宋繼偉， 趙華宣， 蘇 寧， 李奇龍

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局112地質(zhì)大隊(duì)，貴州 安順 561000； 2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000； 3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽 550008)

0 引言

貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局自2014年開始實(shí)施局地質(zhì)科研項(xiàng)目“貴州省地?zé)嵘罹@探技術(shù)攻關(guān)”，并以此為基礎(chǔ)2015年申報(bào)并獲取貴州省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目“貴州復(fù)雜地層深井鉆探工藝應(yīng)用研究”，主要研究螺桿鉆進(jìn)技術(shù)、空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)、多工藝轉(zhuǎn)換接力鉆進(jìn)技術(shù)、鉆井液技術(shù)四大核心內(nèi)容，最終形成了一套適合貴州省地質(zhì)條件地?zé)嵘罹@探施工并能顯著提高鉆井效率和經(jīng)濟(jì)效益的組合工藝技術(shù)體系。

其中“空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)”研究部分，共在8口地?zé)峋煌瑤r性地層進(jìn)行了空氣潛孔錘鉆進(jìn)試驗(yàn)，井徑216～406 mm，最大試驗(yàn)深度1507.21 m(帶增壓機(jī))、1029.31 m(不帶增壓機(jī))，總試驗(yàn)進(jìn)尺4211.12 m。試驗(yàn)結(jié)果顯示：地?zé)嵘罹捎每諝鉂摽族N鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速高，可大幅提高鉆進(jìn)效率、縮短施工周期、降低鉆井成本。試驗(yàn)過程中，因地層復(fù)雜、設(shè)備機(jī)具配置不合理、操作技術(shù)不當(dāng)，導(dǎo)致鉆進(jìn)工藝不適宜等原因，出現(xiàn)排屑效果不佳、井壁泥環(huán)、潛孔錘堵卡不工作、錘頭異常損壞、掉塊卡鉆、垮塌埋鉆等，嚴(yán)重影響鉆進(jìn)效率以及出現(xiàn)井內(nèi)異常情況。經(jīng)過分析研究，形成了避免和解決上述難題的技術(shù)措施。

1 錘頭斷裂

錘頭斷裂是空氣潛孔錘鉆進(jìn)中的不正?，F(xiàn)象，試驗(yàn)中共發(fā)生了5次錘頭異常斷裂事故(見表1)，斷裂率為使用16個(gè)錘頭的25%。錘頭斷裂后將無法繼續(xù)鉆進(jìn)，嚴(yán)重影響了鉆進(jìn)效益，無形中增加了施工成本。

表1 空氣潛孔錘鉆進(jìn)試驗(yàn)錘頭斷裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1.1 原因分析

錘頭斷裂位置多發(fā)生在錘頸處，即錘頭花鍵上端變徑部位，見圖1。經(jīng)分析引發(fā)錘頭斷裂常見原因?yàn)椋?/p>

圖1 新錘頭與斷裂錘頭對比

(1)錘頭體本身質(zhì)量不佳、應(yīng)力集中、耐疲勞性、抗剪強(qiáng)度較低。從表1數(shù)據(jù)分析，5個(gè)錘頭鉆進(jìn)時(shí)間都不長、進(jìn)尺較少、鉆壓也不大，其主要因素是錘頭質(zhì)量問題。

(2)鉆壓過大導(dǎo)致鉆具彎曲及振動(dòng)大，或地層軟硬不均導(dǎo)致錘頭工作不平穩(wěn)，錘頭所受扭矩持續(xù)的高頻率變化，在多次交變沖擊力和交變剪切應(yīng)力的作用下錘頭產(chǎn)生疲勞破壞而斷裂[1-4]。

1.2 預(yù)防和處理措施

(1)選用質(zhì)量好的生產(chǎn)廠家，以減少因錘頭質(zhì)量而發(fā)生孔內(nèi)事故。此外，為保證孔內(nèi)安全必須對錘頭質(zhì)量嚴(yán)格檢查，有條件最好使用探傷儀檢查錘頭是否存在微裂紋和氣孔，嚴(yán)防有損傷的錘頭入井。

(2)進(jìn)入松散、溶蝕裂隙帶、破碎帶及軟硬不均地層，提前調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。

(3)地層情況不明時(shí)，先用小鉆壓鉆進(jìn)，然后再緩慢加壓，使得鉆進(jìn)均勻平穩(wěn)，避免用大鉆壓和高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)。

(4)鉆遇較軟巖層時(shí)，應(yīng)降低鉆壓，以防硬質(zhì)合金齒吃入巖層過深，導(dǎo)致錘頭所受扭矩瞬間增大。

(5)盡可能選用帶防脫套的潛孔錘，以防錘頭斷裂時(shí)掉入井內(nèi)。

(6)如若錘頭斷裂落入井底，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行打撈。

2 錘齒折斷

空氣潛孔錘正常鉆進(jìn)過程中錘頭齒磨損較小，大部分錘頭齒損壞是因異常崩斷，尤其位于錘頭最外緣的齒最易崩斷(如圖2所示)，當(dāng)出現(xiàn)此種情況時(shí)鉆進(jìn)效率顯著降低甚至無進(jìn)尺。

圖2 錘齒崩斷

2.1 原因分析

造成錘頭柱齒異常崩斷的主要原因大致分為地層、鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)和操作方法3個(gè)方面。

(1)地層因素。松軟、松散、溶蝕裂隙發(fā)育、斷層破碎帶、軟硬不均，鉆頭井底工作不平穩(wěn)，憋跳較嚴(yán)重，局部柱齒瞬間受剪切力過大及受力不均衡而易造成崩齒[5-6]。

(2)鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)。造成柱齒崩斷的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)是鉆壓和轉(zhuǎn)速。鉆壓的主要作用是保證錘頭齒與井底巖石緊密接觸，在裂隙及軟硬不均巖層鉆進(jìn)時(shí)，由于硬質(zhì)合金齒吃入巖層不同，回轉(zhuǎn)阻力增大，鉆進(jìn)速度不均勻，硬質(zhì)合金齒所受扭矩和剪切力間歇性增大而造成斷齒、崩齒[7-8]。

(3)操作不當(dāng)。下鉆過猛、蹾鉆崩斷硬質(zhì)合金齒；加壓過猛、送鉆不均勻、遇裂隙時(shí)未能及時(shí)減少鉆壓、降低轉(zhuǎn)速，使錘頭工作不平穩(wěn)造成崩齒。

2.2 技術(shù)措施

(1)提前調(diào)整鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)。當(dāng)鉆遇松散、溶蝕裂隙帶、破碎帶及其它不利地層時(shí)，要作好預(yù)測，提前調(diào)整好鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)。

(2)小鉆壓試。地層情況不明時(shí)，先用小鉆壓鉆進(jìn)，而后再逐漸加壓，不允許使用大鉆壓和高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以免出現(xiàn)孔內(nèi)異常。

(3)小鉆壓、低轉(zhuǎn)速。遇松散、裂隙帶較多的層位，應(yīng)及時(shí)提鉆和調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速；檢查錘頭是否斷齒，若發(fā)現(xiàn)有斷齒及時(shí)撈取，防止造成更嚴(yán)重的硬質(zhì)合金齒崩斷。

(4)均勻給壓。嚴(yán)格按照潛孔錘鉆進(jìn)操作規(guī)程，給壓過程應(yīng)緩慢，鉆進(jìn)應(yīng)均勻平穩(wěn)。

(5)選擇適宜錘頭。鉆進(jìn)破碎裂隙帶以及巖性多變巖層，宜選用平底型錘頭鉆進(jìn)，有利于錘頭工作更加平穩(wěn)，合金齒受力均衡。

3 潛孔錘堵塞

潛孔錘堵塞是指潛孔錘使用過程中異物進(jìn)入，導(dǎo)致潛孔錘不能正常工作，這是潛孔錘鉆進(jìn)過程中常見故障。輕微堵塞會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)不暢、工作不正常、鉆進(jìn)效率降低，嚴(yán)重堵塞時(shí)送不進(jìn)風(fēng)、使得風(fēng)壓升高和潛孔錘不工作。一般分為落物堵塞和井底竄屑堵塞[9-10]。

3.1 落物堵塞潛孔錘原因及解決措施

3.1.1 原因分析

落物堵塞是由于入井鉆具及地面管路不清潔、內(nèi)壁有附著物，尤其新鉆桿內(nèi)壁的鐵銹、微小雜物，在壓縮空氣作用下脫落至潛孔錘上端堵塞風(fēng)道，致送風(fēng)不暢或不過風(fēng)。例如貴安CK1井開始采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)時(shí)，就是選用了一批原地?zé)峋娣诺?89 mm鉆桿，雖然加桿時(shí)進(jìn)行了簡單敲擊處理后才下鉆，但鉆進(jìn)過程中在壓縮空氣的高速?zèng)_刷、鉆柱震動(dòng)作用下，鉆桿內(nèi)壁未清除的鐵銹屑(巖屑)脫落聚集在潛孔錘逆止閥上端，堵塞通道使空壓機(jī)氣壓異常升高，潛孔錘無法工作，如圖3所示。

圖3 落物堵塞潛孔錘示意圖

3.1.2 解決措施

(1)首先對地面空氣管路清理，尤其對閘閥及管路彎頭難以清洗處盡可能拆開清理。一定要確保無異物。

(2)在下鉆前對孔內(nèi)鉆具內(nèi)壁進(jìn)行徹底清洗，使鉆具內(nèi)壁保證干凈入井。

3.2 巖粉倒吸堵塞潛孔錘原因及解決措施

3.2.1 原因分析

倒吸堵塞潛孔錘一般發(fā)生在井內(nèi)余屑較多、特別呈“稠糊狀”條件時(shí)，由于操作不當(dāng)、下鉆時(shí)插入“稠糊狀”，當(dāng)潛孔錘逆止閥密封不好、循環(huán)通道內(nèi)外壓差大，井底巖粉從潛孔錘配合間隙倒吸而為，如圖4所示。

3.2.2 解決措施

(1)下鉆前仔細(xì)檢查潛孔錘逆止閥、更換已損壞零件。

(2)認(rèn)真檢查活塞和內(nèi)(外)缸、活塞和配氣閥的間隙及密封性能是否完好、更換已損壞零件。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，避免因操作不當(dāng)致巖粉倒吸堵塞。

(4)采用合理的鉆具組合，可在鉆具150～200 m處加接浮閥接頭，以克服循環(huán)通道壓差作用下產(chǎn)生的巖粉倒吸。

圖4 巖粉倒吸堵塞潛孔錘

(5)在送風(fēng)不暢時(shí)，立即上下大幅度活動(dòng)鉆具，無效后應(yīng)立即起鉆檢查。

4 潛孔錘阻卡

使用過程中出現(xiàn)潛孔錘阻卡多為較大粒徑異物進(jìn)入卡在零部件上，使得零部件運(yùn)動(dòng)遇阻而不能正常工作。若輕微阻卡會(huì)增大零部件磨損、影響潛孔錘正常工作和降低鉆進(jìn)效率，嚴(yán)重阻卡會(huì)導(dǎo)致零部件不運(yùn)動(dòng)、風(fēng)壓異常升高和潛孔錘不工作。同樣從性質(zhì)上分為落物阻卡和井底竄屑阻卡[11]。

4.1 落物阻卡潛孔錘原因及解決措施

4.1.1 原因分析

落物阻卡也是因入井鉆具及地面管路不清潔、內(nèi)壁有較大的粒徑附著物(水泥固結(jié)時(shí)水泥塊、巖屑等)、鉆桿內(nèi)落入其它大粒徑雜物至潛孔錘上端卡在逆止閥部位，致逆止閥不能快速復(fù)位。例如貴安CK1井鉆進(jìn)時(shí)曾發(fā)生過2次水泥塊阻卡：主要原因是入井的?89 mm鉆桿在地?zé)峋喙叹笪醇皶r(shí)清理干凈所為。如圖5所示。

4.1.2 解決措施

潛孔錘阻卡多因落物和巖屑倒吸引起，一旦發(fā)生解卡可能性很小，就需要立即起鉆拆卸潛孔錘進(jìn)行清理修復(fù)工作。

(1)認(rèn)真檢查、清洗入井鉆具，確保鉆具內(nèi)壁無雜物。

(2)定期檢查潛孔錘逆止閥密封性和彈簧復(fù)位性能，對易損部件及時(shí)更換。

(3)仔細(xì)檢查潛孔錘各部件(磨損情況、配合間隙、有無變形、毛刺等)。

圖5 水泥塊卡潛孔錘

(4)采用專門注油器，保證潛孔錘工作時(shí)正常潤滑。

(5)每次加接鉆桿前必須充分排渣。

(6)對用于水泥固井的鉆桿要嚴(yán)格清洗并進(jìn)行標(biāo)識(shí)，盡量不用此類鉆桿，若要使用時(shí)采用嚴(yán)格的清洗檢查措施，以保證施工順利進(jìn)行。

4.2 巖屑倒吸阻卡潛孔錘原因及解決措施

4.2.1 原因分析

巖屑倒吸阻卡潛孔錘是鉆具內(nèi)外壓力不平衡，在內(nèi)外壓力差的作用下井底未徹底排凈的巖屑進(jìn)入潛孔錘內(nèi)，將活塞、錘頭花鍵卡死或排氣通道堵塞，見圖6、圖7所示。尤其是井內(nèi)涌水時(shí)，鉆具內(nèi)外形成較大的壓力差，巖屑很容易倒吸將潛孔錘卡死。當(dāng)活塞及錘頭阻卡后，活塞的沖擊能量明顯降低甚至不能正常工作，鉆進(jìn)效率也明顯降低甚至不進(jìn)尺，而且氣壓也出現(xiàn)異常升高。

圖6 巖屑倒吸阻卡潛孔錘示意

圖7 錘頭花鍵卡塞

4.2.2 解決措施

(1)下鉆前仔細(xì)檢查潛孔錘逆止閥，更換已損壞零件。

(2)認(rèn)真檢查活塞和內(nèi)(外)缸、活塞和配氣閥的間隙及密封性能是否完好，更換已損壞零件。

(3)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，防止因操作不當(dāng)致巖屑倒吸堵塞。

(4)采用合理的鉆具組合，同樣借用在鉆具150～200 m處加接浮閥接頭的方法，解決巖屑倒吸。

(5)勤排屑，減少井底余屑。

5 泥環(huán)包裹

泥環(huán)包裹是巖粉(屑)粘附于鉆具表面或井壁上形成泥環(huán)并包裹鉆具。泥環(huán)形成后，環(huán)狀空間變小，巖屑排除不暢繼續(xù)聚集泥環(huán)處形成泥包，嚴(yán)重時(shí)完全堵塞井眼，造成粘埋鉆事故。泥環(huán)多形成于鉆具外徑變化的地方，如錘頭上部、潛孔錘與鉆鋌連接處、鉆鋌與鉆桿連接處、鉆桿接頭處，這些地方空氣上返流速變化，極易形成泥環(huán)。井內(nèi)有泥環(huán)形成主要表現(xiàn)是：上返的巖屑明顯減少且濕潤，氣壓升高，鉆速下降，上提有明顯阻力[12-13]，有條件時(shí)加注泡沫劑。

5.1 原因分析

井內(nèi)泥環(huán)形成有地層因素和工藝因素。地層因素：微涌水及潮濕地層，地層微小涌水在井壁形成液膜和使巖粉潮濕，井壁液膜與巖粉相互粘結(jié)成巖屑團(tuán)，巖屑團(tuán)不能完全被空氣帶出井筒時(shí)在井壁、錘頭處粘附聚集形成泥環(huán)，而且泥團(tuán)粘附聚集成泥環(huán)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。如圖8所示。

圖8 井內(nèi)泥環(huán)形成示意圖

工藝因素主要為設(shè)備配置、鉆具組合、鉆進(jìn)工藝及操作因素。

(1)設(shè)備配置不足，供風(fēng)量偏小、上返風(fēng)速達(dá)不到排砂要求，巖屑不能及時(shí)排出而堆積粘附形成泥環(huán)。

(2)鉆具選擇及組合不合理，使用的鉆鋌、鉆桿外徑小，環(huán)狀空間大，相同風(fēng)量下上返風(fēng)速降低而影響排砂；鉆柱上加扶正器會(huì)對排砂造成一定的阻擋，導(dǎo)致在扶正器位置更易形成泥環(huán)。

(3)鉆進(jìn)工藝不當(dāng)：如干空氣鉆進(jìn)遇潮濕、小涌水地層，未及時(shí)更換鉆進(jìn)工藝，致井內(nèi)泥環(huán)形成。

(4)操作不當(dāng)：當(dāng)鉆遇軟弱層、裂隙破碎帶時(shí)，鉆速加快，而風(fēng)量又不足時(shí)，短時(shí)間內(nèi)井內(nèi)堆積大量巖粉形成泥環(huán)。提鉆加桿前未能充分排砂，孔壁、鉆具上仍有殘留巖粉未排凈，在后續(xù)鉆進(jìn)過程中持續(xù)粘附堆積形成泥環(huán)。

5.2 解決措施

鉆進(jìn)過程中井內(nèi)出現(xiàn)泥環(huán)，應(yīng)及時(shí)分析判斷泥環(huán)形成的原因，并采取有效的技術(shù)措施。

(1)更換鉆進(jìn)工藝。鉆遇地層潮濕、少量滲水，灰?guī)r、白云巖等巖層采用霧化鉆進(jìn)(注水稀釋)。霧化液(泡沫液)有發(fā)泡、吸附、潤濕反轉(zhuǎn)等作用，起到將遇水粘結(jié)成的鉆屑團(tuán)和粘附井壁的鉆屑分離，防止液滴聚集，使循環(huán)系統(tǒng)氣液固分布均勻，有效阻止鉆屑堆積現(xiàn)象再發(fā)生，增強(qiáng)空氣流的舉屑、攜水能力等效果。霧化液注入量應(yīng)根據(jù)地層涌水量，以確保井壁和鉆屑完全潤濕、環(huán)空內(nèi)流體呈霧狀穩(wěn)態(tài)流即可；水敏性的泥頁巖地層，采取間斷泡沫液稀釋泥環(huán)、排砂，或泡沫鉆進(jìn)(并在泡沫液中添加抑制性、固壁防塌性能處理劑)。如圖9所示。

圖9 霧化解井壁泥環(huán)示意

(2)勤排屑。每鉆進(jìn)0.5～1 m，鉆具提離井底進(jìn)行排渣，以利于鉆效的提高，避免孔內(nèi)事故的發(fā)生。

(3)增加空壓機(jī)。增加供風(fēng)量、提高上返風(fēng)速，增強(qiáng)排砂效果。

(4)合理配置鉆具。選用合理的鉆鋌、鉆桿，減小環(huán)狀空間、提高上返風(fēng)速，使用斜坡鉆桿，盡量避免在鉆柱上加扶正器。

(5)短程起鉆劃井壁。防止井壁泥環(huán)形成及增厚，每200～300 m短程起鉆劃井壁清除井壁泥環(huán)。

6 卡、埋鉆

卡鉆、埋鉆事故是井壁掉塊、垮塌卡埋潛孔錘，致其失去活動(dòng)空間的現(xiàn)象。鉆具被卡、被埋表現(xiàn)是：返砂量、返氣量減少甚至失返，氣壓升高，鉆具回轉(zhuǎn)阻力增大，上提有阻力或無法上下活動(dòng)?？?、埋鉆事故發(fā)生后，處理難度較大，將延長鉆井周期、增大機(jī)具的損壞和材料消耗、增加鉆進(jìn)成本。因此，應(yīng)提前預(yù)測，采取合理技術(shù)措施，避免此類事故的發(fā)生。

6.1 原因分析

潛孔錘卡、埋事故發(fā)生的原因有地層方面和工藝技術(shù)方面[14-15]。地層因素：地質(zhì)構(gòu)造、溶蝕、節(jié)理產(chǎn)生的裂隙及斷層發(fā)育致巖體松散、膠結(jié)力弱，以及涌水致部分巖層吸水膨脹、崩解，井壁掉塊、垮塌卡埋潛孔錘。工藝技術(shù)方面：鉆進(jìn)中高頻震擊破壞巖體整體結(jié)構(gòu)、高速氣流沖刷(剝離)破壞巖壁結(jié)構(gòu)、循環(huán)介質(zhì)無平衡護(hù)壁功能及涌水浸泡降低泥頁巖結(jié)構(gòu)力致掉塊卡錘頭、垮塌埋潛孔錘，如圖10所示。

圖10 潛孔錘卡埋示意

6.2 技術(shù)措施

(1)勤觀察。加強(qiáng)排屑口異常情況觀察，鉆屑變大、出屑減少、不返屑及扭矩變化較大時(shí)，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)或停止鉆進(jìn)，判明情況后再恢復(fù)正常鉆進(jìn)。

(2)勤活動(dòng)鉆具。因故不能鉆進(jìn)時(shí)，勤活動(dòng)鉆具，活動(dòng)范圍3～5 m，如遇特殊情況必須靜止或停止循環(huán)時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)將鉆具提到安全井段。

(3)及時(shí)停鉆處理。鉆進(jìn)過程中，若氣壓突然上升或下降，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，上下活動(dòng)鉆具，循環(huán)觀察排屑口巖屑返出情況，正常后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。

(4)竄動(dòng)解阻。上提鉆遇阻卡，應(yīng)反復(fù)上下活動(dòng)鉆具，直到暢通無阻后方可起鉆。如果不能做到暢通無阻，則下鉆時(shí)應(yīng)在遇阻井段進(jìn)行劃眼。

(5)注泡沫劑強(qiáng)排屑解阻。起鉆過程中遇阻，應(yīng)上下竄動(dòng)鉆具且不可強(qiáng)提，如因大顆粒巖屑或掉塊卡阻，加注泡沫劑強(qiáng)排屑并保持鉆具活動(dòng)，將掉塊活動(dòng)至井底碾碎排出。

(6)短起鉆探井壁。每鉆進(jìn)200～300 m起鉆探井壁，如井壁欠穩(wěn)定、掉塊多，解阻難度大，解阻后及時(shí)轉(zhuǎn)換鉆進(jìn)工藝護(hù)壁鉆進(jìn)。

(7)泡沫鉆進(jìn)。地層涌水并存在水敏性地層，采用泡沫鉆進(jìn)，并在泡沫液中添加抑制性、固壁、防塌性能處理劑。

(8)換工藝護(hù)壁鉆進(jìn)。松散、膠結(jié)力弱地層、斷層破碎帶、裂隙帶，井內(nèi)掉塊垮塌嚴(yán)重，此時(shí)錘頭上部堆積有大巖塊，應(yīng)及時(shí)起鉆更換鉆進(jìn)工藝。

(9)注泥漿護(hù)壁。井壁不穩(wěn)垮塌致埋鉆，竄動(dòng)、提拉無效后，及時(shí)向井內(nèi)注泥漿護(hù)壁(護(hù)未垮井段)，以免造成更嚴(yán)重的井塌。

(10)套銑解卡。井壁垮塌嚴(yán)重致卡埋鉆事故后，采用套銑解卡。

7 井眼彎曲

井眼彎曲即鉆進(jìn)過程井眼軌跡未按預(yù)計(jì)角度行走而發(fā)生異常變化，尤其在溶蝕裂隙帶、巖層產(chǎn)狀陡、軟弱互層地層、軟弱結(jié)構(gòu)層，錘頭在鉆壓作用下沿軟弱面走斜，井眼軌跡發(fā)生偏移[15]，如圖11所示。井斜彎曲過大，將引發(fā)鉆具摩擦井壁、加劇井壁的不穩(wěn)定、加快鉆具磨損和后期下管困難等不良情況。

圖11井眼沿軟弱面走斜示意圖12扶正器導(dǎo)正

7.1 井眼彎曲的原因

(1)溶蝕裂隙帶、軟弱結(jié)構(gòu)層，巖層軟硬不均、巖石可鉆性不一，鉆進(jìn)中錘頭沿可鉆性低的方向進(jìn)尺快、井眼軌跡向軟弱面走斜。

(2)鉆具組合不合理，粗徑鉆具與井徑級差大、粗徑鉆具(鉆鋌)剛度不足支撐鉆進(jìn)走斜的側(cè)向力，井眼軌跡向軟弱面走斜。

(3)操作不當(dāng)，遇軟弱結(jié)構(gòu)面層鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)整不及時(shí)或未調(diào)整，井眼軌跡向軟弱面走斜。

7.2 解決措施

(1)及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。鉆遇溶蝕裂隙帶、軟弱結(jié)構(gòu)層、巖層軟硬不均地層，及時(shí)上提鉆具減少鉆壓、降低轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速可調(diào)的鉆機(jī))。

(2)調(diào)整鉆具組合。使用較大尺寸的粗徑鉆具(鉆鋌)減小鉆具與井徑的級差、提高鉆鋌剛性或使用扶正器導(dǎo)正。

(3)扶正器的扶正翼片方向應(yīng)與鉆具方向一致，以減少排屑和上返氣流的阻力。

8 結(jié)語

空氣潛孔錘鉆進(jìn)主要以高頻沖擊破碎方式為主，往往能達(dá)到常規(guī)鉆進(jìn)方式10倍以上的鉆進(jìn)速度，但應(yīng)用時(shí)受操作工藝、地層復(fù)雜等因素影響容易產(chǎn)生各類事故，影響鉆進(jìn)效率?？諝鉂摽族N鉆進(jìn)常見事故主要包括錘頭斷裂、合金齒崩斷、堵塞、阻卡、泥環(huán)包裹、卡埋鉆、井眼彎曲等，本文針對以上典型事故形成的系統(tǒng)技術(shù)措施，可操作性強(qiáng)，具有推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮濤，朱玉新.淺談鉆進(jìn)過程中空氣潛孔錘的使用[J].中州煤炭，2009，165(9)：81-83.

[2] 許劉萬，史兵言，李國棟.大力推廣氣動(dòng)潛孔錘及氣舉反循環(huán)組合鉆進(jìn)技術(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007，(9)：41-45.

[3] 胡郁樂，張惠，張秋冬，等.深部地?zé)徙@井與成井技術(shù)(第一版)[M].湖北武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2013：172-174.

[4] 劉家榮，王建華，王文斌，等.氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)若干問題[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2010，37(5)：40-43.

[5] 盧予北.空氣潛孔錘在云南紅層中快速鉆井工藝應(yīng)用研究[J].地質(zhì)與勘探，2011，47(2)：309-315.

[6] 蘇寧，王虎，王劍，等.多工藝鉆井技術(shù)在貴州省遵義縣ZK1井施工中的應(yīng)用研究[J].地質(zhì)與勘探，2016，52(1)：165-172.

[7] 趙華宣，王玉軍，陳濤，等.貴州碎屑巖層地?zé)嵘罹諝鉂摽族N鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用研究[J].地質(zhì)與勘探，2016，52(5)：942-949.

[8] 董潤平，胡忠義.RD20Ⅱ型鉆機(jī)及空氣潛孔錘鉆進(jìn)施工中若干問題探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2011，38(12)：50-53.

[9] 趙巖，仲玉芳.貴州雷山縣CK1地?zé)峥碧骄┕ぜ夹g(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2014，41(10)：32-35，40.

[10] 趙華宣，李強(qiáng)，陳濤，等.貴州碳酸巖地層地?zé)嵘罹諝鉂摽族N鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用研究[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2017，44(2)：37-42.

[11] 郝文奎，宋宏兵，康亢，等.多工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)在深水井施工中的應(yīng)用實(shí)踐[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2014，41(12)：11-14.

[12] 朱江，王萍，蔡利山，等.空氣鉆井技術(shù)及其應(yīng)用[J].鉆采工藝，2007，30(2)：145-148.

[13] 陳怡.空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)在援豫抗旱找水成井施工中的應(yīng)用[J].貴州地質(zhì)，2012，29(2)：128-131.

[14] 楊富春.空氣潛孔錘在水源鉆井中的應(yīng)用[J].中國煤炭地質(zhì)，2009，21(6)：71-73.

[15] 劉海波.空氣泡沫潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)在大直徑基巖深井中的應(yīng)用試驗(yàn)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2015，42(5)：31-34.

[16] 王虎，陳怡，段德培，等.貴州省深部地?zé)徙@井現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2015，42(2)：45-47，52.