气举反循环钻井工艺及应用

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。

钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺[摘要]：钻孔灌注桩因机具设备简便、施工方便，成孔质量可靠，施工费用低等原因，被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。

钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺，而近几年在浙江一带出现钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。

本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工程监理质量以及经济效益带来的影响。

[关键词]：钻孔灌注桩、气举反循环、二次清孔一、钻孔灌注桩工艺：传统的钻孔灌注桩多采用回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩。

成孔前先安装钢板护筒，以作保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止塌方用。

钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动导管、导管根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。

钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。

现场须设置泥浆池，泥浆通过泥浆泵吸入导管，从导管底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。

钻孔施工至设计标高时，立即进行第一次清孔。

第一次清孔时，一般采用循环换浆法，反复用泥浆循环清孔，清空过程中必须及时补充泥浆，并保持浆面稳定。

孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。

清渣完成后，安装钢筋笼，在浇筑砼前须进行第二次清孔。

第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。

二、正、反循环清孔工艺介绍：1、正循环清孔工艺第二次正循环清孔采用循环灌浆法，让钻头在原位继续转动，通过导管注入清水，控制泥浆密度在10KN/m3以下；对于孔壁土层性能差、不稳定的则注入泥浆（泥浆密度11.5~12.5KN/M3）。

注入冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间上返，排出桩孔以外，以达到沉渣清理效果。

简单的说，正循化清孔的定义就是沉渣从导管外溢出的清渣工艺。

2、反循环清孔工艺从前文所述、顾名思义，反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。

反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。

气举反循环成槽施工工法气举反循环成槽施工工法一、前言气举反循环成槽施工工法是一种应用于土木工程领域的施工技术，通过利用气举原理和反循环原理，可以有效地完成成槽工程的施工。

本文将全面介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，以便读者全面了解和掌握该工法。

二、工法特点气举反循环成槽施工工法具有以下特点：1. 施工速度快：采用气举原理，能够快速排除成槽现场的水分，从而加快施工速度。

2. 施工质量高：利用反循环原理，可以有效地控制施工过程中的水位，保证了施工的准确性和质量。

3. 技术难度低：相比传统的成槽施工方法，气举反循环成槽施工工法技术难度较低，施工过程简单易行。

4. 环境友好：施工过程中无需大量用水，减少了对环境资源的污染和浪费。

三、适应范围气举反循环成槽施工工法适用于以下场景：1. 需要快速完成的成槽工程，如基坑、河道开挖等。

2. 施工现场水位较高，需要快速降低水位进行施工。

3. 需要保证施工质量的场合，如地铁隧道施工、水下管道施工等。

四、工艺原理气举反循环成槽施工工法基于气举原理和反循环原理，通过对施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施进行分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。

工艺原理的关键是利用气体的浮力将水排出，并通过建立反循环系统来控制水位。

具体的工艺流程包括：1. 准备工作：确定施工现场的情况，选择合适的施工方案和工艺流程。

2.安装气举设备：根据需求，选择适当的气举设备并进行安装和调试。

3. 排除水分：通过对气举设备的操作，将水分排出至所需水位以下。

4. 建立反循环系统：通过设置围堰或悬挖等方式阻止水位回升。

5. 准备施工：根据施工需要，做好土方开挖、支护、回填等工艺准备。

6. 施工完成：按照预定的施工过程进行操作，保持反循环系统的稳定，完成成槽工程施工。

五、施工工艺气举反循环成槽施工工法的施工过程中包括以下几个阶段：1. 施工现场准备：对施工现场进行勘察，确定施工范围、固定边界和设置相应的临时设施。

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。

超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法一、前言超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法是一种应用于地基处理的高效施工工法。

它通过组合超长正循环钻孔与气举反循环清孔两个工艺，可以提高施工效率、降低施工成本，同时保证工程质量。

本文将对该工法进行详细介绍，并给出了工法的应用范围、工艺原理、施工工艺以及质量控制和安全措施等方面的内容。

二、工法特点超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法的特点如下：1. 可以施工超长孔径的钻孔；2. 施工过程中利用气举技术进行清孔，高效快速；3. 反循环清孔可以清除孔内的岩屑和水泥浆；4. 施工过程中可根据实际情况调整钻孔材料，灵活可控；5. 施工速度快，施工周期短，适用于时间紧迫的工程。

三、适应范围超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法适用于以下情况：1. 需要处理地下水位较高的地基；2. 针对土壤或岩石的改良和加固工程；3. 适用于桩基工程、基坑支护等可以利用气举技术进行清孔的场合。

四、工艺原理超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工法的工艺原理是将钻孔与清孔两个过程结合起来，通过连续钻孔的方式形成超长孔洞，然后再利用气举技术进行反循环清孔，达到清除孔内碎石和水泥浆的目的。

具体来说，施工过程中先进行正循环钻孔，形成钻孔洞，然后根据孔径选择合适的气举技术进行反循环清孔，清除孔内的岩屑和水泥浆，最后根据需要注入适当的钻孔材料完成施工。

五、施工工艺超长正循环钻孔气举反循环清孔施工工艺的施工过程分为以下几个阶段：1. 准备阶段：选定施工地点，组织施工人员和机具设备，完成现场布置和安全措施的落实。

2. 正循环钻孔阶段：根据设计要求，进行正循环钻孔，形成钻孔洞。

3. 清孔准备阶段：根据孔径选择合适的气举设备，将气举设备准备好，并进行试运行和调试。

4. 气举反循环清孔阶段：利用气举设备进行反循环清孔，通过气举作用将孔内的岩屑和水泥浆排出。

5. 注浆施工阶段：根据需要选择合适的钻孔材料，注入到钻孔洞中，完成施工过程。