巖土施工水井施工技術(shù)

巖土施工水井施工技術(shù)第1頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六海上鉆井鉆探打水井氣井第一章水井施工技術(shù)第2頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第一章水井施工技術(shù)第一節(jié)概述

地下水供給水井應用污水排放地熱開發(fā)與利用地面降水與回灌第3頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六地下取水枯井第4頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六地熱開采第5頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六基坑井點降水第6頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六上海動車段污水泵井工程

第7頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六一、水井井身結(jié)構(gòu)設計1、井的分類承壓完整井分承壓水井與潛水水井承壓非完整井分完整井與非完整井潛水完整井潛水非完整井自流井：地下水能自動噴出地表的承壓水井。供水井——是垂直安置在地下的取水建筑物。第8頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第9頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六2、水井結(jié)構(gòu)井壁管：保護井壁或隔離非開采層（不良含水層）過濾管：濾水擋砂和保持含水層井壁穩(wěn)定沉砂井：沉積水中泥砂填充物：礫石——保證水質(zhì)和防止過濾器淤塞。粘土——封閉和止水。第10頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六3、水井結(jié)構(gòu)要素的確定井深：由開發(fā)地下水的目的層埋藏深度決定。井徑：開孔直徑中間變徑終孔直徑出水量濾水管直徑終孔直徑中間變徑開孔直徑取水泵直徑過濾層厚度第11頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六4、供水井井身結(jié)構(gòu)形式淺供水井：100m以內(nèi)，井徑大于400mm，多一徑到底或兩種直徑，如圖。中深供水井：100～300m，井管內(nèi)徑200～300mm，多用鋼管和塑料管，如圖。深供水井：大于300m，要求管外牢固密封，中間采用多層技術(shù)套管，如圖?；鶐r水井：必須將上部地表水和第四紀含水層以加封隔，保護基巖中水的質(zhì)和量，如圖。除外還有定向井、擴底井、輻射井等，如圖。

第12頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六淺供水井第13頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六中深供水井第14頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六深供水井第15頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六基巖水井第16頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六5、供水井井身結(jié)構(gòu)舉例淺供水井井身結(jié)構(gòu)，圖1－6。中深供水井井身結(jié)構(gòu)，圖1－7。尾管式成井井身結(jié)構(gòu)，圖1－8。第17頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六淺供水井井身結(jié)構(gòu)中深供水井井身結(jié)構(gòu)第18頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六尾管式成井井身結(jié)構(gòu)第19頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)水井鉆進方法鉆進方法沖擊鉆進回旋鉆進反循環(huán)鉆進空氣鉆進潛孔錘鉆進第20頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六一、鋼繩沖擊鉆進（一）基本原理是借助于一定重量的鉆頭，在一定的高度內(nèi)周期地沖擊井底巖石，使巖石破碎而獲得進尺。當進尺增大，需用抽砂筒撈取井底沉渣后繼續(xù)鉆進。第21頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）鋼繩沖擊鉆進特點破碎效率高，鉆速快，成本低；設備簡單，移動方便；鉆頭磨損小，鉆頭破碎巖石是不連續(xù)的；動力消耗小，能鉆鑿較大直徑的鉆孔；鉆井液不循環(huán)，水量消耗??；只能鉆進垂直的井孔。第22頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（三）鋼繩沖擊鉆機沖擊鉆機有：CZ－20型、CZ－22型、CZ－30型、CZF－30型等。鉆機組成：動力機、主軸、沖擊機構(gòu)和桅桿等部件。第23頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六CZ－22型沖擊鉆機第24頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六沖擊鉆機的沖擊機構(gòu)第25頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六CJZ-5型沖擊工程鉆機

第26頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）鋼繩沖擊鉆具鋼繩沖擊鉆具包括：沖擊鉆頭、沖擊鉆桿、鋼絲繩接頭、鋼絲繩和抽筒。沖擊鉆頭：圖1－13、圖1－14沖擊鉆桿：圖1－15鋼絲繩接頭：圖1－16抽筒：圖1－17鋼絲繩：鉆具為絲扣連接時，鋼絲繩擰合方向應與鉆具絲扣方向相反。卷筒鋼絲繩常用6×19+1瀝青麻絲左向交互捻的鋼絲繩。鋼絲繩拉力：P≥k1×k2×Q（阻塞系數(shù)k1=1.2~1.5，安全系數(shù)k2=6,Q為鉆具的重力）

卷筒和滑輪的最小直徑與鋼絲繩直徑之比不應小于12~18第27頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六沖擊鉆頭：第28頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六沖擊鉆桿鋼絲繩接頭抽筒第29頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（五）鉆具與沖擊機構(gòu)的運動沖擊機構(gòu)的運動——符合四連桿機構(gòu)的B點運動規(guī)律。四連桿機構(gòu)的B點運動規(guī)律與壓輪邊緣上b點的運動規(guī)律相似。第30頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六b點運動方程為（均為α的函數(shù)）：α1=180°，延長鉆具提升時間，使提升速度得以減少，節(jié)約整個設備的功率，適合于小型鉆機。O點在B點正下放方B點運動方程為第31頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第32頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六O點不在B點正下方O點不在B點正下方，α≤180°，它的速度和加速度半周期不等，各有最大值。鉆具上升速度小，可以減少鉆機動力功率。適用于大型沖擊鉆機。第33頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六井內(nèi)鉆具的運動鉆具經(jīng)鋼絲繩受沖擊機構(gòu)牽引而提升，可以看成鉆具運動與沖擊機構(gòu)運動相吻合；下降時，鉆具則呈自由落體下降。鉆具下降加速度的數(shù)值，決定于巖粉的密度。第34頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六鉆具在井內(nèi)運動，下降過程中承受的阻力有三種靜水阻力：等于鉆具排開的鉆頭體積巖粉漿重量。慣性水阻力：正比于孔內(nèi)巖粉質(zhì)量和巖粉的上升瞬時加速度，還與鉆桿及鉆頭尺寸之比有關(guān)。動水阻力：正比于鉆具瞬時下降速度的平方及動水阻力系數(shù)（或正比于瞬時加速度及沖擊高度）。第35頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六e為相對直徑——鉆具的實際直徑與鉆孔實際直徑之比。一般井徑比鉆頭名義直徑要大7~20%。J：鉆具在井內(nèi)下降加速度N：單位時間內(nèi)鉆具的沖擊次數(shù)Q：鉆具的重力V：單位時間沖擊破碎巖石的體積第36頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程沖擊鉆進規(guī)程是研究如何合理、有效運用沖擊鉆具進行鉆進，從而達到提高效率，保證質(zhì)量和降低成本的問題。從沖擊鉆進功能消耗原理來分析影響沖擊鉆進效率的技術(shù)參數(shù)。

v鉆=4（1.02QjSn）/πaD^2=(1.3QjSn）/aD^2

v鉆——單位時間內(nèi)破碎巖石高度，即鉆進速度（cm/min)影響鉆進速度的因素：

Q—鉆具的重力；j—鉆具下降加速度；S—鉆具的沖擊高度；n—鉆具的沖擊次數(shù)；D—鉆孔直徑；a—破碎單位體積巖石所需的沖擊能第37頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程1、鉆具的重力Q=2εoh^2lσkk0/s

εo—考慮橫刃系數(shù)（取1.25~1.3)h—吃入巖石的深度l—鉆頭的刃長k—tan（α/2）+μk0—（1+2.5×10^-6σkL/l)L—鉆具的工作長度

α—鉆具刃角

μ—鉆頭刃部與巖石的摩擦系數(shù)(0.15~0.4）第38頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程

在實際選擇和計算過程中,常采用單位鉆頭刃長的鉆具重力為:

qo=mg/loQ=qoloN式中:m—鉆具工作部分的質(zhì)量，包括鉆頭、沖擊鉆桿和鋼絲繩接頭（kg）；lo—鉆頭上的有效刃長；N—鉆頭刃邊數(shù)量。qo選擇：軟巖—250~300N/cm；中硬巖石—850~400N/cm；硬巖—500~600N/cm；極硬巖石—650~800N/cm。第39頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程2、沖擊高度增加沖擊高度也就增加沖擊能，可提高鉆進效率。但沖擊高度受鉆具運動時間影響，還受鉆具本身強度限制。鉆具材料允許最大沖擊高度：Smax=[σcr]^2/32j[σcr]——鉆具允許壓應力對于硬度不高的巖石，Smax可取比計算值高的數(shù)值。

第40頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程

3、沖擊次數(shù)沖擊次數(shù)愈大，單位時間對巖石的破碎作用的次數(shù)愈多，效率就提高。但在沖擊鉆進時，鉆具的沖擊次數(shù)與機構(gòu)運動速度必須匹配，不能任意增加，因此限制了鉆進效率的進一步提高。對于第一類沖擊機構(gòu)：n=50/s^0.5(次/min）對于第二類沖擊機構(gòu)：n=47/s^0.5(次/min）可見，n與s平方根成反比，n對s影響較大。

低于合理的沖擊次數(shù)，減少了沖擊速度；高于合理沖擊次數(shù)，導致鉆頭在井內(nèi)“打空”。

第41頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程4、巖粉漿密度（1）巖粉漿的密度影響鉆具的下降加速度，會使鉆具的下降和壓輪的上升不能很好地吻合。密度太小，加速度大，會受運動緩慢的壓輪限制；密度過大，加速度小，造成“打空”。第42頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程（2）如巖粉漿密度不適，會在井底形成一層巖粉墊，減弱鉆頭在孔底的沖擊作用。

最優(yōu)巖粉漿密度區(qū)段：當巖石的比重愈大時，最佳密度也相應愈高。實際操作控制方法：控制回次間隔；控制掏砂量。即“勤掏少掏”。第43頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（六）鋼繩沖擊鉆進規(guī)程5、懸距當沖擊梁處在上死點的位置時，鉆頭距離孔底的高度稱為懸距。留懸距是為了解決鋼絲繩在沖擊過程中，由于鉆具的重力作用，使鋼繩發(fā)生彈性拉伸變長的現(xiàn)象。懸距決定于：巖石的硬度、每沖擊一次的巖石破碎深度、緩沖器的彈性伸長量和鋼繩的伸長量等。鉆進軟巖時，不需要留懸距。鉆進硬巖時，使鋼繩的伸長值和補償器的壓縮值應等于懸距和鉆具切入深度。正常懸距h=（0.2~0.5）f（普氏）

f（普氏）

—普氏巖石硬度系數(shù)，等于1/10巖石抗壓強度。

軟巖h為0~3cm；中硬巖h為3~4cm；硬巖h為4~5cm。

第44頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六沖擊鉆進技術(shù)參數(shù)第45頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（七）沖擊鉆進在典型地層中的綜合應用1、大卵石、大漂石等地層鉆進聯(lián)結(jié)力差，卵石硬而表面光滑，易發(fā)生塌孔、井斜和大量漏失。鉆進規(guī)程：采用大沖擊高度和少沖擊次數(shù)，較大的鉆具重量。漏失不大—水（或泥漿）鉆進；漏失嚴重—投入黏土。井斜時，將碎塊石填入空內(nèi)傾斜段糾斜鉆進。地層鉆進和護孔同樣重要。如加入黏土增加孔壁聯(lián)結(jié)；采用大刃角鉆進；經(jīng)常檢查鉆頭尺寸，防止夾鉆事故等。第46頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（七）沖擊鉆進在典型地層中的綜合應用2、粘土層鉆進由于巖粉漿密度的提高，易造成糊鉆和縮徑等。采用高液柱鉆進，勤掏漿，補充比重小的泥漿；鉆具重量不宜過大，刃角要適度小些；沖擊次數(shù)適當減少，放繩要勤而少，防止孔壁擴大；遇黏土細砂層，可投入磚塊和軟碎石，改變土體結(jié)構(gòu)，增加井壁穩(wěn)定；黏土夾砂層，可使用抽筒鉆頭或加重的抽砂筒鉆進。第47頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（七）沖擊鉆進在典型地層中的綜合應用3、砂層鉆進主要問題是保護井壁，采用優(yōu)質(zhì)泥漿壓孔鉆進。較薄的流砂層，投黏土球增加護壁能力；很厚的流砂層，采用跟管鉆進。第48頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（七）沖擊鉆進在典型地層中的綜合應用4、裂隙發(fā)育的巖石層鉆進主要問題是孔壁坍塌掉塊，卡鉆，鋼絲繩拉斷。采用十字形鉆頭；巖粉漿稠度適當提高；巖層特別碎時，孔內(nèi)投入一些黏土，增加井壁穩(wěn)定；掌握好懸距，放繩少而勤；沖擊次數(shù)和沖擊高度要配合適當，減少鉆具抖動；鉆頭及時補焊，防止新鉆頭卡鉆。第49頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六二、大直徑回旋鉆進（一）基本原理通過鉆頭的回旋鉆進，借助于鉆頭的硬度和切削力，使巖石破碎和摩碎而獲得進尺。當進尺增大，需用泥漿循環(huán)排除井底沉渣后繼續(xù)鉆進。第50頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）回旋鉆進特點鉆進速度快；鉆機輸出功率大；設備龐大；鉆進工藝不完善；第51頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（三）、回旋鉆進設備與組成SPJ-300鉆機紅星-300鉆機SPC系列鉆機SPY型鉆機等回旋鉆機一般由動力機、泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤和鉆塔等部分組成。第52頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第53頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六SPJ-300鉆機第54頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六SPJ-400型水文工程鉆機

第55頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六SPJ-500型水文工程鉆機第56頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六TSPJ-600型水文水井鉆機（散裝）第57頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六GS-300A工程、水井鉆機第58頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六SPS-600鉆機第59頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六BZC-350B車載式水井鉆機第60頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六FGSL-300A型工程、水井鉆機第61頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第62頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）回旋鉆進方法軟地層取芯鉆進1、取芯鉆進硬地層取芯鉆進主要問題：易產(chǎn)生縮徑、糊鉆、埋鉆、坍塌或孔徑擴大等。鉆頭肋骨鉆頭：螺旋肋骨鉆頭—適用于粘性土和泥巖類地層階梯肋骨鉆頭—適用于砂、粘砂和砂黏土類地層內(nèi)外鑲肋骨鉆頭—適用于粘土類地層

第63頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六螺旋肋骨鉆頭外焊三塊呈45°螺旋肋骨，有助液流上返，提高清粉能力。正斜鑲，利于切軟巖。通水截面積大，循環(huán)阻力小，使孔底比較干凈，避免重復破碎，提高鉆進效率。適用于鉆進Ⅱ~Ⅳ級（部分Ⅴ級）松軟巖層、粘土層、風化砂巖及鋁土頁巖等。第64頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六螺旋肋骨鉆頭第65頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六階梯肋骨鉆頭第66頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六(內(nèi)外鑲肋骨鉆頭)唇面交錯式繩索取心孕鑲鉆頭

第67頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六取芯鉆具的連接方式在粗徑鉆具之上一般連接鉆鋌，以改善鉆具在井內(nèi)受力狀態(tài)。在鉆鋌的上部接鉆桿。鉆桿采用石油鉆井的鉆桿。粗徑鉆具上部和鉆鋌的上部加入一段扶正器。

鉆鋌螺旋鉆鋌第68頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六扶正器第69頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六

鉆桿鉆桿接頭第70頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六

軟地層取芯鉆進技術(shù)措施第71頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六

硬地層取芯鉆進取芯原則：先截斷巖芯，再采取巖芯。常用方法：自然斷芯，投卡料取芯法先鍥斷，后卡取法先炸斷，后鋼繩套取第72頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）回旋鉆進方法2、擴孔鉆進

——是受設備能力限制不能一次成井而采用的特殊方法。即先用小直徑取芯鉆進后再加大孔徑的方法?？梢淮螖U孔或多次擴孔。擴孔鉆頭：螺旋翼片鉆頭、直焊翼片擴孔鉆頭、多級翼片式擴孔鉆頭等。擴孔鉆頭規(guī)程：輕壓、慢轉(zhuǎn)、大泵量和優(yōu)質(zhì)泥漿。防斜與糾斜：加裝扶正器，鉆具設減浮通水孔，加重鉆具。第73頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第74頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第75頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）回旋鉆進方法3、全面鉆進——井底巖石全斷面破碎，即無巖芯鉆進成井。鉆頭：翼片式、魚尾式、刮刀鉆頭、牙輪鉆頭。技術(shù)參數(shù)：大鉆壓、大沖洗液。第76頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六錐形刮刀鉆頭

第77頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六牙輪鉆頭第78頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）回旋鉆進方法4、大直徑回旋鉆進存在的問題排粉問題斷取巖芯問題擴孔鉆具及鉆頭加工復雜第79頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六三、反循環(huán)鉆進沖洗介質(zhì)由鉆具外流向鉆具內(nèi)的循環(huán)方式的鉆進方法，稱為反循環(huán)鉆進。循環(huán)介質(zhì)可以為：清水、空氣、泥漿。反循環(huán)鉆進分為：泵吸反循環(huán)鉆進射流反循環(huán)鉆進氣舉反循環(huán)鉆進第80頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（一）泵吸反循環(huán)鉆進泵吸反循環(huán)鉆進是利用離心泵或軸流泵的抽吸力量，使鉆桿內(nèi)流體上升的一種管路布置方式。工作原理第81頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六啟動方式：真空泵啟動（國外）注水泵啟動（國內(nèi)）第82頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第83頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（一）泵吸反循環(huán)鉆進泵吸反循環(huán)鉆進的深度——維持沖洗液循環(huán)的動力為砂石泵的真空度，用于克服流體上升時的各種阻力，因此鉆進深度受到限制。井深45m以內(nèi)效率較高；井深70m以后效率降低。適合于深度較淺的大直徑水井。

深度m排量m370第84頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（一）泵吸反循環(huán)鉆進

泵吸反循環(huán)鉆進的上返速度與巖屑含量泵吸反循環(huán)鉆進的上返速度國外推薦采用的速度：3m/s~4m/s。國內(nèi)試驗：2.5m/s~3.5m/s。速度過快：鵝頸管磨損過快，井壁穩(wěn)定不利。巖屑含量高，流體密度大，液柱重量增加，循環(huán)困難。淺井，泥漿鉆進：巖屑含量可達10%~15%；深井，清水鉆進：巖屑含量控制1%~3%；一般地層：巖屑含量控制5%~8%。

第85頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）射流反循環(huán)鉆進射流反循環(huán)鉆進又稱噴射反循環(huán)鉆進，是利用安裝在循環(huán)管路上的射流泵來驅(qū)動循環(huán)灌路中介質(zhì)流動的。工作原理第86頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）射流反循環(huán)鉆進射流泵的安裝位置

射流泵潛入孔內(nèi)，放在鉆頭上部：鉆具復雜，增大流速射流泵放在地表：利用射流泵真空度來驅(qū)動，適用淺孔射流泵裝在水龍頭的下方：真空度來驅(qū)動，適用淺孔第87頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第88頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）射流反循環(huán)鉆進射流泵的結(jié)構(gòu)形式射流泵是利用噴嘴來造成真空度的。常采用多個噴嘴，布置成環(huán)狀，形成“環(huán)裝噴射”。第89頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（二）射流反循環(huán)鉆進射流反循環(huán)鉆進的深度當上升液體流中泥砂石含量增大時，循環(huán)流速降低；達到某一極限時，流體上升運動自動停止。

井深50m以內(nèi)效率較高；井深50m以后效率降低。

循環(huán)流量?。?00m^3/h）適用于井徑較小的淺井。

井深（m）鉆速（m/h）450射流反循環(huán)鉆進效率與深度關(guān)系第90頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（三）氣舉（壓氣）反循環(huán)鉆進1、工作原理將壓縮空氣通過供氣管路送至井下的氣水混合室，使空氣與鉆桿內(nèi)的水混合，從而形成比重小于鉆桿外液體比重的氣水混合液柱，使鉆桿內(nèi)外形成壓力差。將鉆桿內(nèi)的氣水流攜帶著巖屑，被排出鉆桿而流入沉淀池中。第91頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六當不考慮各種阻力和慣性力時，要使整個系統(tǒng)循環(huán)運動，則：（Lw+H）Υy≥hΥygq+Lw

Υyg從hΥygq可知，氣舉反循環(huán)在開鉆最初（理論值為7m）是不能工作的，經(jīng)常在孔深25m以后才能采用氣舉反循環(huán)鉆進。第92頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（三）氣舉（壓氣）反循環(huán)鉆進2、參數(shù)選擇空氣混合室安裝深度：由整個管路系統(tǒng)沉沒系數(shù)確定。沉沒系數(shù)m=h/H一般m＞0.3。空壓機的壓力越大，鉆進深度就越大?？諌簷C的壓力及風量:壓力P=（HΥygq）×10^-2+ΔP

ΔP取0.04～0.1Mpa風量Q=（2～2.4）d^2v尾管的長度:Lw≤3h鉆進深度:鉆進的最大深度和鉆孔直徑取決與空壓機的功率。不適用于淺井，而適用于較大井徑的深井。

第93頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（四）反循環(huán)鉆進工藝的合理選用第94頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六四、空氣鉆進以壓縮空氣代替沖洗液作為循環(huán)介質(zhì)的鉆進方法稱為空氣鉆進?？諝忏@進方法對于缺水地區(qū)、水量嚴重漏失地層和不適用沖洗液循環(huán)的地方有著十分重要的意義?？諝忏@進鉆速高的原因：“反壓差”效應空氣黏度極小，又以高速吹過孔底，使孔底凈化程度提高，幾乎沒有重復破碎。鉆頭使用壽命延長，減少起下鉆時間，縮短施工周期。

第95頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六四、空氣鉆進空氣循環(huán)方式

正循環(huán)：最普遍。井內(nèi)環(huán)狀空間的壓力低，介質(zhì)進入孔壁孔隙的量很小，對可采層出液量影響小，孔口易密封。對大井徑要求大排氣量。

反循環(huán)：氣耗量較小，適用于大口徑鉆進；但易發(fā)生鉆桿堵塞，在破碎地層及涌水地層工作復雜化，孔口密封復雜。

局部循環(huán)（可正循環(huán)，也可反循環(huán)）：主要用于大量涌水地層。第96頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（一）空氣鉆進設備

在采用液體循環(huán)鉆進設備的基礎(chǔ)上，將原有泥漿循環(huán)設備換為空氣循環(huán)設備，即可進行空氣鉆進。第97頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六1、空壓機對空壓機的基本要求：風量大，風壓相當，外形小，重量輕。若遇到涌水或是粘性可塑性巖層，使用深度大大減少。空壓機風壓不足時，可以配備相當?shù)脑鰤涸O備。風量不足時，可兩臺空壓機并聯(lián)使用?；钊娇諌簷C第98頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六水冷式空壓機活塞式空壓機第99頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六螺桿式空壓機第100頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六2、井口裝置一般要求：有一定的密封性能，鉆機附近不得有塵埃和粉團飛揚，鉆桿通過和回轉(zhuǎn)時要靈活自如、結(jié)構(gòu)簡單、安全方便、外形規(guī)格小巧、使用壽命長，在必要時能迅速換用其他鉆進方法。類型：剩余壓力井口密封裝置滑動式密封井口裝置能導流的井口密封裝置第101頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六第102頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六3、捕塵設備捕塵方法：干式捕塵(由鼓風機和旋風除塵器組成）濕式捕塵（鉆機立管處接一個高壓水噴嘴接頭）干濕結(jié)合捕塵（干式旋風捕塵器于風水接頭組合））第103頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六濕式捕塵裝置第104頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六4、儀表壓力表、流量計、溫度計浮子流量計電磁流量計壓力表第105頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六5、鉆具鉆桿：強度要高，直徑114mm或127mm。鉆桿接頭：內(nèi)通徑要大，外徑要小。一般要使用鉆鋌。管外環(huán)狀空間的氣流速度低于8～12m/s時，使用取粉管。鉆頭結(jié)構(gòu)：如牙輪轉(zhuǎn)頭，鉆頭通孔要大，水口盡量接近切削具。第106頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六

（二）干空氣鉆進技術(shù)參數(shù)

1、空氣量計算

Q=Qo+NHQo=vF第107頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六2、空氣壓力計算空氣壓力取決與鉆孔深度、鉆孔直徑、鉆孔孔壁與鉆桿的環(huán)狀空間的大小、各種接頭及鉆頭的局部阻力、鉆進速度（巖粉數(shù)量）、空氣量及其溫度等。壓縮空氣在鉆進循環(huán)中的狀態(tài)，可以看成是一個氣體等溫擴散過程。第108頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六2、空氣壓力計算壓力計算如下：（1）鉆桿外環(huán)狀空間的壓力損失：（2）井底環(huán)狀空間的空氣壓力損失：（3）鉆頭上的壓力損失：（4）井底壓力損失：第109頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六（5）鉆鋌內(nèi)的壓力損失：（6）鉆桿內(nèi)的空氣壓力損失：（7）地表管路壓力損失：（8）空壓機的風壓應大于：第110頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六3、空氣鉆進鉆頭鉆頭上通風槽較大，較沖洗液循環(huán)鉆頭的水槽要大2~4倍。有些地方要開一些專用風道。4、鉆壓鉆壓加大，鉆速提高。井斜和鉆桿的剛性以及鉆頭的強度限制了鉆壓提高，其井底鉆頭處壓力與沖洗液循環(huán)是接近或略小。5、轉(zhuǎn)速空氣量足，高轉(zhuǎn)速；空氣量不足，低轉(zhuǎn)速。巖石比重小，轉(zhuǎn)速大；比重大，轉(zhuǎn)速小。一般外徑線速為0.5～1.0m/s。第111頁，共126頁，2023年，2月20日，星期六

（三）空氣鉆進技術(shù)措施

燥化鉆進：采用干空氣吹孔2h—3h，使井壁干燥后繼續(xù)干空氣鉆進。用于潮濕地層較薄的情況。霧化鉆進：