钻井液循环系统 原理介绍和动画演示

helloshigy

介绍

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钻井液循环主要有 3 种方式，即全孔正循环、全孔反循环和孔内局部反循环。

全孔正循环时，钻井介质由地面的压力泥浆泵或压风机泵入地面高压胶管，经钻杆柱内孔到井底，由钻头水口返出，经由钻杆与孔壁的环状空间上返至孔口，流入地表循环槽、净化系统或注入除尘器中，再由泥浆泵或压风机泵入井中，不断循环，如图 2-1(a) 所示。全孔正循环循环系统简单，孔口不需要密封装置，这种循环方式在各种钻探中得到广泛的应用。
全孔反循环时，钻井介质的流经方向正好与正循环相反。钻井介质经孔口进入钻杆与孔壁的环状空间，沿此通道流经孔底，然后沿钻杆内孔返至地表，经地面管路流入地表循环槽和净化系统中，再行循环。

全孔反循环又具体分为压注式和泵吸式两种方式。压注式 所用的泵类型与全孔正循环相同，但孔口必须密封，才能使钻井介质压入孔内，这就需要专门的孔口装置，它必须保证孔口密封，同时必须允许钻杆柱能自由回转和上下移动；泵吸式采用抽吸泵，将钻井液从钻杆内孔中抽出，进行循环。

全孔反循环和全孔反循环比较，有以下特点和区别：

（1）由于反循环钻井液从钻杆柱内孔上返至地表，流经的断面较小，因而上返速度较大，且过流断面规则，有利于在不大的泵量下将大颗粒岩屑携带出孔外，在大口径水井钻进、灌注桩钻进和空气钻进中，为了能较好地携带出岩屑，常采用全孔反循环洗井方式。

（2）在固体矿床钻探中采用反循环方式，可将岩心从钻杆中带出地表，用以实现反循环连续取心钻进。

（3）全孔反循环的流向与岩心进入岩心管的方向是一致的，可使岩心管内的破碎岩矿心处于悬浮状态，避免了岩矿心自卡和冲刷，从而有利于岩矿心采取率的提高。

（4）在相同情况下，反循环所需的泵量比正循环小，因此对井壁的冲刷程度较小；同时，流动阻力损失也较小。

（5）钻头旋转使破碎下来的钻碴离心向外，这与正循环在钻头部位的液流方向一致，而与反循环的流向相反。从这一点来看，正循环有利于孔底清碴。

（6）压注式反循环所需的孔口装置复杂。

（7）正循环和压注式反循环在井内产生的是正的动压力，即循环时井内的压力大于停泵时的静液柱压力；而泵吸式反循环恰恰相反，产生的是负的动压力，即循环时井内的压力小于停泵时的静液柱压力。

全孔正循环和全孔反循环冲洗可以是闭式的（完全的循环，冲洗液经沉淀除去岩屑后重复使用）和开式的（非完全的循环，冲洗介质排出地表后即废弃）。闭式循环通常用于液体冲洗介质，而开式循环则大都用于气体介质。

孔底局部反循环是正反循环相结合的洗井方式，一般是在孔底钻具以上的绝大部分为正循环，而孔底部分为反循环。岩心钻探中用得较多的喷射式反循环，是孔底局部反循环的典型例子。为了避免钻井液对岩心的冲刷，提高岩矿心采取率，此时钻井液由钻杆柱内孔送到孔底，经由喷反接头而流到钻杆柱与孔壁的环状间隙中，由于喷嘴高速喷出液流，在其附近形成负压，将岩心管内的液体向上吸出，从而形成孔底局部反循环。由喷反接头流入环空中的液流，一部分在负压下流经孔底，一部分上返携带钻屑至地表。

钻井液循环是否能正常维持，客观上取决于钻孔是否发生漏失或反涌。特别是严重漏失会造成循环中断，钻进不能进行。而涌水或石油天然气的喷出也使正常循环破坏，甚至出现重大事故。对此应根据水文地质情况和岩层特性，采取防治措施。

动画演示

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钻井液循环图（动画）.rar(239 KB, 下载次数: 120, 售价: 3 金币)

2012-4-6 11:03 上传

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wangbin

好贴啊，棒极了，很有用的啊！