关于反循环钻探介绍

[拼音]：fanxunhuan zuantan

[外文]：reverse circulation drilling

钻探冲洗液自孔口经钻杆与孔壁间，或双壁钻杆的内外管之间的环状空间向下行，到达孔底后又从钻杆或双壁钻杆内管上返到地表的一种相反方向循环方式的钻探和取样技术。冲洗液介质可以是水、泥浆或空气。

20世纪40～50年代，反循环钻探技术开始在荷兰、德国兴起，很快推广到世界各地，并相继出现了多种形式的反循环钻探技术。初期的反循环钻探只能采取岩矿屑。近年来在地质钻探中应用反循探环钻技术已能成功地连续采取岩（矿）心。反循环钻探时，由于冲洗介质在钻杆中心孔内以高速度上升,故排出钻屑的能力强,钻屑粒径大，钻屑在孔底的重复破碎少，能大幅度提高钻探效率，特别是在大口径钻探中效果明显。反循环钻探技术主要有以下几种：

主要工作机械是一台砂石泵, 当砂石泵工作时吸入口压力低于大气压力，其最大值称为砂石泵的真空度。孔内循环介质在大气压作用下产生如图1所示的循环方式。其驱动冲洗介质流动的压力称为驱动压力，该压力等于泵的真空度，因此要求所用砂石泵要有较高的真空度。砂石泵启动时要用真空泵或灌注泵先排出砂石泵及管路内的空气才能启动工作。

工作时由工作泵输来的高压液体经过射流泵的喷嘴形成高速射流，使射流泵的吸入口形成低于大气压的低压区，孔内冲洗液在大气压力作用下被抽吸入射流泵。其循环方式和原理与泵吸反循环相似。对于泵吸反循环和射流反循环，当砂石泵和射流泵位于地表时,其驱动压力相当于泵的真空度，不可能大于1个大气压，故只适用于浅孔反循环钻探。这两种反循环设施均能设计成正反循两用，以便用来排除管道堵塞及适应不同地层钻探工艺的需要。

压缩空气经输气通道进入混合室与钻孔冲洗液混合，在混合室上部钻杆内产生比重较小的气水混合流，而混合室以上钻杆外冲洗液由于没有掺入空气，因此比重较大，这样内外水柱由于比重不同而产生压力差,在此压力差作用下冲洗液按图2箭头所示方式循环。其驱动压力随混合室沉没深度增加而增加，沉没深度不大时，排出岩屑效率不高，沉没深度小于15米时工作不正常，故气举反循环常与其他循环方式组合使用。当采用高压空气压缩机时可使沉没深度增加，从而使驱动压力增大，因此可以钻较深的孔。

“压送法”是将冲洗液压入钻杆与套管之间或双壁钻杆内外管之间的环状空间，而从钻杆中心孔返回孔口的循环方式，此时要密封钻杆与套管间的环状空间，或减小双壁钻杆与孔壁间环状空间的截面积，增加循环介质在此通过的阻力，或用设置导向罩等方法来迫使冲洗液从钻杆中心孔上返。在以空气为冲洗介质时常采用这类方法。

这种反循环是将上述射流反循环原理应用于孔底取心钻具，目的在于提高岩心采取率。取心钻具以上部分仍为正循环。

这是将孔底切割断的岩心靠钻孔冲洗液以反循环方式输送至地表，这种取心方法是在钻探过程中连续进行的，不需要停钻和提出钻具，使钻速大幅度提高。目前主要应用于软的或中硬地层，特别在漏失钻孔冲洗液的地层或不稳定地层中钻探时更有效。

参考书目

1. 武汉地质学院主编：《钻探工艺学》（上册），地质出版社，北京，1980。