空气锤研制及应用技术.ppt

空气锤研制与应用技术1 1目 录一、研究背景一、研究背景二、技术特点二、技术特点三、结构与工作原理三、结构与工作原理四、技术指标与试验曲线四、技术指标与试验曲线五、现场试验与应用成果五、现场试验与应用成果六、问题及措施六、问题及措施七、进一步研究方向七、进一步研究方向2 2一、 研究背景l l问题的提出ØØ玉门油田玉门油田““窿窿9 9井井””遇到的问题：钻井速度慢、井遇到的问题：钻井速度慢、井斜斜ØØ为解决上述问题，中石油集团公司在为解决上述问题，中石油集团公司在““窿窿9 9井井””实实施了空气钻井试验；并根据试验情况，提出了一施了空气钻井试验；并根据试验情况，提出了一系列有针对性的研究课题系列有针对性的研究课题窿窿窿窿9 93 3l l空气锤技术在国内外的发展状况空气锤技术在国内外的发展状况ØØ上世纪上世纪3030年代中期发展起来的空气锤，经过不断改进和完年代中期发展起来的空气锤，经过不断改进和完善，已经在一些发达国家广泛应用善，已经在一些发达国家广泛应用ØØ上个世纪上个世纪5050年代末已经开始用于深井钻进例如，美国在年代末已经开始用于深井钻进例如，美国在30003000——35003500米的深井中，成功地进行了空气锤的钻进。

米的深井中，成功地进行了空气锤的钻进ØØ上世纪上世纪7070年代，空气锤钻进技术引入我国；并不断发展和年代，空气锤钻进技术引入我国；并不断发展和完善，在水文、地质勘探及地面工程等浅井中广泛应用完善，在水文、地质勘探及地面工程等浅井中广泛应用ØØ欠平衡气体钻井技术的发展，为空气锤技术在深井中的应欠平衡气体钻井技术的发展，为空气锤技术在深井中的应用提供了市场用提供了市场ØØ20032003年中国石油勘探开发研究院开始了对油田气体钻井中年中国石油勘探开发研究院开始了对油田气体钻井中应用空气锤技术的研究工作应用空气锤技术的研究工作一、 研究背景4 4ØØ空气锤钻进技术是气体钻井技术的一个分支空气锤钻进技术是气体钻井技术的一个分支ØØ区区别别于于牙牙轮轮空空气气钻钻进进的的切切削削破破岩岩，，空空气气锤锤钻钻进进为为冲击破岩冲击破岩，机械钻速快机械钻速快ØØ转转速速、、扭扭矩矩和和钻钻压压较较低低，，不不易易井井斜斜，，减减少少了了井井下下事故ØØ大耗风量和高承压能力，保证深井携屑，提供足大耗风量和高承压能力，保证深井携屑，提供足够的冲击能量，加快机械钻速够的冲击能量，加快机械钻速二、技术特点5 5ØØ应用于油田气体钻井的空气锤采用应用于油田气体钻井的空气锤采用无阀无阀式中心排气结构式中心排气结构；中心排气结构确保有；中心排气结构确保有足够的气量直通井底，冷却钻头及深井足够的气量直通井底，冷却钻头及深井携屑；无阀式结构配气气路简单，减少携屑；无阀式结构配气气路简单，减少了气体压力损失，提高了冲击效果。

了气体压力损失，提高了冲击效果ØØ工作原理：使用空气锤钻进时，用地面工作原理：使用空气锤钻进时，用地面钻机通过钻杆对井底施加压力和转矩，钻机通过钻杆对井底施加压力和转矩，用压缩空气驱动空气锤对岩石进行冲击用压缩空气驱动空气锤对岩石进行冲击破岩，实现冲击回转（破岩，实现冲击回转（““冲旋冲旋””）钻进三、结构与工作原理空气锤动画模拟空气锤动画模拟6 6空气锤钻进中的关键位置下止点下止点下止点下止点停　钻停　钻停　钻停　钻上止点上止点上止点上止点7 7l l空气锤钻进效率的高低，不仅取决于空气锤及空气锤钻进效率的高低，不仅取决于空气锤及钻头的性能参数，而且还需要做到合理操作，钻头的性能参数，而且还需要做到合理操作，选用正确的钻进参数选用正确的钻进参数ØØ性能参数性能参数————单次冲击功、冲击频率单次冲击功、冲击频率ØØ钻进参数钻进参数————转速、钻压、供风量和风压转速、钻压、供风量和风压四、技术指标与试验曲线8 8n n单次冲击功单次冲击功pp空气锤的单次冲击功表明了空气锤工作的能力空气锤的单次冲击功表明了空气锤工作的能力pp在工作行程接近终了时，活塞所具有的冲击功为在工作行程接近终了时，活塞所具有的冲击功为( (kgfkgf··m m) )冲击功计算示意图冲击功计算示意图式中：式中： P P1 1为作用在活塞上端的力（为作用在活塞上端的力（kgfkgf））p p0 0为风压为风压(kgf/cm(kgf/cm2 2) )D D为活塞直径为活塞直径(cm)(cm)d d1 1为活塞与配气座配合处直径为活塞与配气座配合处直径(cm)(cm)S S为活塞的设计行程为活塞的设计行程(m)(m)K KA A为冲击功修正系数，为为冲击功修正系数，为0.450.45～～0.550.55pp由上式得知，在风压一定的情况下，冲击功与活塞的有效面积由上式得知，在风压一定的情况下，冲击功与活塞的有效面积和行程成正比；在活塞有效面积和行程确定的情况下，提高风和行程成正比；在活塞有效面积和行程确定的情况下，提高风压是增大冲击功的有效手段压是增大冲击功的有效手段9 9式中：式中：m m为活塞的质量为活塞的质量(kgf(kgf· ·s s2 2/m/m，，1Kgf1Kgf· ·s s2 2/m=9.81Kg) /m=9.81Kg) ；；K Kf f是与活塞工作循环时间有关的系数，取值是与活塞工作循环时间有关的系数，取值1919～～2525之间。

之间pp由上式得知，在风压一定的情况下，冲击频率大致与活塞直径由上式得知，在风压一定的情况下，冲击频率大致与活塞直径成正比，与活塞行程的平方根成反比空气锤外形尺寸确定后，成正比，与活塞行程的平方根成反比空气锤外形尺寸确定后，较高的风压使空气锤产生较高的冲击频率较高的风压使空气锤产生较高的冲击频率 （次（次/min/min））n n冲击频率冲击频率pp冲击频率是指活塞每分钟对钻头的冲击次数冲击频率是指活塞每分钟对钻头的冲击次数pp在计算冲击频率时，设定活塞在风压作用下，初速为零、等加在计算冲击频率时，设定活塞在风压作用下，初速为零、等加速度运动速度运动1010n n转转 速速pp转速对钻进速度和延长钻头寿命起着重要的作用转速对钻进速度和延长钻头寿命起着重要的作用pp空气锤回转目的是为了改变钻头上球齿的破岩位置空气锤回转目的是为了改变钻头上球齿的破岩位置pp回转速度过慢，会产生重复破碎，影响钻进效率的提高，回转速度过慢，会产生重复破碎，影响钻进效率的提高，而且钻头上的球齿会打入之前冲击过的坑穴中，造成回而且钻头上的球齿会打入之前冲击过的坑穴中，造成回转困难转困难pp回转速度过快，会使冲击碎岩的作用减弱，而且容易造回转速度过快，会使冲击碎岩的作用减弱，而且容易造成钻头的强烈磨损，使冲击碎岩转为切削碎岩，钻进效成钻头的强烈磨损，使冲击碎岩转为切削碎岩，钻进效率也会大大降低率也会大大降低pp实际操作参考范围：软岩层：实际操作参考范围：软岩层：5050～～70rpm70rpm；中硬岩层：；中硬岩层：4040～～60rpm60rpm；硬岩层：；硬岩层：3030～～50rpm50rpm1111n n钻钻 压压pp钻压是为了克服活塞下行时在气缸内向上的推举力，确钻压是为了克服活塞下行时在气缸内向上的推举力，确保冲击功有效地传递给钻头，进行冲击破岩保冲击功有效地传递给钻头，进行冲击破岩pp钻压太大会引起钻头的过早磨损，甚至球齿脱落，造成钻压太大会引起钻头的过早磨损，甚至球齿脱落，造成空气锤回转困难空气锤回转困难pp钻压太小会影响冲击功的有效传递钻压太小会影响冲击功的有效传递pp钻压的大小可参考如下数据：钻头外径每增加钻压的大小可参考如下数据：钻头外径每增加1 1英寸，钻英寸，钻压增大压增大0.250.25～～0.40.4吨；如吨；如KQC275KQC275空气锤携带空气锤携带1212¼”¼”钻头时，钻头时，钻压一般为钻压一般为3 3～～5 5吨吨1212n n供风量供风量pp空气锤钻进时，压缩空气有两个作用，一是提供空气锤活塞运动空气锤钻进时，压缩空气有两个作用，一是提供空气锤活塞运动的能量，二是携带岩屑和冷却钻头，因此，供风量是空气锤性能的能量，二是携带岩屑和冷却钻头，因此，供风量是空气锤性能决定的耗风量与保证钻杆环空上返风速的耗风量总和决定的耗风量与保证钻杆环空上返风速的耗风量总和pp岩屑在空气流介质中，因本身的粒度、密度和形状的不同而具有岩屑在空气流介质中，因本身的粒度、密度和形状的不同而具有不同的自由悬浮速度，因此，钻井环形空间内的上返风速必须大不同的自由悬浮速度，因此，钻井环形空间内的上返风速必须大于岩屑的悬浮速度于岩屑的悬浮速度式中：式中： Q Q为保证岩屑上返风速需要的耗风量（为保证岩屑上返风速需要的耗风量（m m3 3/min/min）；）；V V为气流为气流 的上返风速，一般取的上返风速，一般取l5l5～～25m/s25m/s；；D D 为井眼直径（为井眼直径（mmmm）；）； d d 为钻杆外径（为钻杆外径（mmmm）；）；K K为孔深修正系数（一般孔深在为孔深修正系数（一般孔深在100100～～ 200m 200m 时，时，K=1.05K=1.05～～1.11.1；孔深；孔深500m500m时，时，K =1.25K =1.25～～1.31.3；孔深；孔深 1000m1000m时，时，K =1.5K =1.5～～1.551.55）） （（m m3 3/min/min））1313n n风压风压pp密切注意钻进中风压的变化，掌握空气锤钻进情况与工作密切注意钻进中风压的变化，掌握空气锤钻进情况与工作状态状态pp空气锤钻进时的风压变化规律如下图：空气锤钻进时的风压变化规律如下图：0 0－－t t1 1为开始供气，为开始供气，风压上升至风压上升至P P1 1；；t t1 1—— t t2 2为吹孔状态，风压稳定在为吹孔状态，风压稳定在P P1 1上；上；t t2 2－－t t3 3为空气锤降至井底，风压迅速上升到为空气锤降至井底，风压迅速上升到P P2 2，空气锤进入，空气锤进入正常工作状态；正常工作状态；t t3 3—— t t4 4为空气锤正常工作状态，风压稳定为空气锤正常工作状态，风压稳定在在P P2 2上，井底排屑畅通；上，井底排屑畅通；t t4 4—— t t5 5将空气锤钻头提离井底，将空气锤钻头提离井底，空气锤又进入吹孔状态，风压降至空气锤又进入吹孔状态，风压降至P P1 1空气空气锤锤正常正常钻进时风压变钻进时风压变化化规规律律图图 1414n n风压风压pp送风量较小或井底排屑不畅时，钻屑产生积累，风压送风量较小或井底排屑不畅时，钻屑产生积累，风压逐渐升高，如下图所示逐渐升高，如下图所示pp这时应上提钻具，使空气锤由冲击工作状态转变为强这时应上提钻具，使空气锤由冲击工作状态转变为强吹井底状态，依靠送气管路中能量的突然释放，产生吹井底状态，依靠送气管路中能量的突然释放，产生短时间高速气流，将积存的钻屑喷出短时间高速气流，将积存的钻屑喷出pp待气压下降后再放下钻具，继续钻进待气压下降后再放下钻具，继续钻进空气空气锤钻进时锤钻进时井内井内积积存岩屑引起的气存岩屑引起的气压变压变化化图图1515KQC系列空气锤的技术指标产品型号产品型号KQC275KQC275KQC180KQC180KQC135KQC135配用钻头（英寸配用钻头（英寸））17 17 ½½、、 12 12 ¼¼8 8 ½½ , 9 , 9 ½½6 6空气锤外径空气锤外径(mm)(mm)275275180180135135风压风压( (MPaMPa) )3 33 33 3供风量供风量(m(m3 3/min)/min)9090——1501507575——90904848——5252转速转速(rpm)(rpm)3030——80803030——80803030——8080钻压（钻压（KNKN））3030——50502020——30302020——3030重量重量( (不含钻头不含钻头)(Kg))(Kg)618618277277106106联接方式联接方式7 5/87 5/8”” REG( REG(外外) )4 4 ½”½”REG(REG(外外) )3 3 ½”½”IF (IF (外外) )使用寿命使用寿命不低于不低于5050小时小时1616KQC系列空气锤与外形尺寸相近的浅层用空气锤风压与风耗曲线比对图满足油田气体钻井（满足油田气体钻井（深深井）的需要井）的需要风耗提高了风耗提高了风耗提高了风耗提高了 1 1～～～～2 2倍倍倍倍风压提高了风压提高了风压提高了风压提高了0.20.2～～～～0.70.7倍倍倍倍1717七北七北101101井井东东升升1 1井井龙岗龙岗1 1井井分水分水1 1井井空气空气锤锤型号型号KQC275KQC275空气空气锤锤KQC275KQC275空气空气锤锤KQC275KQC275空气空气锤锤KQC180KQC180井眼井眼12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””8 1/2”8 1/2”现场试验现场试验日期日期0505年年4 4月月0505年年7 7月月0606年年5 5月月0707年年2 2月月气量气量100-120 m100-120 m3 3/min/min100-120 m100-120 m3 3/min/min130 m130 m3 3/min/min120120m m3 3/min/min立管立管压压力力6MPa6MPa1.4-2MPa1.4-2MPa2MPa2MPa2.5-3MPa2.5-3MPa钻压钻压3-53-5吨吨0-10-1吨吨3-53-5吨吨2-32-3吨吨钻进钻进井段井段( (累累计进计进尺尺) )675.52-2056.35675.52-2056.35米米(1380.83(1380.83米米) )3064.52-276.183064.52-276.18米米井斜角由井斜角由14.0114.01度降至度降至7.217.21度度807.77-2520.59807.77-2520.59米、米、（（1712.821712.82米）米）4190-43004190-4300（（110110米）米）累累计钻时计钻时8181小小时时1616分分钟钟2727小小时时3535分分钟钟5858小小时时5252分分钟钟9 9小小时时2020分分钟钟平平 均均机械机械钻钻速速16.9916.99米米/ /小小时时- -29.0929.09米米/ /小小时时11.8011.80米米/ /小小时时KQCKQC系列空气锤钻进的现场试验数据表系列空气锤钻进的现场试验数据表五、现场试验与应用成果1818接上表接上表接上表接上表龙岗龙岗9 9井井 龙岗龙岗1010井井 龙岗龙岗7 7井井 空气空气锤锤型号型号KQC275,1#KQC275,1#KQC275,2#KQC275,2#KQC275KQC275KQC275KQC275KQC275KQC275井井 眼眼12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””12 1/412 1/4””现场试验现场试验日日 期期2007.4.5-62007.4.5-62007.4.6-92007.4.6-92007.4.18-192007.4.18-192007.4.19-242007.4.19-242007.6.23-272007.6.23-27气气 量量 (m(m3 3/min)/min)120-140120-140135135——150150130130——160160立管立管压压力力 (MPa)(MPa)1.77-2.441.77-2.442.22.2——2.52.51.81.8——3.43.4钻钻 压压( (吨吨) )2-42-42 2——3 32 2——3 3钻进钻进井段井段m m/ /累累计进计进尺尺m m819-1066.01 819-1066.01 /247.01/247.011066.01-2500.9 1066.01-2500.9 /1434.89/1434.89714.34-910.77714.34-910.77/196.43/196.43910.77-2655.70910.77-2655.70/1744.93/1744.931009-28091009-2809/1800(/1800(缩缩径径3mm)3mm)起钻原因起钻原因润润滑不足滑不足, ,进进尺尺慢慢达到目的达到目的层层润润滑不足，不滑不足，不进进尺尺达到目达到目标层标层达到目达到目标层标层累累计钻时计钻时(h)(h)22.8 22.8 62.45 62.45 7.677.6771.171.169.2569.25平平 均均机械机械钻钻速速( (m/hm/h) )10.83 10.83 22.98 22.98 25.6125.6124.5424.5425.9925.9916.9116.9125.0125.011919l l岩性：岩性： 主要为泥岩夹粉砂岩主要为泥岩夹粉砂岩l l钻进井段：钻进井段： 675.52675.52～～2056.352056.35米米l l进尺：进尺： 1380.831380.83米米（单只钻头）（单只钻头）l l纯钻时间：纯钻时间： 8181小时小时1616分分l l平均机械钻速：平均机械钻速：16.9916.99米米/ /小时小时l l钻进参数：钻进参数：ØØ耗气量：耗气量： 100100～～120120米米3 3/ /分分ØØ钻压：钻压： 3 3～～5 5吨吨ØØ转速：转速： 5050～～80rpm80rpmØØ立压：立压： 5.55.5～～6.5MPa 6.5MPa 2020井段井段(m)(m)七北七北101101井井七里北七里北1 1井井循循环环介介质质用用时时( (天天) )钻头钻头( (只只) ) 循循环环介介质质用用时时( (天天) )钻头钻头( (只只) )0 0～～30.0030.00无固相无固相钻钻井液井液3 3泥泥浆浆3 3～～320.23320.23空气泡沫空气泡沫5 51414～～472.00472.00无固相无固相钻钻井液井液5 52 2～～675.5675.5纯纯空气空气/ /常常规钻规钻5 54 4～～2056.352056.35纯纯空气空气/ /空气空气锤钻锤钻5 51 177771717 “ “七北七北101101井井””与邻井与邻井““七里北七里北1 1井井””同井段进度的比较表同井段进度的比较表2121同井段（同井段（675.5675.5——2056.352056.35米）钻进时间、平均机械米）钻进时间、平均机械钻速和钻头使用数量的对比图钻速和钻头使用数量的对比图w w 时间节约时间节约72727272天天天天w w 钻速提高钻速提高5.85.85.85.8倍倍倍倍w w 钻头节省钻头节省16161616只只只只22222323l l岩性：岩性：泥岩、砂岩泥岩、砂岩l l纠斜井段：纠斜井段：3064.523064.52——3276.183276.18米米l l进尺：进尺：211.66211.66米米l l纯钻时间：纯钻时间：27.5827.58小时小时l l钻进参数：钻进参数：ØØ钻压：钻压：0.10.1——1 1吨吨ØØ立压：立压：1.41.4——2MPa2MPaØØ转速：转速：5050——60rpm60rpml l结果：最大井斜角结果：最大井斜角14.0114.01度，纠斜后井斜角度，纠斜后井斜角7.217.21度度钻进钻进211211米井深米井深纠斜近纠斜近7 7度度2424序序号号井深井深( (米米) )井斜角井斜角( (度度) )方位角方位角( (度度) )序序号号井深井深( (米米) )井斜角井斜角( (度度) )方位角方位角( (度度) )1 13064306413.5313.530.590.596 63175317510.3710.378.978.972 23075307514.0114.011.861.867 7320032009.539.5310.4010.403 33100310013.0013.003.183.188 8322532258.028.0210.1610.164 43125312511.6411.646.236.239 9325032507.267.2614.9314.935 53150315011.6011.606.086.081010327532757.217.2117.4117.4125252626n n本井是龙岗构造上第本井是龙岗构造上第1 1口风险探井，也是中石油股份公司口风险探井，也是中石油股份公司20062006年重点风险探井之一年重点风险探井之一n n同构造上无已钻井资料，地质资料缺泛，对本井的设计和实钻同构造上无已钻井资料，地质资料缺泛，对本井的设计和实钻带来很多难题带来很多难题n n预测在预测在2000-32002000-3200米，地层塑性强，可钻性差，钻速低，钻米，地层塑性强，可钻性差，钻速低，钻井周期长，易发生断钻具等井下复杂事故井周期长，易发生断钻具等井下复杂事故2727n n本本井井气气体体钻钻井井进进尺尺33043304米米，，占占设设计计井井深深的的52%52%，，用用时时2323天天；；空空气气锤锤钻钻井井进进尺尺1712.821712.82米米，，占占气气体体钻钻井井进进尺尺的的52%52%，，对对本本井提速起到决定性的作用井提速起到决定性的作用1414天天1717天天1616天天井段：井段：791~4243m791~4243m进尺：进尺：3452m3452m时间：时间：5656天天气体钻井进尺：气体钻井进尺：3304m3304m气体钻井时间：气体钻井时间：2323天天空气锤钻井空气锤钻井9 9天天空气钻井段空气钻井段泥浆钻井段泥浆钻井段固井固井氮气钻井段氮气钻井段2828l l空气锤钻进井段空气锤钻进井段807.77807.77－－2520.592520.59米，单只钻头进尺米，单只钻头进尺1712.821712.82米，平均机械钻速米，平均机械钻速29.0929.09米米/ /小时，是邻构造小时，是邻构造““天天池池2 2井井””同层位泥浆钻井平均机械钻速的同层位泥浆钻井平均机械钻速的6.226.22倍，节约钻倍，节约钻头头2020余只。

余只l l空气锤日进尺空气锤日进尺557.32557.32米，平均机械钻速米，平均机械钻速30.1330.13米米/ /小时，小时，打破美国威德福公司在中国石化普光气田空气锤日进尺打破美国威德福公司在中国石化普光气田空气锤日进尺420420米的记录米的记录2929l l从本井空气锤和牙轮钻进交替钻进时的井斜与钻速数据可从本井空气锤和牙轮钻进交替钻进时的井斜与钻速数据可以看出，在钻具组合未发生重大变化的情况下，空气锤具以看出，在钻具组合未发生重大变化的情况下，空气锤具有比牙轮钻进更好的有比牙轮钻进更好的““防斜打快防斜打快””的优势空气锤钻进空气锤钻进空气锤钻进井段：空气锤钻进井段：进尺：进尺：17131713最大井斜最大井斜2.3562.356° °平均井斜平均井斜1.6051.605° °平均机械钻速平均机械钻速29.0929.09米米/ /小时小时牙轮钻进井段：牙轮钻进井段：进尺：进尺：937937最大井斜最大井斜5.6555.655° °平均井斜平均井斜3.5393.539° °平均机械钻速平均机械钻速23.8123.81米米/ /小时小时龙岗龙岗1 1井井311.2mm311.2mm井眼气体钻井井斜情况井眼气体钻井井斜情况 3030l l按照常规钻井模式，设计井深按照常规钻井模式，设计井深63166316米需要米需要510510天的钻进周期。

天的钻进周期l l本本井井4 4月月1919日日开开钻钻，，9 9月月1212日日完完钻钻钻钻井井周周期期145145天天，，完完钻钻井井深深6530m6530m大大幅幅度度缩缩短短了了川川渝渝地地超超深深井井钻钻井井周周期期，，实实现现了了股股份份公公司司要要求求的的当当年部署当年出勘探成果年部署当年出勘探成果的目标，取得了历史性的突破的目标，取得了历史性的突破3131l1#空气锤钻进时润滑不及时，影响了钻速l以下照片为润滑不正常的零件与润滑正常的零件对比2#空气锤-配气座1#空气锤-配气座 32321#空气锤-活塞 2#空气锤-活塞33332#空气锤-气缸1#空气锤-气缸 34341#1#空气锤、空气锤、2#2#空气锤的钻进数据比较空气锤的钻进数据比较空气锤型号及编号KQC275-1#空气锤KQC275-2#空气锤井 眼12 1/4”12 1/4”气 量135—150m3/min135—150m3/min立管压力2.2—2.5MPa2.2—2.5MPa钻 压2—3吨2—3吨钻进井段819—1066.01米1066.01—2500.9米累计进尺247.01米1434.89米累计钻时22.8小时62.45小时平 均机械钻速10.83米/小时22.98米/小时起钻原因钻速较低（平均钻时达5.5分钟/米）达到目标层（平均钻时2.6分钟/米）3535• •龙岗龙岗1010井是龙岗构造上所钻的一口预探井井是龙岗构造上所钻的一口预探井• •根据同构造上完钻的龙岗根据同构造上完钻的龙岗1 1及正钻的龙岗及正钻的龙岗2 2、、3 3、、9 9、、1111井井的气体钻井钻探情况，在钻井工程设计阶段就作了如下的气体钻井钻探情况，在钻井工程设计阶段就作了如下工作：工作：（（1 1）对气体钻井井段的井下地质复杂情况、钻井风）对气体钻井井段的井下地质复杂情况、钻井风险及难点做了深入的分析险及难点做了深入的分析（（2 2）对气体钻井空气锤钻进的井身质量控制、钻具）对气体钻井空气锤钻进的井身质量控制、钻具组合及使用要求、空气锤钻进的注意事项等环节做了细组合及使用要求、空气锤钻进的注意事项等环节做了细致的部署致的部署3636l l龙岗龙岗1010井空气锤钻进刷新了龙岗井空气锤钻进刷新了龙岗1 1井的两项空气锤井的两项空气锤钻进记录：钻进记录：（（1 1））20072007年年4 4月月1919日日16:0016:00——4 4月月2020日日16:0016:00，空气锤日，空气锤日进尺进尺575575米，改写了米，改写了20062006年年““龙岗龙岗1 1井井””日进尺日进尺557557米米的记录。

的记录2 2）单只钻头进尺）单只钻头进尺1744.931744.93米，打破了龙岗米，打破了龙岗1 1井单只钻井单只钻头进尺头进尺1712.821712.82米的记录米的记录3737l l岩性：岩性： 紫灰色粉砂岩紫灰色粉砂岩l l钻进井段：钻进井段： 28502850～～2882.982882.98米米l l进尺：进尺： 32.9832.98米米l l纯钻时间：纯钻时间： 4.164.16小时小时l l平均机械钻速：平均机械钻速：7.937.93米米/ /小时小时l l钻进参数：钻进参数：ØØ注气量：注气量： 105105米米3 3/ /分分ØØ钻压：钻压： 0 0～～2 2吨吨ØØ转速：转速： 30rpm30rpmØØ立压：立压： 1.61.6～～1.8MPa 1.8MPa 3838l l起钻原因起钻原因 接完接完271271# #单根井深单根井深2879.802879.80米时米时, ,钻进钻进1 1米后钻压开始米后钻压开始有显示，钻速明显变慢，扭矩变小；钻至井深有显示，钻速明显变慢，扭矩变小；钻至井深2882.232882.23米米时时, ,扭矩突然由扭矩突然由13kN13kN··m m升高至升高至29kN29kN··m m，转盘蹩停；停钻，转盘蹩停；停钻上提活动钻具后继续钻进，速度缓慢；井深上提活动钻具后继续钻进，速度缓慢；井深2882.982882.98米起米起钻。

钻l l情况分析情况分析 分析认为，由于没有按要求在空气锤上端安装分析认为，由于没有按要求在空气锤上端安装2 2只强只强制性回压阀，只是安装了制性回压阀，只是安装了2 2只被动式回压阀，使得高压气只被动式回压阀，使得高压气体倒置，岩屑返至空气锤内部，引起沙卡，造成蹩钻现象；体倒置，岩屑返至空气锤内部，引起沙卡，造成蹩钻现象；拆检空气锤后证实，空气锤内部确实充满岩屑拆检空气锤后证实，空气锤内部确实充满岩屑39394040ØØ接钻杆后，钻头距井底有接钻杆后，钻头距井底有0.50.5——1.01.0米的安全距离；方钻杆应比一般钻米的安全距离；方钻杆应比一般钻杆长杆长l l米以上，保证方入钻杆后钻头距井底有一定安全距离米以上，保证方入钻杆后钻头距井底有一定安全距离ØØ接钻杆后，先送压气，待压气送通后，再慢慢放下钻具；接钻杆后，先送压气，待压气送通后，再慢慢放下钻具；下放空气锤下放空气锤时，严禁划眼操作时，严禁划眼操作ØØ避免空气锤在不回转的情况下冲击，防止打出避免空气锤在不回转的情况下冲击，防止打出““键槽孔键槽孔””；因故障被；因故障被迫停转时，应迅速将钻具提升一段距离或立即刹紧绞车制带，使空气迫停转时，应迅速将钻具提升一段距离或立即刹紧绞车制带，使空气锤尽快由冲击状态转为吹孔状态。

锤尽快由冲击状态转为吹孔状态ØØ回次终了时，应强吹井底数分钟，以排除井底积存的岩屑；提出方钻回次终了时，应强吹井底数分钟，以排除井底积存的岩屑；提出方钻杆后，再慢慢停气；若停气过快，易导致立管压力突降，井底含岩屑杆后，再慢慢停气；若停气过快，易导致立管压力突降，井底含岩屑的水、气倒灌，造成空气锤内部运动部件卡死，失去冲击能力的水、气倒灌，造成空气锤内部运动部件卡死，失去冲击能力ØØ空气锤要经常润滑；在无润滑油加注装置时，接钻杆时可从钻杆接头空气锤要经常润滑；在无润滑油加注装置时，接钻杆时可从钻杆接头处加入处加入0.50.5公斤润滑油公斤润滑油空气锤钻进中的注意事项4141空气锤击钻头边齿在钻进中磨损严空气锤击钻头边齿在钻进中磨损严重，造成井眼缩径，影响了钻头使用寿重，造成井眼缩径，影响了钻头使用寿命的提高命的提高六、问题与措施问题4242第一代空气锤保径钻头第一代空气锤保径钻头柱面柱面保径齿保径齿第二代空气锤耐磨保径钻头效果图第二代空气锤耐磨保径钻头效果图l l研制具有保径功能的新型钻头，现场应用已经研制具有保径功能的新型钻头，现场应用已经取得显明效果取得显明效果措施4343l l研制出具有保径纠斜功能的研制出具有保径纠斜功能的专用工具专用工具————辊子扶正装置辊子扶正装置措施4444l l贯通式空气锤反循环钻进技术研究l l空气套管钻井技术研究七、进一步的研究方向4545谢谢大家谢谢大家4646。