钻进基本知识
发布时间:
2025-11-09
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一、钻孔结构
定义：钻孔结构指从开孔至终孔全过程中，孔身口径与长度的变化情况，也就是钻孔的技术剖面。
核心内容：主要包括钻孔口径、换径次数、下套管层数、套管管径与长度、换径深度，以及套管底部的止水封固方法等。
优化要求：在保障钻孔质量与施工安全的前提下，应优先选用优质泥浆、水泥浆或化学浆液进行护壁堵漏，尽量减少换径次数，少下或不下套管，最大程度简化钻孔结构。
核心作用是隔离复杂地层，保障钻进作业顺利进行。
需换径及下套管的情形：① 钻进松散砂砾石层、流砂层时，受地下水影响，泥浆护孔效果不佳无法满足施工需求；② 穿过较厚的节理裂隙发育破碎带，孔壁坍塌、掉块问题严重，采用泥浆或其他护孔方式仍无法解决；③ 钻孔遭遇含水构造与大裂隙贯通，出现严重漏水情况，其他止水方法无效；④ 钻孔达到既定深度后，为适配施工设备的负荷能力，可进行换径钻进。
钻孔结构选择因素：需综合考虑岩石性质、水文地质条件、终孔口径、钻孔深度、钻进方法、钻孔用途、护孔措施及施工设备等因素。
钻具级配：指钻杆直径与钻孔直径（钻头直径）的配合关系，其直接影响孔壁间隙大小，进而对钻杆工作状态、冲洗液流动效果及钻具回转阻力产生重要作用。
二、钻进基础操作要点
钻进方法：指向地下钻孔时，破碎孔底岩石所采用的方法及相关技术措施的总称。
钻探工艺：利用特定设备和工具破碎岩石（土层），在地层中形成具有一定直径和深度的圆滑规则钻孔，并通过配套技术措施保障钻进工作顺利开展的全部作业流程。
钻进方法分类：① 按破碎岩石的外力及方式不同，可分为回转钻进、冲击钻进、冲击回转钻进等；② 按碎岩工具（磨料材质）不同，可分为硬质合金钻进、钢粒钻进、金刚石钻进等；③ 按冲洗循环方式不同，可分为正循环、反循环、孔底局部反循环钻进；④ 按是否取心可分为取心钻进和全面钻进。
钻进方法选择原则：主要依据岩石的物理机械性质选取适配的钻进方法：① 针对软质及部分中硬岩层，选用硬质合金钻进；② 针对部分中硬至硬质岩层，选用针状合金、金刚石复合片或钢粒钻进；③ 针对中硬至坚硬岩层，选用金刚石、钢粒或潜孔锤钻进。
开孔钻进前准备工作：① 备齐足量的钻杆、套管、定向管、钻头、钢粒、油料、冲洗液、拧卸工具、专用取心工具、必要的短岩心管、岩心箱及各类报表等物资；② 对钻探设备及安装质量进行全面检查，若存在不符合要求的情况，需及时修理、调整，必要时重新安装，严禁勉强使用；③ 深孔开孔时，为防止孔斜，可在孔口挖掘坑槽并埋入定向管，钻进至基岩后再下入套管；浅孔开孔应采用泥浆护孔，若孔壁坍塌严重，可采用人工造壁方式钻进，钻至基岩后下入套管。
① 开孔钻进时应逐步加长岩心管，采用轻压、慢转、适当泵量的操作方式；换径时需使用综合式导向钻具，避免钻孔弯曲；② 开孔钻进阶段多为覆盖层，冲洗液易漏失，会降低孔壁稳定性，需重点防范卡钻、埋钻、糊钻、烧钻等孔内事故；③ 套管应下至完整基岩位置，下套管前需向孔内投入粘土球并捣实，使套管插入粘土中以封闭套管底部；套管上端用木楔固定，并用粘土封闭，必要时可采用水泥封闭；固定套管前，需将主动钻杆与套管连接，检验套管是否端正及钻孔中心与套管中心是否对正。
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