鉆井液循環系統 原理介紹和動畫演示

helloshigy

介紹

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          鉆井液循環主要有 3 種方式，即全孔正循環、全孔反循環和孔內局部反循環。

          全孔正循環時，鉆井介質由地面的壓力泥漿泵或壓風機泵入地面高壓膠管，經鉆桿柱內孔到井底，由鉆頭水口返出，經由鉆桿與孔壁的環狀空間上返至孔口，流入地表循環槽、凈化系統或注入除塵器中，再由泥漿泵或壓風機泵入井中，不斷循環，如圖 2-1(a) 所示。全孔正循環循環系統簡單，孔口不需要密封裝置，這種循環方式在各種鉆探中得到廣泛的應用。
          全孔反循環時，鉆井介質的流經方向正好與正循環相反。鉆井介質經孔口進入鉆桿與孔壁的環狀空間，沿此通道流經孔底，然后沿鉆桿內孔返至地表，經地面管路流入地表循環槽和凈化系統中，再行循環。

         全孔反循環又具體分為壓注式和泵吸式兩種方式。壓注式 所用的泵類型與全孔正循環相同，但孔口必須密封，才能使鉆井介質壓入孔內，這就需要專門的孔口裝置，它必須保證孔口密封，同時必須允許鉆桿柱能自由回轉和上下移動；泵吸式采用抽吸泵，將鉆井液從鉆桿內孔中抽出，進行循環。

         全孔反循環和全孔反循環比較，有以下特點和區別：

         （1）由于反循環鉆井液從鉆桿柱內孔上返至地表，流經的斷面較小，因而上返速度較大，且過流斷面規則，有利于在不大的泵量下將大顆粒巖屑攜帶出孔外，在大口徑水井鉆進、灌注樁鉆進和空氣鉆進中，為了能較好地攜帶出巖屑，常采用全孔反循環洗井方式。

         （2）在固體礦床鉆探中采用反循環方式，可將巖心從鉆桿中帶出地表，用以實現反循環連續取心鉆進。

         （3）全孔反循環的流向與巖心進入巖心管的方向是一致的，可使巖心管內的破碎巖礦心處于懸浮狀態，避免了巖礦心自卡和沖刷，從而有利于巖礦心采取率的提高。

         （4）在相同情況下，反循環所需的泵量比正循環小，因此對井壁的沖刷程度較小；同時，流動阻力損失也較小。

         （5）鉆頭旋轉使破碎下來的鉆碴離心向外，這與正循環在鉆頭部位的液流方向一致，而與反循環的流向相反。從這一點來看，正循環有利于孔底清碴。

         （6）壓注式反循環所需的孔口裝置復雜。

         （7）正循環和壓注式反循環在井內產生的是正的動壓力，即循環時井內的壓力大于停泵時的靜液柱壓力；而泵吸式反循環恰恰相反，產生的是負的動壓力，即循環時井內的壓力小于停泵時的靜液柱壓力。

          全孔正循環和全孔反循環沖洗可以是閉式的（完全的循環，沖洗液經沉淀除去巖屑后重復使用）和開式的（非完全的循環，沖洗介質排出地表后即廢棄）。閉式循環通常用于液體沖洗介質，而開式循環則大都用于氣體介質。

        孔底局部反循環是正反循環相結合的洗井方式，一般是在孔底鉆具以上的絕大部分為正循環，而孔底部分為反循環。巖心鉆探中用得較多的噴射式反循環，是孔底局部反循環的典型例子。為了避免鉆井液對巖心的沖刷，提高巖礦心采取率，此時鉆井液由鉆桿柱內孔送到孔底，經由噴反接頭而流到鉆桿柱與孔壁的環狀間隙中，由于噴嘴高速噴出液流，在其附近形成負壓，將巖心管內的液體向上吸出，從而形成孔底局部反循環。由噴反接頭流入環空中的液流，一部分在負壓下流經孔底，一部分上返攜帶鉆屑至地表。

         鉆井液循環是否能正常維持，客觀上取決于鉆孔是否發生漏失或反涌。特別是嚴重漏失會造成循環中斷，鉆進不能進行。而涌水或石油天然氣的噴出也使正常循環破壞，甚至出現重大事故。對此應根據水文地質情況和巖層特性，采取防治措施。

動畫演示

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2012-4-6 11:03 上傳

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wangbin

好貼啊，棒極了，很有用的啊！