其下分布厚层海积淤泥质土，流塑状，厚度14～28m。

中部分布冲湖积亚砂土、粉砂层、含砾砂亚粘土层。

底部揭露基岩,岩性为粉砂质泥岩、凝灰质粉砂岩等。

基岩埋深一般为93.0～111.3m，工程地质良好，可作为持力层。

3.气举反循环的钻进原理气举反循环的作用原理是采用双壁管或钻杆侧壁上安装的风管。

将压缩空气从供气管路送入孔内气水混合室,使钻杆内的冲洗液成为充气状态,在内外管环隙和内管形成液柱压差。

高速气流与充气气泡群从孔内上升,产生动能,动能与压差产生气举反循环,排出岩屑、岩粉。

4.气举反循环的钻进特点其相对于正循环比具有如下特点：4.1 成井周期短，相对消耗少，经济收益高。

4.2 钻孔保直好。

尤其以及气举反循环牙轮钻进工艺的，“孔底加压，悬垂钻进”特点，使钻孔的垂直度较高。

4.3 技术含量高。

2章3节2--反循环钻井技术

汇报提纲
一、气举反循环钻井现状及原理
二、特点和用途
三、设备配套情况
四、设备及安装要求
五、现场试验及应用情况
五、现场试验应用情况
连接
注气
循环计量
五、现场试验应用情况
试验井井身结构：D244.5mm技术套管下深820m，人工井底 750m。分别试验了清水循环和清水携岩循环。清水循环过程中双壁钻具下深与排量关系图
入内管，形成气泡，气泡一面沿内管上升，一面膨胀做功，由于
压缩空气不断的从混气器处进入钻井液，在混气器上部形成低密度的混合液，而钻杆外的钻井液密度比它大，根据连通器原理，内管里的混合液在压差作用与气体膨胀做功双重作用下，向上流动，把井底的岩屑连续不断的带出地表，排入沉砂池。沉淀后的
钻井液再次注入井眼内，经井底进入钻杆内眼，如此不断循环，
计要求。
结束语
1. 气举反循环钻井技术适应于地层压力衰竭严重，对低压油
气藏的保护开采和解决井漏问题显得尤为重要。
2. 反循环钻井时，岩屑破碎后进入钻具，返出地面，避免了岩屑在井底及环空进入地层的可能性； 3. 采用反循环工艺，钻井液对井底的压力低；反循环钻井时岩屑在钻具内上移，不会受井径扩大的影响，而需要提高密度
四、气举反循环钻井设备及安装要求
2、现场连接要求：反循环钻井施工对现
场设备改动较小，一般情
况下仅对立管稍加改动，将利用由壬连接的立管，在闸门后卸掉一根，连接排屑管线，关闭下部闸门。利用原灌浆管线灌浆。排屑管固定至高架槽上。
四、气举反循环钻井设备及安装要求
2、现场连接要求：
储气罐放置在节流管汇前方，空气压缩机放置在液气分离器前方；钻具正常摆放。如图。

浅析气举反循环钻探技术的应用现状

浅析气举反循环钻探技术的应用现状气举反循环钻探技术是一种先进的石油钻探技术，被广泛应用于陆地和海上油气勘探中。

本文将对气举反循环钻探技术的应用现状进行浅析。

1. 气举反循环钻探技术的原理气举反循环钻探技术的原理是在钻井过程中，利用高压气体助推钻杆下钻，同时将钻井液从井底排放到地面，经过处理后再循环注入井口，从而达到提高钻井速度和降低井底温度的目的。

该技术不仅可以提高钻探效率，减少钻井设备的磨损，而且可以减少对环境的影响，提高钻探的安全性。

2. 气举反循环钻探技术的应用现状气举反循环钻探技术自20世纪70年代开始被广泛应用于石油勘探领域，目前已经成为国内外石油钻井领域不可或缺的技术之一。

（1）国内应用现状我国气举反循环钻探技术的应用已经比较广泛。

该技术在川渝、陕北、西藏等地区的油气勘探中得到了广泛应用。

例如，中国石化华西油气田公司将气举反循环钻探技术应用于富县气藏的探明和开发，取得了良好的效果。

气举反循环钻探技术在我国石油勘探领域的应用还有很大的发展空间。

（2）国际应用现状气举反循环钻探技术在国际上也得到了广泛应用。

例如，美国科罗拉多州的一个钻井现场使用了气举反循环钻探技术，取得了提高钻探效率的效果。

澳大利亚的一些油气企业也将该技术应用于煤层气勘探领域。

3. 气举反循环钻探技术的优势和劣势气举反循环钻探技术相对于传统的钻井技术具有以下优势：（1）提高钻探效率，缩短钻井时间。

（2）减少井底温度，降低钻井液的粘度，从而减少对钻具的磨损。

（3）减少钻井液的消耗量，降低钻井成本。

（4）减少对环境的影响，提高钻井的安全性。

不过，气举反循环钻探技术也存在一些劣势：（1）需要消耗大量的气体，增加了钻井成本。

（2）气举反循环钻探技术的应用需要高度的技术支持和经验积累，对人员素质要求较高。

（3）由于需要排放大量的废水到地面进行处理，存在环保隐患。

4. 气举反循环钻探技术的未来发展气举反循环钻探技术在未来的发展中，将继续发挥其在石油勘探领域的重要作用。

气举反循环施工工艺

气举反循环钻进工艺气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙送到气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，形成一种密度小于液体密度的液气混合物，由于气体不断进入钻井液，产生气举作用，使得管内的液气混合物同井内的钻井液之间产生压差，从而将气、液、固三相流以较高的速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。

经过沉淀的钻井液再流回井内，经井底进入钻杆内，补充钻井液消耗的空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。

气举反循环钻进具有排屑能力强、钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好、辅助时间少和劳动强度低等优点，所以在地热井钻探施工中采用优势很大。

一般钻进深度大的孔以及大直径的孔均采用气举反循环钻进工艺。

钻进工作原理如图1所示。

气举反循环钻进工艺特点：1、沉渣厚度大大减小，提高孔壁质量，优化孔壁结构。

2、清渣速度快，缩短工期。

采用气举反循环法施工时，能提高了劳动生产率，加快设备周转周期，直接缩短了施工工期。

3、清渣速度快，泥浆排放量减少，减少环境污染。

图1 气举反循环钻进工艺工作原理在我院长期的施工过程中，气举反循环钻进工艺一直得到很好的应用。

2009年在临沂市汤头镇前期打出十几个废井的前提下，我院应用气举反循环施工工艺成功打出一眼高质量地热井，水温52℃，水量480m3/d，本次施工为该地区地热资源的开发利用打开了先河，临沂市电视台对该项目进行了专门的报道。

2008－2010年我院受山东黄金置业有限公司淄博分公司委托，于淄博市九级塔附近运用气举反循环施工工艺施工地热井三眼，并取得圆满成功。

反循环钻井技术

反循环钻井【摘要】钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。

反循环钻井技术具有减少地层漏失、保护油气层、岩样代表清晰等优点。

反循环钻井分为气举反循环、空气反循环、泵吸反循环等。

通过试验及现场应用，设备配套实用，漏层连续钻进400余米，效果良好。

沉淀后的泥浆再注入井眼内，如此不断循环形成连续钻进过程。

钻井液循环流程见图2：沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—混气器（与注入空气混合）—双壁钻具内水眼—水龙带—排液管线—沉砂池。

优点及用途（1）能实现地质捞砂目的气举反循环钻井液流在钻具内直接上返，携带岩屑能力强，岩样清晰，在漏失地层钻进时能实现捞砂等地质目的。

气举反循环钻井工艺及应用

气举反循环钻井工艺及应用摘要气举反循环钻井工艺的发展较晚，但由于此工艺实用性强、优点多，近些年来发展迅速。

气举反循环在水井、地热井、瓦斯排放井等施工中均取得了非常好的成果。

由于受沉没系数的限制，气举反循环工艺不能胜任地表钻进，因此在施工地表钻进时需合理选择其它钻进方法。

关键词气举反循环；瓦斯抽放井；水井；地热井中图分类号te24 文献标识码a 文章编号1674-6708（2011）57-0150-021 气举反循环的发展史20世纪60年代初期，我国地质、冶金等部门开始分别研制反循环钻机。

煤炭部门20世纪70年代初期成功的采用了气举反循环进行煤矿竖井钻进。

20世纪70年代到80年代初期，我国很多部门和单位都成功地利用气举反循环钻进工艺进行各种钻进。

目前气举反循环钻探技术己在我国许多个省市推广，并推向国外市场，该技术最大钻井深度达3 002m，洗井井深为3 200m。

气举反循环钻井己成为水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井施工的主要技术手段。

2 气举反循环设备及工作原理2.1 气举反循环的设备气举反循环设备包括：钻机、钻塔、空压机、双臂主动方钻杆、气水龙头（气盒子）、双臂钻杆（风管）、混合器、单臂钻杆、钻铤或加重钻杆、钻头（通常使用专用的三牙轮钻头）、振动筛、接手等。

2.2 气举反循环的工作原理气举反循环是用空压机将压缩的空气通过供气管、气盒子、双臂主动方钻杆、双臂钻杆的环状空间送至钻具中的混合室，然后进入双臂钻杆内管内，使其与内管里的冲洗液及岩屑岩粉混合，形成了比重小于冲洗液的混合物，使钻杆内液柱压力降低，在钻杆内外形成压力差；在钻杆柱外侧冲洗液压力的作用下，钻杆内的混合物上升，经排渣管排出孔外送至振动筛，振动筛将岩屑岩粉分离出来，冲洗液重新流至孔内形成循环。

压缩空气由混合室进入钻杆内，与冲洗液混合形成气泡，这种气泡在上升过程中由于外界压力逐渐减小而继续膨胀，其膨胀功转化为动能，提高了混合液上升的速度。

气举反循环的工作原理

气举反循环的工作原理
1 气举反循环简介
气举反循环（Air Lift Reverse Circulation）是一种特殊的井
下和海洋采矿工艺，通过对气流和液流的控制实现采矿和作业的目的。

这种工艺可以实现高效和安全的井下采矿，也可以为海洋油气开采和
深海采矿提供可靠的技术支持。

2 气举反循环的工作原理
气举反循环的工作原理基于多相流的理论，即气体和液体在管道
内流动时会产生不同的物理特性和行为。

在气举反循环过程中，液体（通常是水）被通过口排放到井下并下降到工作区域，同时通过空气
压缩机产生足够的压力使空气回流到井口把钻屑从底部排出，这样就
实现了气举反循环。

具体的操作流程如下：
1. 空气压缩机通过井口的管道向下喷出一定压力的气体。

2. 液体被通过口喷出，并下降到工作区域，形成液柱。

3. 液柱从底部向上流动，将钻屑带到表面。

4. 空气回流穿过管道，将钻屑带到井口，排放到地面。

5. 气体和液体的流量可通过控制器进行调节和控制。

3 气举反循环的应用范围
气举反循环技术可以应用于井下采矿、石油开采、海底矿产资源采集等领域。

它与传统的液压和机械采矿相比，优势显著：能够减少损耗和污染，提高工作效率和安全性；同时又便于维护和调整。

总之，气举反循环是一项既有实用价值又有发展前途的技术，可为资源开发和环境保护做出更大的贡献。

气举反循环清孔

气举反循环清孔一．前言气举反循环是我国20世纪90年代引进推广的新技术，主要应用于成孔钻进和桩基清孔。

清孔是钻孔灌注桩施工工艺中至关重要的一环,尤其对嵌岩桩而言,它直接影响端承力的发挥,在施工规范中也严格规定端承桩沉渣不得超过50mm ,有些工程甚至要求零沉渣控制。

钻孔灌注桩清孔的传统方法主要有旋挖钻机回钻清孔、正循环清孔、泵吸反循环清孔。

钻机回钻清孔速度快但清渣不彻底，不能满足沉渣要求；正循环清孔效率低，清渣不彻底；泵吸反循环清孔受泵的扬程限制，效率低。

当桩长长，孔径大，沉渣指标严格时，传统方法不能满足施工要求，而气举反循环清孔则弥补了传统清孔方法的不足之处，以影响深度深、清孔速度快、清渣彻底能满足沉渣要求，得到了很快的推广和应用。

本文主要针对气举反循环在钻孔灌注桩施工中清渣的应用展开讨论。

二．气举反循环清孔的原理如图1 所示,空气压缩机将压缩空气输进风管,空气经风管底部排出和泥浆形成气液混合物。

孔底沉渣在喷出气体的冲击作用下悬浮起来,由于管内、外液体的密度差,孔内泥浆、空气、沉渣的三相流沿导管向上运行,被排出孔口,进入接渣篮。

过滤出泥浆中的沉渣后,过滤后的泥浆又重新进入孔内，反复循环直至孔底沉渣厚度达到规范要求。

参见图1,风管底部到孔内泥浆顶面深度为h 1 ,从孔内泥浆顶面到导管内泥浆顶面高度差为h 2 ,导管内三相流密度为ρn ,导管外液体密度为ρw,则作用于风管底部液面上内外液体柱压力差为:ΔP =ρw * h 1 - ρn ( h 1 + h 2 ) = (ρw - ρn) h 1 - ρn * h 2 ……① 正是这个压力差,驱动导管内风管底口以上的三相流沿导管上升,并克服循环过程中的各种阻力,形成反循环。

考虑到供气管道的压力损失,故空气压力应按下式计算: 图1 气举反循环清孔示意图P =ρn * h1/ 102 + Ps……②式中: P s 供气管道压力损失,一般取0.05～0.1 MPa。