探矿工程技术信息
- 什么是空气循环钻探
空气循环钻探是把压缩空气作为钻孔冲洗介质或兼作孔底碎岩动力的钻探方法，在一定条件下可以代替清水或泥浆钻探，故又称为“无水钻探”。
根据压缩空气循环路径的不同，空气循环钻探可以分为正循环、反循环两种方式。正循环钻探采用普通钻杆，压缩空气由钻杆内部进入孔底，然后携带岩屑从钻杆与井壁的环空间隙返回地面（图1）。而反循环钻探采用双壁钻杆，压缩空气由双壁钻杆内外管间的环空间隙到达孔底，而后携带岩屑经双壁钻杆的中心通道返回地面（图2）。
图1 正循环工作原理图 图2 反循环工作原理图
- 空气循环钻探技术的优点
一、空气循环钻探是把空气作为钻孔冲洗介质使用，与常规的钻井液循环相比，具有显而易见的优势。
1.易于获取。空气“唾手可得”，而且“取之不尽用之不竭”，特别适合干旱缺水地区或高寒、冻结层施工。
2.绿色环保。“零添加”，避免了化学泥浆对地层和岩样的污染。
3.机械钻速高。空气循环具有速度高、气柱压力小的特点，孔底冲洗得更干净，改善了孔底岩石多向受压状态，有利于岩石破碎的内应力释放，从而提高钻进速度。同时，采用冲击碎岩的空气潜孔锤钻探工艺，还能大幅度提高硬岩钻进速度，轻松实现“日进百米”。
4.对储层破坏小。空气作为低密度冲洗介质一般不会渗入地层，从而有效保护水、地热、低压油气等有益储层。
5.综合钻进成本低。空气循环钻探单孔钻进效率高，施工周期短，钻头消耗小，无需制备泥浆，能够有效降低综合钻进成本。
二、与正循环钻探相比，使用双壁钻杆的空气反循环钻探又具有更进一步的优势。
1.排渣断面小。排渣断面是钻杆中心通道，面积小且不受孔径限制，具有上返风速更高、排渣干净、不重复碎岩、钻进效率高、节省供风量等特点。
2.地层适应性强。空气反循环钻探技术可应用在断层破碎带、风化层、裂隙发育等各种复杂地层中，可以减少孔壁冲蚀，有利于钻孔稳定。
3.样品质量高。岩样通过钻杆内管进入到样品收集器，过程中不会接触到其他区域，避免了与外界交叉污染，确保样品质量的可靠性。
4.孔口无污染。循环介质在上返过程中全部经双壁钻杆内管由双通道气水龙头的鹅颈弯管和排渣管排出，避免了孔口受粉尘污染。
信息来自于地调局探矿工程所
