[发明专利]流体密封的潜孔锤反循环钻进工艺施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质钻探、水利水电工程施工等行业钻井工艺技术领域，尤其涉及潜孔锤反循环钻井过程中的护壁及密封方法。

背景技术

在地质勘探、石油资源开发、地热钻井、水利水电工程等行业钻井过程中，对于砂卵石地层、溶洞及易坍塌等复杂地层钻井难一直是目前国内外钻井界亟待解决的技术难题。近年来，国内外相继开发出多种施工方法，比如跟管钻进工艺、泥浆护壁气举反循环钻进工艺、潜孔锤反循环钻进工艺等。以上几种钻井工艺各有其优缺点，对地层的适应性也各不相同。具有极大市场前景的潜孔锤反循环钻进工艺在复杂地层钻进过程中不仅功效高，而且无污染，是对环境影响最小的一种钻井工艺。潜孔锤反循环钻进工艺有两种组成方式：一种是正循环潜孔锤+交叉接头+封堵器+双壁钻杆；另一种是贯通式潜孔锤+封堵器+双壁钻杆；该工艺在实施过程中成功与否的关键因素是能否形成有效的反循环排渣；目前采用的方法是利用封堵器孔底密封和孔口密封装置两种方式；实践证明对于砂卵石地层或者是漏失严重的岩溶地层这两种方式均无效果，这也是潜孔锤反循环钻井工艺没有快速推广应用的原因之一。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种流体充填护壁密封的工艺方法，通过密封材料对孔底钻具和孔壁进行密封，使得潜孔锤形成有效的反循环，以提高潜孔锤反循环钻进工艺的使用效果及钻进效率；

本专利的另一发明点，即引入密封材料对潜孔锤反循环钻进的钻孔孔壁进行支撑，提高了钻孔的稳定性，相对于现有的潜孔锤反循环钻进工艺有巨大的进步；

本专利的发明点还包括，对密封材料配方的研发，不是简单的采用泥浆，而通过对泥浆的改造，使泥浆巨有较强的封密性能。

本发明的的目的是通过以下技术方案实现的：一种流体密封的潜孔锤反循环钻进施工方法包括以下步骤：

步骤一、潜孔锤反循环钻机安装调整就位；

步骤二、在孔口周围设储浆池，储浆池装流体密封材料；

步骤三、潜孔锤反循环钻机的钻具下入孔口内，开启空压机钻进；

步骤四、潜孔锤反循环钻机钻进过程中，边钻进边引流储浆池中的密封材料进入孔口中。

进一步讲，所述的流体密封材料包括膨润土与水的混合物或粘土与水的混合物或无固相溶液。

进一步讲，所述的步骤四中，储浆池的流体密封材料在自身重力作用下流入孔口内。

进一步讲，所述的步骤四中，孔底与流体密封材料上表面的竖向高度大于等于15米。

进一步讲，所述膨润土、水的混合物中还包括泡沫剂；

所述泡沫剂包括烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠(K12)、乙二胺四乙酸二钠、茶皂素；

按重量百分比计，烷基苯磺酸钠45-55%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠12.5-15%、十二烷基硫酸钠(K12)18-24%、乙二胺四乙酸二钠10-15%、茶皂素6.5-8%。

进一步讲，粘土与水的混合还包括泡沫剂；

上述泡沫剂包括烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠(K12)；

按重量百分比计，烷基苯磺酸钠45-55%、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠12.5-15%、十二烷基硫酸钠(K12)21-24%。

进一步讲，所述膨润土、水的混合物中还包括CMC；

所述CMC重量为膨润土重量的0.05~0.15%。

进一步讲，所述无固相溶液为水玻璃类无固相钻井液；

水玻璃类无固相钻井液配方为水玻璃6~9%、硫酸铵0.5~1%、沥青0.5~1%、防塌剂0.05~0.1%+、聚乙烯酰胺0.05~0.1%、水。

进一步讲，所述膨润土、水的混合物中还包括PHP，按重量计膨润土5~8%、PHP0.04~0.07%。

进一步讲，所述膨润土、水的混合物中还包括PHP、火碱，按重量计膨润土5~8%、PHP0.04~0.05%、火碱0.2~0.3%。

本发明的优点是：

（1）本发明提供的流体（密封液体）充填护壁潜孔锤反循环钻进工艺方法，其充填浆液在孔壁和双壁钻杆之间不仅能够非常可靠地密封孔底气流，而且可以起到护壁的作用，特别是在砂卵石地层，采用泥浆作为充填材料时，泥浆和孔壁表面的砂卵石粘结在一起，在双壁钻杆的反复压实作用下形成非常稳固的壳状孔壁，成孔质量有极大的提高。

（2）能对于钻孔垂直度要求较高的钻孔进行有效施工

（3）密封材料的密封性能强，具有较强的整体性和流动性。

附图说明