鉆井機回轉鉆進的工藝原理

回轉鉆進又分為正循環鉆進和反循環鉆進兩種方法。利用鉆頭旋轉時產生的切削研磨作用來破碎巖石，是當前最常用的鉆井方法。按動力傳遞方式，旋轉式鉆井機又可分為轉盤鉆、動力頭和井下動力鉆多種。轉盤鉆井機在鉆臺的井口處裝置轉盤，轉盤中心部分有方孔，鉆柱上端的方鉆桿穿過該方孔，方鉆桿下接鉆柱和鉆頭，動力驅動轉盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉，從而達到破碎巖石的目的。動力頭式鉆井機則通過液壓由頂部提供動力驅動轉桿，帶動鉆頭來破碎巖石。井下動力鉆井機則利用井下動力鉆具帶動鉆頭來破碎巖石，在鉆進時鉆柱不轉動，所以設備磨損小、使用壽命長，特別適用于定向鉆進，又分為渦輪鉆、螺桿鉆和電動鉆等形式。

一、正循環鉆進法

正循環鉆進法是水井施工中最為常規的鉆進工藝，工作原理如下圖所示

這種循環的特點是“進小排大”，進小是指泵入的環流斷面較小，排大是指排粉的環流斷面較大，因而形成沖洗介質的流速“進快排慢”，有時不利于鉆井的清洗和排屑。它由轉盤或動力頭驅動鉆桿回轉，由鉆頭切削地層鉆進。沖洗液由泥漿泵送出，經過提引水龍頭和鉆桿流至井底冷卻鉆頭后，經由鉆桿與井壁之間的環狀間隙返出井口，同時將井底的巖屑帶出，用這種方法鉆進砂土、黏土、砂等地層時效率較高。在第四紀地層中全面鉆進，多使用魚尾鉆頭、三翼刮刀鉆頭和牙輪鉆頭；在基巖地層取芯鉆進時，多使用巖芯管取芯配用合金鉆頭或鋼粒鉆頭；全面鉆進時多使用各種牙輪鉆頭。

二、反循環鉆進法

反循環鉆進法是循環介質由鉆桿的外環空進入，然后從鉆桿的中空排出，這種形式能達到“進慢排快”的目的，既有利于排巖屑。也利于護壁，還可節省介質供量,最為突出的是能實現連續取芯(樣)鉆進，工作原理如下圖所示

根據所造成的循環部位和特點，反循環法又可分為局部反循環和全井段反循環。目前，隨著反循環鉆井技術的推廣，在鉆具結構和組合上已有很大發展，有雙壁鉆具反循環、并列式反循環、中心反循環等多種多樣的循環形式。而混合循環鉆進方法，是根據鉆井的不同井段或鉆進中發生的問題，分別選用正循環或反循環的一種循環形式，具有較強的適應性和處理事故的能力。反循環鉆進法適用于在松散類地層如卵石、礫石、砂粘土等各類巖性中鉆進大直徑的鉆井，具有鉆進效率高、成本低等優點。