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摘要：为了解决易塌井区不易成井的问题，在了解跟管钻进技术的主要类型和工作原理后，将偏心跟管钻井技术应用到200H机械化钻机上。通过在不同地形的实践，确认该地区的成井率达到了100%。
关键词：跟管钻进;易塌井区;成井率;机械化钻机
前言
塔里木探区的河道及河床区等易塌井区，地下有含水层，并伴有流沙的松散地层。在该区域进行勘探钻井作业时，使用的是200H机械化钻机。其工作原理是通过空压机提供压缩气体，在冲击器和钻机扭矩作用下钻井成孔。在作业中，一提钻就会塌井，导致难以成井。根据成孔需求，将跟管钻进技术应用到机械化钻机上，在不同的地形进行实践，达到护井目的，提高易塌井区的成井率。
1跟管钻进技术的概述
跟管钻进技术是以压缩空气作为动力，跟管钻具在冲击器和钻机扭矩作用下进行冲击回转钻进并实现同步跟进套管，终孔后跟管钻具从套管中提出，套管用于护壁的一种钻进技术。
2偏心跟管钻进的工作原理
正常钻进时，通过冲击器的振动冲击作用，带动偏心跟管钻具（见图1）进行钻孔，钻进时由于离心力及摩擦力的作用，偏心钻具朝外偏出从而达到扩大孔径的目的，再通过冲击管靴带动套管跟进，钻孔产生的岩粉通过钻杆与套管间的空间被吹出孔外。钻孔结束后，通过反转，使偏心钻具收拢提出套管，套管留在孔内护壁而成孔。偏心跟管钻进宜在孔深40m以内且地层中无较多较大的孤石时采用，采用中风压冲击器。
根据井深12m的要求，以及钻机的空压机参数产气量12.5m?，额定压力0.8MPa，属于中风压的范围。因此，我们采用偏心跟管钻进的方式。
3偏心跟管钻机技术在机械化钻机的实践
3.1作业流程的制定
结合新疆地区对炸药管理的要求，实行批量下炸药作业，制定了相应作业流程：当套管下到合适的位置时，将钻具从套管内径中提出，而套管则留在孔内保护孔壁，再下入PVC管子，拔出套管，达成护井的目的，最后再根据任务需求统一下置炸药。勘探作业用的炸药外径为60mm，选用外径为75mm，壁厚5mm的PVC管。
3.2偏心跟管钻具的选型
跟管钻具选用外径为108mm、壁厚4.5mm的套管。鉴于井较浅，从成本上考虑，采用R780材质。选用108偏心钎头匹配90冲击器，以及外径为108mm、内孔直径为87mm的管靴。
3.3拔管装置的设计
作業中由于套管与井壁结合紧密，摩擦阻力大，跟管钻进技术都是在专用设备上应用，其设备的设计需求都是能够满足跟管钻进的使用需求，有足够的扭矩和提升力。而机械化钻机的提升力较小，仅为35kN，直接拔套管有些困难，需要配套的拔管装置铺助。
3.3.1冲击器拔管装置
根据冲击器的工作原理，在冲击器接近减钎头端放入约5cm厚的圆柱体金属垫块，缩小钎头与冲击器的距离。使用时，把管靴（内孔直径87mm）套到普通钎头上，用管靴与套管连接，利用冲击器的作用力与反作用力边振边拔，使得套管与井壁的配合逐渐松动，从而解决机械化钻机提升力不足的问题。该工具适用于深度为12m左右的的成孔。
3.3.2液压油缸拔管装置
液压油缸拔管装置由两个双向液压油缸、底座、卡座四大部分组成，用高压液压胶管相互连接而成。其中双向液压油缸是通过机械化钻机的液压系统提供压力油，单个油缸推力为80kN，两个即为160kN。卡座是拔管装置的抱紧装置，由内卡和外卡组成。内卡可根据套管的不同规格设计，呈锥形，平均切割成三份，使用其中的两份完成套管的夹持。该工具可用于套管卡住拔不出来的情况。
4跟管钻进技术在200H机械化钻机的应用
易塌井区的地下结构不一样，使用200H机械化跟管钻机的作业方式也就不同，取得的效果也不一样。
4.1下部松散地形，中上部砾石地形的应用
在此地形中，采用全跟管的方式，井深12m，冲击器与偏心钻头配合方式成孔、下套管同步进行，钻机速度较快，结合两种拔管装置，拔管效果好，平均2.5个小时可以完成一口井。
4.2上部松散地层，中下部淤泥地形的应用
在此地形中，一开始采用全跟管的方式，下入12m深套管，套管钻进速度较快，但是在拔套管过程中，发现由于淤泥的附着力极强，导致拔管速度极慢，需要3个小时，时间太长。考虑到上部松散地层离井口3米左右，仅下一根4.5m套管，既可起到护井的作用，又能减少套管与淤泥的接触面积，降低摩擦力，钻机可以轻松拔出套管;对于淤泥地形，冲击器与普通钻头成井作业效率不高，将三叶刮刀钻头与山地钻杆配合应用到机械化钻机上，进行钻井作业。通过使用，在该地形成孔效率由全套管作业的4个小时，变为1个小时，效率提高了4倍，且减少了跟管配件的损耗。
目前，跟管钻进技术已经在塔里木物探处247队、2170队、2222队的项目上得到了成功的应用，使该区域易塌井区的钻井实现了由成不了井，到成井率100%。
5总结
跟管钻进技术在机械化钻机的应用，彻底解决了河床、河套区易塌井区难以成井的问题，保障了项目的生产。
参考文献：
[1]耿瑞伦.跟套管钻进技术及其应用[J].地质装备，2000（9）：11-15.
[2]地质部地质辞典办公室.《地质辞典5上地质普查勘探技术方法分册上》.北京：地质出版社，1982.07
[3]赵健勤，李子章，等.空气潜孔锤跟管钻机技术与应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2008年，第7期：55-59
关键词：跟管钻进;易塌井区;成井率;机械化钻机
前言
塔里木探区的河道及河床区等易塌井区，地下有含水层，并伴有流沙的松散地层。在该区域进行勘探钻井作业时，使用的是200H机械化钻机。其工作原理是通过空压机提供压缩气体，在冲击器和钻机扭矩作用下钻井成孔。在作业中，一提钻就会塌井，导致难以成井。根据成孔需求，将跟管钻进技术应用到机械化钻机上，在不同的地形进行实践，达到护井目的，提高易塌井区的成井率。
1跟管钻进技术的概述
跟管钻进技术是以压缩空气作为动力，跟管钻具在冲击器和钻机扭矩作用下进行冲击回转钻进并实现同步跟进套管，终孔后跟管钻具从套管中提出，套管用于护壁的一种钻进技术。
2偏心跟管钻进的工作原理
正常钻进时，通过冲击器的振动冲击作用，带动偏心跟管钻具（见图1）进行钻孔，钻进时由于离心力及摩擦力的作用，偏心钻具朝外偏出从而达到扩大孔径的目的，再通过冲击管靴带动套管跟进，钻孔产生的岩粉通过钻杆与套管间的空间被吹出孔外。钻孔结束后，通过反转，使偏心钻具收拢提出套管，套管留在孔内护壁而成孔。偏心跟管钻进宜在孔深40m以内且地层中无较多较大的孤石时采用，采用中风压冲击器。
根据井深12m的要求，以及钻机的空压机参数产气量12.5m?，额定压力0.8MPa，属于中风压的范围。因此，我们采用偏心跟管钻进的方式。
3偏心跟管钻机技术在机械化钻机的实践
3.1作业流程的制定
结合新疆地区对炸药管理的要求，实行批量下炸药作业，制定了相应作业流程：当套管下到合适的位置时，将钻具从套管内径中提出，而套管则留在孔内保护孔壁，再下入PVC管子，拔出套管，达成护井的目的，最后再根据任务需求统一下置炸药。勘探作业用的炸药外径为60mm，选用外径为75mm，壁厚5mm的PVC管。
3.2偏心跟管钻具的选型
跟管钻具选用外径为108mm、壁厚4.5mm的套管。鉴于井较浅，从成本上考虑，采用R780材质。选用108偏心钎头匹配90冲击器，以及外径为108mm、内孔直径为87mm的管靴。
3.3拔管装置的设计
作業中由于套管与井壁结合紧密，摩擦阻力大，跟管钻进技术都是在专用设备上应用，其设备的设计需求都是能够满足跟管钻进的使用需求，有足够的扭矩和提升力。而机械化钻机的提升力较小，仅为35kN，直接拔套管有些困难，需要配套的拔管装置铺助。
3.3.1冲击器拔管装置
根据冲击器的工作原理，在冲击器接近减钎头端放入约5cm厚的圆柱体金属垫块，缩小钎头与冲击器的距离。使用时，把管靴（内孔直径87mm）套到普通钎头上，用管靴与套管连接，利用冲击器的作用力与反作用力边振边拔，使得套管与井壁的配合逐渐松动，从而解决机械化钻机提升力不足的问题。该工具适用于深度为12m左右的的成孔。
3.3.2液压油缸拔管装置
液压油缸拔管装置由两个双向液压油缸、底座、卡座四大部分组成，用高压液压胶管相互连接而成。其中双向液压油缸是通过机械化钻机的液压系统提供压力油，单个油缸推力为80kN，两个即为160kN。卡座是拔管装置的抱紧装置，由内卡和外卡组成。内卡可根据套管的不同规格设计，呈锥形，平均切割成三份，使用其中的两份完成套管的夹持。该工具可用于套管卡住拔不出来的情况。
4跟管钻进技术在200H机械化钻机的应用
易塌井区的地下结构不一样，使用200H机械化跟管钻机的作业方式也就不同，取得的效果也不一样。
4.1下部松散地形，中上部砾石地形的应用
在此地形中，采用全跟管的方式，井深12m，冲击器与偏心钻头配合方式成孔、下套管同步进行，钻机速度较快，结合两种拔管装置，拔管效果好，平均2.5个小时可以完成一口井。
4.2上部松散地层，中下部淤泥地形的应用
在此地形中，一开始采用全跟管的方式，下入12m深套管，套管钻进速度较快，但是在拔套管过程中，发现由于淤泥的附着力极强，导致拔管速度极慢，需要3个小时，时间太长。考虑到上部松散地层离井口3米左右，仅下一根4.5m套管，既可起到护井的作用，又能减少套管与淤泥的接触面积，降低摩擦力，钻机可以轻松拔出套管;对于淤泥地形，冲击器与普通钻头成井作业效率不高，将三叶刮刀钻头与山地钻杆配合应用到机械化钻机上，进行钻井作业。通过使用，在该地形成孔效率由全套管作业的4个小时，变为1个小时，效率提高了4倍，且减少了跟管配件的损耗。
目前，跟管钻进技术已经在塔里木物探处247队、2170队、2222队的项目上得到了成功的应用，使该区域易塌井区的钻井实现了由成不了井，到成井率100%。
5总结
跟管钻进技术在机械化钻机的应用，彻底解决了河床、河套区易塌井区难以成井的问题，保障了项目的生产。
参考文献：
[1]耿瑞伦.跟套管钻进技术及其应用[J].地质装备，2000（9）：11-15.
[2]地质部地质辞典办公室.《地质辞典5上地质普查勘探技术方法分册上》.北京：地质出版社，1982.07
[3]赵健勤，李子章，等.空气潜孔锤跟管钻机技术与应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程）.2008年，第7期：55-59