2013年,我队投入400多万元购置了石家庄煤机厂TSJ-2600/660型水井工程钻机和3NB—350型泥浆泵及钻杆、钻铤、钻塔等配套设备。水井一处在我队平陆圣人涧天鹅湖地热资源勘查项目中投入运营,利用60天的时间顺利完成了2000米的地热钻探施工任务,创造了我队建队以来水井地热钻探的最高纪录。为了提高钻探生产效率,提升我队水井地质钻探工艺水平,增强技术装备力量,做强做大地热市场,在省局大力支持下,我队又投入125万元引进气举反循环钻进工艺φ127双壁钻杆,高压空压机等配套设备。经过多次的技术改革和生产实践的检验,2014年4月9日气举反循环钻探工艺目前在平陆博纳有限公司地热中已成功钻进至1500m深度,现在还在继续施工中。与泥浆正循环钻进工艺相比,体现出了高效率、低成本和利于洗井、成井的特点,为我队地热水井高效钻探、优质施工打下了良好基础。
气举反循环的工作原理:通过空压机压缩空气通过供气管路送至井内气水混合室,使其与钻杆内的泥浆(冲洗液)或水混合,从而形成密度<1kg/L(或近似1kg/L)的充气液流,钻杆内的液柱压力减小,在内钻杆内部和内外钻杆环空间隙形成液柱压差。因此在双层钻杆柱环空间隙的液柱压差的作用下产生初步反循环。更重要的是,与此同时,压缩空气的高速注入和形成的气泡群在上升液柱迫促下,在上升过程中气泡逐渐胀大,产生一定动能量,从而发挥气举作用,使钻杆内的充气液流夹带岩屑排除孔口。
气举反循环钻进冲洗液上返速度快,孔底干净,岩屑重复破碎率低。使用清水做冲洗液大大降低了孔底基岩面所受的液柱压力,有利于岩屑崩落释放。清水的浸润性也较细分散泥浆好,更有利于基岩的破碎。水井公司在使用气举反循环钻进工艺后,从1400~1500m处,平均纯钻进效率约1.3m/h。(最高钻速达到了2m/h)。钻进速度是泥浆正循环钻进的近1.9倍,生产效率得到了较大的提高。
在气举反循环钻进工艺运用过程中,队长姜伟,副队长姚文兵设备资产部给予大力支持。3月26日,亲临施工现场指导工作。通过现场调查,听取机长的工作汇报后,针对气举反循环钻进工艺在我队应用中存在的钻进效率较低,破碎粘度较大,地层钻进中易造成钻头水眼堵塞等问题,提出了整改意见,现场办公决定再投入30万元,再购置钻杆Q10Y—M型液压大钳一个,φ121钻铤10根,进一步完善气举反循环钻进工艺设备配套。
在大队的支持下,水井一处地热钻机在应用气举反循环钻进工艺中,通过大胆探索、勇于创新,充分发挥出气举反循环效益高、成本低的优点,为提高我队地热井钻探水平做出新贡献。
( 陈建民)