轮式小型潜孔钻机安全理论（大口径回转钻井之覆盖层钻进）

钻松散的覆盖层，必须配合泥浆，可以稳定井壁及悬浮岩渣。

一、钻进作用

多以扰动、切削、松动、排为主，而少量的挤压作用为辅，所以适用于较小粒径组成的地层。

今年来由于钻井机具的发展，在钻进大粒径卵石漂砾，孤石时，采用了合金钢正体铸造的楔形齿滚刀，从而解决了过去不适用于卵石、孤石层的难题。

同时采用了反循环冲洗井的方法，可以将小于钻杆内径的卵石块石排至地面，因而彻底解决了松散层钻井中的各项困难，达到了高效的目的。

二、钻具

由钻头、加重块，导正盘，钻杆组成，与基岩钻具相同。

钻头有刮刀钻头，适用于土、粘土、砂、砾石等岩层，是起切削和松动作用。

另一种为全铸型滚刀，适用于大卵石、孤石、块石层，选择刀具见钻具与刀具章。

三、护壁洗井

采用泥浆作为冲洗液，地层复杂时应用优质泥浆，并加入掺和剂，使之保持泥浆质量。

选择洗井排渣方法时，应根据地层情况，当地层稳定不易坍塌时，可选用反循环洗井法，若地层不稳定，应以正循环洗井钻进，反循环排渣。及钻进时用正循环，当进入一定深度后，或感到井内阻力大时，改为反循环排渣，但反循环排渣时，钻具提动，不应超过原钻井深，以防止井壁坍塌。

四、钻井技术参数

1、钻压

应满足下式：

P>SF

式中

P——钻压 公斤

S——岩石抗压强度 公斤/厘米

F——破岩面积（指破岩刀具有效面积）厘米即所用钻压，应大于岩石的抗压强度。

2、转速

应根据所用破岩刀具而定。

如多翼刮刀钻头应以线速度计，每秒2.5~3.5米为宜，松散采用高线速，致密地层采用低线速。当选用破岩滚刀时，为延长滚刀轴承寿命，滚刀自转每分钟不超过120转为宜，不同直径的钻头，依据上述参数进行计算选用。

五、钻井实例

1、钻井直径：1.5m

2、地层情况：由粘土、细粉砂，卵石组成，卵石层厚为3.71米，卵石间为中，粗砂填充，是强含水层，计算涌水量每小时600立法米，卵石成分为石英岩及石英砂岩，大多数呈棱状或次棱状，其抗压强度达1200~1600公斤/厘米，卵石含量占60~70%，粒径50~200毫米的占卵石60%，200~600毫米的占30%，600毫米以上的占10%。

3、护壁与冲洗：采用压气反循环法洗井排渣，洗井介质为泥浆、也起护壁作用。

4、选用钻头：开始曽选用刮刀钻头，实际效果不佳，16把刮刀钻井不到1米，全部打坏，而且经常卡钻，井底卵石形成了一种破不碎，压不烂，挤不动，排不上，刀盘推着卵石走，卵石随着钻头转的局面，根本无法钻进。

刮刀钻头

5、钻进技术参数及效率：

钻压：岩石f=12~16，钻头直径1.5米时，给压11~15吨，钻头齿刃有效面积给予岩石的压力每平方厘米为318~432公斤。由于钻头回转及卵石大小不一而造成的震动而产生的冲击载荷，比技术值要大3倍，所以可以有效地将卵石破碎。

转速：通过实验寻找合适的转数，开始线速为每秒2米，这时钻具跳动，多次发生刀具轴断裂，刀座被撞落，不能正常钻进。后改为每秒1~1.5米，情况好转，实际用线速度在每秒0.79~1.02米之间，钻头直径为1.5米时，采用每分钟10~13转。

效率：据统计

卵石层、钻头直径1.5米；

总进尺17.48米，纯钻进49小时48分钟；

平均时效：0.351米/时；

最高时效：1米/时

六、钻进中应注意事项

1、卵石层中钻进，井底不平，每个卵石都处在移动状态，故震动很大，控制钻压时，应注意井内情况，遇有阻力时，应适当提动钻具；

2、尽量采用平底钻头，减少阻力；

3、粗径钻具上端，应装一沉淀盘以接住井壁掉落卵石，使之不落入井底造成卡钻；

4、开井时，因井浅，钻具重量不大，应慢转钻进，待有一定井深时，再正常钻进，防止钻具晃动；

5、采用优质泥浆，保证泥浆指标，并抬高井内泥浆面使井壁稳定。

滚刀钻头