水平定向钻进技术(Horizontal Directional Drilling,HDD)因其高精度定位能力、对环境破坏小等优点,在目前的管道铺设建设中起着举足轻重的作用,特别是在地下管网极其复杂的城市和河流的穿越工程,该技术已然成为首选。然而在施工中常会出现很多不可预期的问题。比如大直径钻孔孔底钻渣难于清除就是其中一大难题,且所铺设的管道越长、管径越长,该问题变得越严重,相应地,施工所承担的风险也就越大。　　 岩层钻进中,能否有效的清除钻头磨切下来的钻屑通常决定了工程后期拉管的成败。目前,常用的清渣技术主要有:一是通过不断改进泥浆的性能以满足携渣条件；二是在扩孔完成后清洗钻孔。这两种技术在中小型的定向钻铺管工程中通常能满足要求。然而,近年来,在采用水平定向钻进铺设管道施工中,由于施工管道长度和口径越来越大,随着管道长度和钻孔直径的增大,扩孔过程中产生的钻屑也成倍地增多,而且岩层钻进中所产生的岩屑粒径较大,因此岩层钻进清渣更为困难。特别是对于像西气东输二线上的大直径、长距离穿越工程项目,如何有效地清除钻孔内的钻渣更是个非常困难的问题。一个关键的原因就是钻孔环状空间内泥浆的流速非常低,根本达不到有效排渣的最小临界流速要求。　　 相对于水平定向钻正循环技术,反循环钻进在清渣方面有以下优越性:①反循环钻进泥浆在钻杆中心通道中具有较高的上返流速(可达2—4m/s),能有效地解决孔底钻进重复破碎岩屑的问题。这将使钻进效率大大提高,将在很大程度上降低动力消耗、降低破岩工具的消耗,从而使施工周期大幅缩短,施工成本大幅降低。②可高效地、全程地清除整个钻孔中的每一处钻渣,不留死角。因此可有效地降低钻孔的扩径系数,从而降低扩孔级数和洗孔次数。　　 本文首先对水平定向钻反循环钻进理论进行研究。通过正、反循环钻进技术顺利携带钻渣时所需泵量地比较以及反循环钻进时流体的阻力损失地计算,从理论的角度计算论证该技术的可行性以及清渣的高效性,并阐述了工艺的作用机理。　　 接着论文对水平定向钻反循环钻进的工艺方案进行设计。通过对现存的定向穿越技术方法的研究,并对其进行改造,并根据实际情况设计出能满足实际工程应用的施工方案。其中还提出了将抽吸装置移入孔底,以进一步加强清渣能力的创新性思想。　　 根据反循环钻进工艺的需要,借鉴正循环扩孔钻头的结构和技术,对反循环扩孔钻头包括其材质、结构等的研究,设计出水平定向钻反循环扩孔钻头,致力研制出适用于实际工程中的钻头。　　 文章的最后一章对所做的研究进行了总结,提出了论文的研究成果,同时对该项目的进一步研究做出了建议。　　 总之,论文是在水平定向穿越正循环扩孔技术和垂直井反循环钻进技术研究的基础上,对水平定向穿越反循环扩孔工艺方案和相应钻具做了一定的探索和研究,并得出了一定的成果,期望能为该技术在定向穿越施工提供一定的理论参考。