水井钻机通过多工艺适配与高效施工设计,实现了对复杂地质条件的高效应对和施工效率的显著提升,其核心优势体现在工艺多样性、设备适配性、效率优化及智能化管理四大方面:
一、多工艺适配:覆盖全场景地质需求
水井钻机支持多种钻进工艺,可根据地质条件灵活切换,确保施工适应性:
正循环与反循环钻进
正循环:泥浆通过钻杆中心注入,携带岩屑从井壁与钻杆间隙返回,适用于软土层,成本低但排屑效率有限。
反循环:泥浆通过双壁钻杆环状间隙注入,岩屑从钻杆中心返回,排屑效率高,适合深孔、硬岩层施工。例如,某工程采用反循环钻进至145.6米终孔,平均时效1.21米/小时,较高达3.69米/小时,水质与涌水量均超设计要求。
气动潜孔锤钻进
以压缩空气为动力,通过潜孔锤冲击碎岩,同时循环介质吹洗岩屑。适用于干旱缺水地区、永冻层或钻孔漏失严重的地层,钻进效率比传统方法提高30%-50%,且不受供水限制。例如,气举反循环钻进在硬岩层中可实现高效排屑,减少卡钻风险。
组合工艺
抽筒与钻头结合:先用抽筒快速钻进软土层,遇阻力后改用钻头扩孔,再循环操作,效率比单独使用钻头提高30%-50%。
牙轮与潜孔锤复合:在沙卵石层采用牙轮钻头大孔径开孔,后切换潜孔锤正反循环钻进,适应复杂地层过渡。
二、设备适配性:模块化设计支持工艺切换
水井钻机通过模块化结构与动力系统优化,实现多工艺快速适配:
动力头与转盘复合设计
顶驱式动力头支持正反循环、潜孔锤等多种工艺,无需更换主设备即可切换模式。例如,TS400水井钻机通过调节正反轴压阀,匹配不同冲击器的轴压,提升冲击效率。
长行程大通孔结构
采用长行程钻具,减少提下钻次数,缩短辅助时间。如SJDC-300型钻机在提下钻具时相当于转盘钻机,钻进时转化为动力头模式,效率远超传统设备。
空气压缩机与反循环装置
配备大流量空压机,支持气动潜孔锤、泡沫钻进等工艺。例如,气动潜孔锤正循环钻进需空压机提供稳定风压,反循环钻进则需双壁钻杆与导流罩配合,实现岩屑内管返回。
三、施工高效性:技术优化与流程管理双提升
水井钻机通过技术升级与流程优化,实现施工效率的质的飞跃:
自动化与智能化控制
全液压操控系统支持转速、扭矩、推进速度等参数实时调整,适应不同地层需求。例如,TS400钻机通过液压系统控制升降和回转,操作便捷,组装速度快。
泥浆与钻井液优化
针对硬岩层,增加钻井液密度以提升井壁稳定性,防止塌孔。例如,通过添加磺化沥青改善泥浆防塌性能,同时控制失水量,保护油气层。
下套管与洗井工艺改进
下套管前清理钻屑,控制下放速度(不超过1.5分钟),避免井壁失重。洗井阶段采用简单洗井与抽水试验结合,确保水质达标。例如,某工程洗井后涌水量达1689立方米/天,超设计要求。