趙華宣， 李 強(qiáng)， 陳 濤， 陳 浩， 蘇 寧， 王 虎

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000； 2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽 550008； 3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽 550008； 4.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550008)

貴州碳酸巖地層地?zé)嵘罹諝鉂摽族N鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用研究

趙華宣1， 李 強(qiáng)1， 陳 濤1， 陳 浩1， 蘇 寧2， 王 虎3，4

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000； 2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽 550008； 3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽 550008； 4.貴州地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550008)

研究了空氣潛孔錘鉆井工藝在貴州省碳酸鹽巖地層地?zé)嵘罹械膽?yīng)用，涉及溶隙、裂隙發(fā)育，涌水、漏風(fēng)、掉塊、排渣困難等情況頻發(fā)的碳酸鹽巖地層的10～1100 m井段和?216～406 mm井徑的條件，探討了在這樣環(huán)境下空氣潛孔錘鉆進(jìn)機(jī)具設(shè)備配置、鉆具組合和鉆進(jìn)參數(shù)；分析了空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝鉆進(jìn)過程中的常見問題并提出了相應(yīng)的技術(shù)措施；總結(jié)了深井碳酸鹽巖地層復(fù)雜井況的空氣潛孔錘鉆進(jìn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。研究結(jié)果表明，通過合理的設(shè)備機(jī)具配置和技術(shù)措施，可有效提高貴州省碳酸巖層空氣潛孔錘鉆進(jìn)效率，進(jìn)而大幅度提高貴州地?zé)嵘罹你@進(jìn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

碳酸巖地層； 深井；空氣潛孔錘鉆進(jìn)；地?zé)峋?/p>

0 引言

貴州省地?zé)豳Y源十分豐富，但勘探起步較晚，勘查開采程度較低[1-2]，鉆井技術(shù)主要為常規(guī)牙輪正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，工期長、效益低[3-4]，已不適應(yīng)貴州省建溫泉省、公園省及生態(tài)文明建設(shè)的需要，亟需進(jìn)行深井鉆井新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用研究。

空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)具有鉆效高、工期短、成本低等優(yōu)勢(shì)，在井徑小、鉆深淺(200 m以內(nèi))的水文井中應(yīng)用廣泛[5-7]。貴州屬典型喀斯特地貌，碳酸巖地層占全省面積60%以上[8-9]，淺表層受雨水浸濁，巖溶裂隙極為發(fā)育，鉆進(jìn)中常遇漏失、涌水、掉塊等復(fù)雜井況，常規(guī)方法鉆進(jìn)困難；空氣潛孔錘鉆進(jìn)常遇涌水、漏風(fēng)、超徑、掉塊、排渣困難情況頻發(fā)等復(fù)雜井況影響鉆進(jìn)效率和鉆井安全[10-11]。地?zé)峋┕ぞ畯酱蟆⑸疃却?2000～3000 m)，淺孔、小井徑采用的偏心跟管鉆進(jìn)技術(shù)[12-14]不適應(yīng)深井鉆進(jìn)。需對(duì)空氣潛孔錘在巖溶發(fā)育巖層深井鉆進(jìn)中的相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行開展研究，以提高鉆進(jìn)效率和確保鉆進(jìn)安全。

1 貴州省地?zé)峋Ｓ镁斫Y(jié)構(gòu)

貴州地?zé)峋刭|(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆井深度大、井徑大、根據(jù)鉆進(jìn)地層結(jié)構(gòu)、地層巖性復(fù)雜程度，多采用“三開”或“四開”的井身結(jié)構(gòu)。

1.1 三開結(jié)構(gòu)

地?zé)峋貙咏Y(jié)構(gòu)及巖性均較簡單時(shí)，采用三開結(jié)構(gòu)。

(1)地表管井段：井徑395～406 mm，深度10～30 m，下?377 mm普通套管或?339.7 mm石油套管并水泥固結(jié)，阻隔地表水入井和防空氣鉆井沖塌表層松散土。

(2)一開井段(泵室段)：井徑311～320 mm(?315～320 mm為空氣潛孔錘鉆進(jìn)、?311 mm為其它工藝)，深度600～1000 m以滿足抽水設(shè)備入井要求，下?244.48 mm石油套管并水泥固結(jié)保溫及封隔低溫含水層或欠/不穩(wěn)定地層護(hù)壁。

(3)二開井段：井徑216～220 mm(?216～220 mm為空氣潛孔錘鉆進(jìn)、?216 mm為其它工藝)，深度1500～2000 m，揭穿需封隔低溫含水層或欠/不穩(wěn)定地層，下?177.8 mm石油套管并水泥固結(jié)保溫及封隔低溫含水層或欠/不穩(wěn)定地層護(hù)壁。

(4)三開井段：井徑152 mm，終孔井段。

1.2 四開結(jié)構(gòu)

地?zé)峋貙咏Y(jié)構(gòu)及巖性均復(fù)雜時(shí)，采用四開結(jié)構(gòu)。

(1)地表管井段：井徑440 mm，深度10～30 m，下?426 mm普管并水泥固結(jié)，阻隔地表水入井和防空氣鉆井沖塌表層松散土。

(2)一開井段：井徑406 mm(空氣潛孔錘鉆井或其它工藝)，深度100～200 m，下?339.7 mm石油套管并水泥固結(jié)保溫及封隔富水層或欠/不穩(wěn)定地層護(hù)壁。

(3)二開井段(泵室段)：井徑311～320 mm(?315～320 mm為空氣潛孔錘鉆井、?311 mm為其它工藝)，深度600～1000 m以滿足抽水設(shè)備入井要求，下?244.48 mm石油套管并水泥固結(jié)保溫及封隔低溫含水層或欠/不穩(wěn)定地層護(hù)壁。

(4)三開井段：井徑216～220 mm，(?216～220 mm為空氣潛孔錘鉆井、?216 mm為其它工藝井徑)，深度1500～2000 m，下?177.8 mm石油套管并水泥固結(jié)保溫及封隔低溫含水層或欠/不穩(wěn)定地層護(hù)壁。

(5)四開井段：井徑152 mm，終孔井段(?152 mm井段，目前小徑潛孔錘質(zhì)量不能滿足深井鉆進(jìn)井況，不宜使用空氣潛孔錘鉆進(jìn))。

2 鉆具組合及鉆井參數(shù)

2.1 鉆具組合

空氣潛孔錘鉆具組合，應(yīng)充分利用原有的地?zé)徙@井機(jī)具(盡可能使用較大直徑的?127 mm鉆桿，減小鉆桿與井壁間的環(huán)狀間際)，鉆遇溶蝕發(fā)育段的涌水漏水情況和排渣困難時(shí)，在鉆桿與鉆鋌處和排渣困難段下部接旁通閥，利于排渣；為減少排余氣時(shí)間、防井底余渣上竄堵塞沖擊器，在鉆桿上每隔200 m加一個(gè)單向閥。機(jī)具配套見表1。

表1 空氣潛孔錘鉆進(jìn)機(jī)具配套表

各井段的鉆具組合如下。

(1)?406 mm井段鉆具組合：?406 mm錘頭+TS12沖擊器+?203 mm鉆鋌(2柱)+?127 mm鉆桿(1單根)+旁通閥+?127 mm鉆桿(1單根)+單向閥(NC50)+?127 mm鉆桿+單向閥+主桿。

溶蝕發(fā)育段或軟硬互層頻繁，防斜、防拐點(diǎn)組合：?406 mm錘頭+TS12沖擊器+?203 mm鉆鋌(2柱)+?400 mm扶正器/穩(wěn)定器+?127 mm鉆桿(1單根)+旁通閥+?127 mm鉆桿(1單根)+單向閥(NC50)+?127 mm鉆桿+單向閥+主桿。

(2)?315/320 mm井段鉆具組合：?315(?320) mm錘頭+TS12沖擊器+?20 mm 3鉆鋌(2柱)+?127 mm鉆桿(1單根)+旁通閥+?12 mm 7鉆桿(1單根)+單向閥(NC50)+?127 mm鉆桿(10柱)+旁通閥+?127 mm鉆桿(9柱)+單向閥+主桿。

(3)?216/220 mm井段鉆具組合：?216(?220) mm錘頭+TS8沖擊器+?165 mm鉆鋌(3～4柱)+?127 mm鉆桿(1單根)+旁通閥+?127 mm鉆桿(1單根)+單向閥(NC50)+?127 mm鉆桿+?89 mm鉆桿+單向閥(NC38)+主桿。

2.2 鉆進(jìn)參數(shù)

2.2.1 鉆壓

合理的鉆壓可以保證錘頭球齒與巖石緊密接觸和克服沖擊器及鉆具的反彈力。潛孔錘有鉆壓限值時(shí)，鉆壓應(yīng)小于限值；無限值時(shí)，以錘頭直徑(cm)乘以0.9 kN[15]為宜；遇溶蝕發(fā)育、軟弱互層頻繁時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小鉆壓，以防止井斜和保護(hù)鉆具。

2.2.2 轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)鉆具可以改變硬質(zhì)合金刃破巖的位置。通常潛孔錘鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速要求在30～50 r/min[16]，在鉆進(jìn)施工中采用鉆機(jī)的Ⅰ速(43 r/min)。

2.2.3 風(fēng)量

風(fēng)量的大小與沖擊器的耗氣量、井內(nèi)環(huán)空面積、鉆進(jìn)深度及復(fù)雜井況相關(guān)，需滿足上返風(fēng)速20～30 m/s的要求，風(fēng)量越大井底越清潔，重復(fù)破碎的機(jī)率越小，鉆進(jìn)效率越高。

風(fēng)量和風(fēng)壓的確定需綜合考慮鉆具組合、井徑、井深及地層涌水等因素。在實(shí)際操作中，先算得參考值，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

Q=60k1k2(D2-d2)πv/4式中：Q——風(fēng)量，m3/min；k1——孔深修正系數(shù)，隨著孔深增加，環(huán)狀間隙壓力損失增大，導(dǎo)致流量減小，一般100～200 m時(shí)取1.05～1.1，200～500 m時(shí)取1.1～1.25，500～1000 m時(shí)取1.25～1.5,1000 m以上時(shí)取1.5；k2——孔內(nèi)有涌水時(shí)的風(fēng)量增加系數(shù)，與涌水量有關(guān)，中小涌水時(shí)取1.5；D——鉆孔直徑，m；d——鉆桿外徑，m；v——上返風(fēng)速，深井取20～30 m/s。

正常情況下，上返風(fēng)速取20～30 m/s即可滿足鉆進(jìn)要求；巖溶發(fā)育碳酸巖地層溶蝕裂隙發(fā)育、富水性，潛孔錘鉆進(jìn)井內(nèi)常遇涌水、漏風(fēng)、超徑等復(fù)雜井況。供氣量除滿足井徑、井深的要求外，還應(yīng)有一定余量(一般超30%以上)。

2.2.4 風(fēng)壓

高壓空氣為潛孔沖擊器沖擊做功及克服空氣排渣上返的阻力提供動(dòng)力，同時(shí)須克服管道壓力損失、孔內(nèi)壓力降、潛孔錘壓降、井內(nèi)液柱壓力等；風(fēng)壓計(jì)算公式：

P=Q2L+Pm+Pc+Ps

式中：P——風(fēng)壓，MPa；Q2——每米干孔的壓力降，一般為0.0015 MPa/m；L——鉆桿柱長度，m；Pm——管道壓力損失，取0.1～0.3 MPa；Pc——潛孔錘壓力降，MPa；Ps——鉆孔內(nèi)水柱壓力。

鉆進(jìn)中涌水、井內(nèi)液柱壓力增加致鉆進(jìn)中風(fēng)壓增大0.1～0.3 MPa(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)記錄)。鉆井中需根據(jù)井徑、沖擊器性能參數(shù)及井內(nèi)涌水、漏風(fēng)、超徑等情況匹配空壓機(jī)和增壓機(jī)，提高鉆進(jìn)效率和經(jīng)濟(jì)效率。碳酸巖地層深井空氣潛孔錘鉆進(jìn)參數(shù)如表2。

表2 碳酸巖地層深井空氣潛孔錘鉆進(jìn)參數(shù)

3 鉆井設(shè)備配置及組合

3.1 鉆井設(shè)備配置原則

在原地?zé)徙@井設(shè)備的基礎(chǔ)上，增添空氣潛孔錘鉆進(jìn)用相關(guān)設(shè)備，主要包括：大功率空壓機(jī)、增壓機(jī)及高壓管線、泡沫泵、注油泵等。

3.2 潛孔錘鉆進(jìn)設(shè)備配置及組合

地?zé)峋畯酱?、深度大及碳酸巖地層巖溶發(fā)育，鉆進(jìn)涌水、漏風(fēng)將消耗較多的風(fēng)能。鉆進(jìn)的供氣量除滿足井徑、井深的要求外，還應(yīng)有一定余量(一般超30%以上)，以滿足涌水、漏風(fēng)、超徑等復(fù)雜井況的要求。單臺(tái)空壓機(jī)供風(fēng)量不能滿足要求，空壓機(jī)配置組合為采用多臺(tái)空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)(并列)供氣，井內(nèi)涌水液柱壓力高及鉆進(jìn)深度大所需風(fēng)壓超過空壓機(jī)供氣壓力時(shí)需增壓機(jī)增壓。設(shè)備組合見表3。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)井情況

在4口地?zé)嵘罹奶妓釒r地層進(jìn)行了空氣潛孔錘鉆進(jìn)試驗(yàn)，鉆井試驗(yàn)地層有大冶組、婁山關(guān)組、高臺(tái)組、清虛洞組等，巖性主要為灰?guī)r和白云巖，試驗(yàn)井直徑為315～406 mm，鉆進(jìn)中井內(nèi)涌水大鉆進(jìn)困難或地層變?yōu)樗樾嫉貙?未列入本文)，在碳酸巖地層最大試驗(yàn)井深499.3 m、最大涌水量超167 m3/h。

表3 深井潛孔錘鉆井設(shè)備組合

受風(fēng)量及井內(nèi)涌水影響，機(jī)械鉆速為21.6～1.89 m/h。鉆進(jìn)試驗(yàn)井徑、地層及鉆進(jìn)情況見表4。

4.2 施工注意事項(xiàng)

在巖溶發(fā)育的碳酸鹽巖地層中進(jìn)行空氣潛孔錘鉆進(jìn)施工時(shí)，為提高鉆進(jìn)效率和確保鉆井安全，應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

(1)應(yīng)有專人觀察空壓機(jī)壓力，在井底積渣過多導(dǎo)致氣壓異常升高時(shí)，及時(shí)提醒司鉆停鉆或上提排渣，避免由此引發(fā)復(fù)雜井況發(fā)生。

(2)有專人觀測(cè)出渣口返渣情況，出渣差時(shí)及時(shí)采取措施排渣，確保井內(nèi)清潔。

表4 試驗(yàn)井段地層及空氣潛孔錘鉆進(jìn)情況

(3)有條件時(shí)盡可能采取大供風(fēng)量鉆進(jìn)以提高鉆進(jìn)效率。

(4)多空壓機(jī)聯(lián)動(dòng)供風(fēng)，空壓機(jī)壓力應(yīng)匹配一致，避免弱壓力空壓機(jī)過載“假工作”。

(5)涌水量超150 m3/h、鉆速低于3 m/h時(shí)，空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝經(jīng)濟(jì)性差，應(yīng)更換其它適宜的鉆進(jìn)工藝。

4.3 鉆遇復(fù)雜情況及技術(shù)措施

(1)無水地層灰塵大：畢節(jié)CK2井開始鉆進(jìn)時(shí)灰塵大，在井口裝置安設(shè)注水除塵導(dǎo)屑，在井口密封導(dǎo)屑屑置[18]、下部井管上焊接短管與泵連接，注水除塵(注水量8～10 m3/h)，后鉆進(jìn)中無灰塵。注水量控制在排渣管口無塵、無粘稠物排出。

(2)大徑巖溶段井眼軌跡異常彎曲：風(fēng)崗永安CK1井，在?406 mm大井徑段(?406 mm錘頭+?203 mm鉆鋌+?127 mm鉆桿)，錘頭與鉆鋌級(jí)差大，在54～59 m遇巖溶裂隙，井眼軌跡異常彎曲，該段鉆后下?339.7 mm石油套管至56 m后下不去，起管修井后方下管。在金沙安底地?zé)嵬巍⒌貙?，在鉆鋌上安設(shè)條形扶正穩(wěn)定器，避免和解決了大徑巖溶段井眼軌跡軌跡異常彎曲問題。

(3)入井鉆具不清潔堵塞潛孔錘：在貴安CK1井發(fā)生3次鉆具內(nèi)附著物堵塞潛孔錘而起鉆檢修，在后面鉆井中認(rèn)真檢查清潔入井鉆具有效避免和防止鉆具內(nèi)的附著物掉入堵塞沖擊器[19]。

(4)減壓鉆進(jìn)：鉆遇溶蝕裂隙發(fā)育帶、軟弱互層帶減壓鉆進(jìn)，避免井斜。

(5)弱涌水地層泥包：金沙安底鉆井中開鉆遇弱涌水(涌水1～2 m3/h)，鉆粉粘抱團(tuán)吸附在鉆頭上形成泥包，排屑困難、氣壓升高；注水(注水量5～8 m3/h)稀釋排除。

(6)掉塊卡鉆：風(fēng)崗永安CK1井、金沙安底鉆遇巖溶帶，井壁掉塊堆積卡鉆、提鉆阻力大，后采取在短提升探掉塊即卸風(fēng)加桿前應(yīng)上提鉆具3～5 m，查探有無掉塊，提鉆時(shí)無阻力方可加桿鉆進(jìn)；如有阻力，需解除后加桿鉆進(jìn)。

(7)大涌水、巖溶帶排屑困難：在幾口地?zé)峋@進(jìn)中均超徑、裂隙漏風(fēng)、地層涌水、濕潤鉆粉粘附井壁形成泥環(huán)等復(fù)雜情況導(dǎo)致排屑困難時(shí)，從送風(fēng)管匯注入泡沫溶液采取注泡沫排屑，利用泡沫液的強(qiáng)攜帶能力及瞬間釋放形成井噴將鉆粉(渣)排出[20-22]，效果較好。

(8)大涌水或破碎地層鉆進(jìn)困難、風(fēng)險(xiǎn)大：在幾口地?zé)峋@進(jìn)中均遇大涌水或掉塊嚴(yán)重的破碎地層，影響井內(nèi)安全或鉆速低(小于3 m/h)。止水無效時(shí)，換工藝鉆進(jìn)(及時(shí)起鉆換泥漿護(hù)壁或氣舉反循環(huán)工藝鉆進(jìn))。

4.4 試驗(yàn)效果分析

4.4.1 鉆進(jìn)效率分析

表5為不同地層巖性、井況、井徑下空氣潛孔錘與牙輪正循環(huán)鉆井效率統(tǒng)計(jì)。牙輪正循環(huán)鉆速為同井或井徑巖性相同井的數(shù)據(jù)；空氣潛孔錘鉆速為鉆井的實(shí)際數(shù)據(jù)，因地層巖性及井內(nèi)涌水大小不同鉆速差異較大。

表5 空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝和牙輪正循環(huán)鉆進(jìn)工藝鉆進(jìn)效率對(duì)比

從表4、表5可以看出，巖溶發(fā)育的碳酸鹽巖地層空氣潛孔錘鉆進(jìn)效率受井內(nèi)涌水量影響大：涌水量<20 m3/h的地層平均鉆速為18.78～8.78 m/h，是牙輪正循環(huán)鉆速的31.5～17.6倍，涌水量<20～50 m3/h的地層平均鉆速為12.63～6.36 m/h，是牙輪正循環(huán)鉆速的21～10倍，鉆速、鉆效隨涌水量增大而降低。特大涌水(大于150 m3/h)時(shí)鉆速嚴(yán)重下降至1.89 m/h、甚至無進(jìn)尺，此時(shí)鉆速、鉆效低、成本高，不利于鉆進(jìn)效益，應(yīng)根據(jù)下部地層穩(wěn)定性更換相適宜的鉆進(jìn)工藝。

4.4.2 鉆井經(jīng)濟(jì)效益分析

按設(shè)備使用費(fèi)、市場(chǎng)材料及人員工資標(biāo)準(zhǔn)，空壓機(jī)使用費(fèi)1200.00元/(臺(tái)·天)、柴油費(fèi)8.00元/kg(試驗(yàn)期內(nèi))、原設(shè)備機(jī)具使用費(fèi)3000.00元/天、人員工資5000.00元/天，計(jì)算空氣潛孔錘鉆進(jìn)綜合成本見表6。

表6 空氣潛孔錘鉆成井綜合成本

從表6統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可得，巖溶裂隙發(fā)育的碳酸鹽巖地層空氣潛孔錘鉆進(jìn)的綜合成本受井內(nèi)涌水量影響大：地層涌水量<20 m3/h的鉆進(jìn)綜合成本為578～662元/m(貴安CK1外租設(shè)備費(fèi)高)，鉆進(jìn)成本隨井深、井內(nèi)涌量增加而升高，低于牙輪正循環(huán)鉆進(jìn)的綜合成本900～950元/m。特大涌水(大于150 m3/h)時(shí)鉆進(jìn)成本高達(dá)2623元/m，高于合同單位價(jià)2100～2300元/m，不經(jīng)濟(jì)。合理選擇空氣潛孔錘鉆進(jìn)井段可大幅降低鉆井成本和提高鉆井的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)論

(1)地?zé)嵘罹妓釒r層采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)較常規(guī)工藝鉆速提高10～31.5倍、鉆進(jìn)成本降低288～323元/m，有效提高了鉆進(jìn)效率、降低了鉆進(jìn)成本和縮短了鉆井周期。

(2)中小涌水的碳酸鹽巖地層空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，大幅度提高了鉆進(jìn)效率。

(3)滿足要求的風(fēng)量是巖溶發(fā)育碳酸鹽巖地層空氣潛孔錘快速鉆進(jìn)的前提。

(4)安設(shè)扶正器、清潔入井鉆具、巖溶裂隙段減壓鉆進(jìn)、注泡沫排屑等合理有效的技術(shù)措施，是提高復(fù)雜碳酸鹽巖地層空氣潛孔錘鉆進(jìn)效率的保障。

復(fù)雜碳酸鹽巖地層深井鉆進(jìn)施工中，合理的設(shè)備機(jī)具配置和有效技術(shù)措施是實(shí)現(xiàn)空氣潛孔錘高速鉆進(jìn)的保障，該地層深井空氣潛孔錘鉆井技術(shù)有很大的研究和推廣價(jià)值。

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Research and Application of Air DTH Hammer Drilling Technology for Deep Geothermal Well in Guizhou Carbonate Formation/

ZHAOHua-xuan1,LIQiang1,CHENTao1,CHENHao1,SUNing2,WANGHu3,4

(1.No.114 Geological Brigade of Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Zunyi Guizhou 563000, China; 2.Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Guiyang Guizhou 550008, China; 3.No.111 Geological Brigade of Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province, Guiyang Guizhou 550008, China; 4.Guizhou Geological Engineering Investigation Design and Research Institute, Guiyang Guizhou 550008, China)

The research is made on the application of air DTH hammer drilling technology for geothermal wells in the carbonate formation of Guizhou Province．In a well section of 10-1100m in depth with 216-406mm in diameter, cracks and fractures develop; water gushing, air leakage, block falling and difficult slag discharge frequently occur. In this paper, the DTH hammer equipment configuration, bottom hole assembly and drilling parameters in such complicated conditions are discussed; common problems in the drilling process with air DTH hammer drilling technology are analyzed and the corresponding technical measures are put forward. This paper also summarizes the drilling efficiency and economic benefit of air DTH hammer used for deep well drilling in the complex conditions of carbonate formation. The study results show that by reasonable equipment configuration and technical measures, the drilling efficiency of air DTH hammer can be effectively improved, which is great beneficial to deep geothermal wells of Guizhou Province.

carbonate formation; deep well; air DTH hammer; geothermal well

2016-12-05；

2017-01-05

貴州省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)資助項(xiàng)目“貴州復(fù)雜地層深井鉆探工藝應(yīng)用研究”(編號(hào)：黔科合SY字[2015]3002)；貴州省地礦局地質(zhì)科研資金資助項(xiàng)目“地?zé)徙@井泥漿技術(shù)的研究應(yīng)用”(編號(hào)：黔地礦科合[2014]01)；貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目“貴州省地下熱水資源賦存條件及勘查關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號(hào)：黔科合[2016]支撐2842)

趙華宣，男，苗族，1968年生，高級(jí)工程師，主要從事鉆井工程工作，貴州省遵義市紅花崗區(qū)海爾大道,1060440458@qq.com。

王虎，男，漢族，1985年生，鉆探工程公司主任工程師，工程師，碩士，主要從事鉆井工程工作，貴州省貴陽市三橋百花大道5號(hào),wanghu235@163.com。

P634

A

1672-7428(2017)02-0037-06