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概述

人總是喜歡集中精力做關(guān)鍵的事，用有限的錢花在刀刃上。在溫泉開發(fā)項目中花錢多的就是溫泉打井，因為這是溫泉出水的主要工程。那么，就有人問了，既然地?zé)徙@井這么重要，我們把錢全花在使用好的鉆井設(shè)備，雇傭有經(jīng)驗的鉆井人員上，不就行了，不做勘察行不行？溫泉勘察是走形式嗎？

打溫泉井過程中鉆桿是組成鉆柱的基本部分，它是回轉(zhuǎn)鉆井的主要工具，連接在鉆鋌和方鉆桿之間，其主要作用是傳遞扭矩，輸送鉆井液，連接增長鉆柱，加深井眼，實現(xiàn)正常鉆進(jìn)。

鉆桿由合金剛的無縫鋼管制成，單根長8～12m。目前我國使用的鉆桿標(biāo)準(zhǔn)有地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)；石油鉆井大都是按API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的對焊工鉆桿。隨著水井深度的增加，使用API標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿成為必然。

鉆桿本體兩端都是做成加厚的，以增強(qiáng)連接部分強(qiáng)度。加厚分為內(nèi)加厚、外加厚和內(nèi)外加厚三種類型。

鉆桿的通稱直徑指的是鉆桿本體外徑，以mm或in表示。鉆桿鋼級是指鉆桿管體的鋼管，它是按zui低屈服強(qiáng)度要求劃分的，API鉆桿鋼級有E75、X95、G105、S135四種。有些生產(chǎn)廠為滿足用戶的特殊要求，也開發(fā)了一些特殊用途的鋼級，如日本新日鐵和住友金屬抗硫、抗低溫等特殊鉆桿鋼級。

鉆桿分為有細(xì)扣和無細(xì)扣兩種。無細(xì)扣鉆桿是指鉆桿本體與鉆桿接頭通過摩擦焊而連接；有細(xì)扣鉆桿是指鉆桿本體車有絲扣與車有母絲的接頭連接。

實際工作中常用 的是非API標(biāo)準(zhǔn)或石油鉆井淘汰的舊的API鉆桿。根據(jù)地?zé)徙@井隊鉆井方法隨著鉆孔深度的增加，使用標(biāo)準(zhǔn)的API鉆桿是水井業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

一、chong擊鉆進(jìn)法

chong擊鉆又稱頓鉆，分為鉆桿chong擊鉆進(jìn)和鋼絲繩chong擊鉆進(jìn)，可以了解一下打地?zé)峋@頭的分類。常用的鋼絲繩chong擊鉆進(jìn)是借助于一定重量的鉆頭，在一定的高度內(nèi)周期性地chong擊井底，使地層破碎而獲得進(jìn)尺。在每次chong擊之后，鉆頭或抽筒在鋼絲繩帶動下回轉(zhuǎn)一定的角度，從而使鉆孔得到規(guī)則的圓形斷面。用該法鉆井卵石、礫石層、致密的基巖層中多使用十字形鉆頭和圓形鉆頭。頓鉆鉆速慢，效率低，不能適應(yīng)井深日益增加和復(fù)雜地層的鉆探要求，而逐漸被旋轉(zhuǎn)鉆代替。但它有設(shè)備簡單、成本低等優(yōu)點，可用于一些淺井等。

二、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法

回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法又分為正循環(huán)鉆進(jìn)法和反循環(huán)鉆進(jìn)法。利用鉆頭旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的切削或研磨作用破碎巖石，是當(dāng)前zui通用的鉆井方法。比頓鉆鉆速快，并易于處理井內(nèi)復(fù)雜qing況。按動力傳遞方式，旋轉(zhuǎn)鉆又可分為轉(zhuǎn)盤鉆和井下動力鉆兩種。轉(zhuǎn)盤鉆在鉆臺的井口處裝置轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)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(qū)動轉(zhuǎn)盤時帶動鉆柱和鉆頭一起旋轉(zhuǎn)，破碎巖石。地?zé)徙@井隊要注意井下動力鉆利用井下動力鉆具帶動鉆頭破碎巖石，鉆進(jìn)時鉆柱不轉(zhuǎn)運(yùn)，磨損小，使用壽命長，特別適用于打定向井，井下動力鉆有渦輪鉆、螺桿鉆和電動鉆等。

（一）正循環(huán)鉆進(jìn)法

正循環(huán)鉆進(jìn)法是由轉(zhuǎn)盤或動力頭驅(qū)動鉆桿回轉(zhuǎn)，鉆頭切削地層而獲得進(jìn)尺。chong洗液由泥漿泵送出，經(jīng)過提引水和鉆桿流至孔底冷卻鉆頭后，經(jīng)由鉆桿與孔壁之間的環(huán)狀間隙返出井口，同時將孔底的巖屑帶出，用這種方法鉆進(jìn)砂土、黏土、砂等地層時效率較高。在第四紀(jì)地層中全面鉆進(jìn)，多使用魚尾鉆頭、三翼鉆頭和牙輪鉆頭。在基巖層取心鉆進(jìn)，多使用巖心管取心合金鉆頭和鋼粒鉆頭，全面鉆進(jìn)多使用牙輪鉆頭。

（二）反循環(huán)鉆進(jìn)法

反循環(huán)鉆進(jìn)法適用于在卵石、礫石、砂、土等地層鉆進(jìn)大直徑鉆孔，具有鉆進(jìn)效率高、成本低等優(yōu)點。反循環(huán)鉆進(jìn)法主要有以下幾種。

1.泵吸反循環(huán)

泵吸反循環(huán)是運(yùn)用泵的抽吸力量，對chong洗液進(jìn)行反循環(huán)的管理布置方法。泵的進(jìn)水口與鉆桿上水相連，排水口與供水池相通。即由鉆頭、鉆桿、水、膠管及砂石泵組成了抽吸系統(tǒng)；由砂石泵、出水膠帶、供水池等組成了排渣系統(tǒng)。

砂石泵在啟動前必須進(jìn)行引水。這是因為在泵吸反循環(huán)進(jìn)行之前，處于供水池水位以上的鉆桿內(nèi)沒有chong洗液，在管路中安裝有真空泵。它是利用真空泵的吸力在以上的管路內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，使鉆桿內(nèi)水位升高，zui后使chong洗液充滿整個砂石泵的吸水管路。這時再啟動砂石泵，即能造成邊續(xù)的反循環(huán)作用。除了利用真空泵引水外，也可采用灌注泵或副泵向砂石泵的進(jìn)水管路中引水。

砂石泵的流量根據(jù)井內(nèi)鉆桿內(nèi)徑而定，一般為120～240m3/h，zui大達(dá)500m3/h，其有效吸水壓力為0.6～0.7kg/cm3。

由于泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)是利用砂石泵的抽吸作用作為動力，用以克服chong洗液上升時的陰力，保持洗液循環(huán)的，因此鉆進(jìn)速度不可超過70m。主要適用于大直徑、深度較淺的水井及各種鉆探工程。

2.氣舉反循環(huán)的基本原理是利用壓氣機(jī)將壓縮空氣通過雙壁鉆桿送至井下的氣液混合室，使鉆桿內(nèi)的水和氣混合，形成比重小于管外液體的氣水混合液，這樣在鉆桿內(nèi)形成壓力差。在此大壓力差的作用下，鉆桿內(nèi)氣水混合液挾帶巖屑后，以調(diào)速向上流動，被排出鉆孔而注入沉淀池后又以自流的方式流向孔內(nèi)環(huán)狀間隙，完成了氣舉反循環(huán)過程。其效率主要取決于壓縮空氣的壓力和排量，以及輸氣管沉沒在水中的深度和混合室的結(jié)構(gòu)等。此法不能用于10m以內(nèi)的孔段。在孔深50m以內(nèi)效率低于泵吸反循環(huán)和噴射反循環(huán)，但隨著鉆孔的加深，其效率逐漸提高。這種方法常與泵吸反循環(huán)或噴射反循環(huán)配合使用，以便充分發(fā)揮各自的特點，取得更加經(jīng)濟(jì)合理的效果。