[科普中国]-钻孔冲洗

在钻探或钻井工程中,利用水泵或压缩空气机将水或泥浆、空气、充气泥浆、黏性泡沫、雾化泥浆等冲洗介质输入孔(井)内,形成循环流动,以冷却钻头并将钻粉或钻屑携出孔口的作业,称冲洗钻孔。

钻孔中的冲洗介质又称钻探的“血液”。一旦钻孔内冲洗介质停止循环，或者选择不当时，就会发生烧钻，钻进时破碎的岩粉不能及时排除孔外，甚至不能进尺。同时还会发生孔壁坍塌、夹埋钻具等一系列孔内事故。因此正确选择和合理使用冲洗介质是提高钻探效率和降低钻探成本的必要手段。1

冲洗介质类型清水清水粘度小，因此钻具回转和水泵工作阻力小，液柱压力对阻碍孔底岩石破碎的影响小，故钻进效率较泥浆时高；清水中岩粉容易净化，对钻具和水泵的磨损小；此外清水洗孔成本低，操作方便。因此，在稳固的岩层和钻孔深度不大的漏失地区（水源丰富时）应尽量采用清水洗孔。

泥浆泥浆是由优质粘土与水混合后（根据不同的地层需要加入一定数量的有机或无机化学处理剂以改善泥浆的性能）所形成的一种胶体悬浮液。在复杂地层钻进时多采用这类冲洗液冲洗钻孔。通过对泥浆性能的调整，能有效地对付涌水、井喷、部分漏失、钻孔缩径、坍塌掉块等许多复杂情况。

乳化液这类冲洗液为油（机油或重柴油）和乳化剂（即表面活性剂和水）通过强力搅拌配成。它具有良好的润滑、冷却、排粉、减振等性能、它是为适应小口径金刚石钻进而发展起来的冲洗液。

空气采用压缩空气或高压天然气冲洗钻孔，国内外在石油钻井中应用较多，岩心钻探中也开始使用。由于空气密度小，流速快，有利于孔底清洁和提高钻速。特别是在干旱缺水的地区具有很大的经济意义。纯空气钻进只适用于干燥地层。在潮湿地层易泥包粘卡钻具。如果将高压空气通入一定比例的发泡溶液中形成空气泡沫，空气泡沫能适用于含水地层。1

钻孔冲洗方式为了将岩粉从孔底排除或者是某种取心的需要，根据不同的地层条件，冲洗液在钻孔中可采用不同的循环方式。其循环方式有正循环和反循环，而反循环又包括全孔反循环和孔底局部反循环。

正循环洗孔冲洗液由水泵输送至高压胶管到水接头，沿钻杆的中空而下，通过钻头的水口，冷却钻头，冲洗孔底，让后带上岩屑沿孔壁与钻具的环状间隙返回地表，流入地面的循环槽中。返回地面的冲洗液在循环系统得到净化后可再压入钻孔重复使用。在多孔隙或裂隙的岩石中钻进时，冲洗液往往会部分或全部漏失，需要向水源箱中补充新的冲洗液。

反循环洗孔全孔反循环：冲洗液经过水泵的压送，由钻具和孔壁的外环状间隙压入孔内，然后由钻头水口进入钻具和钻杆柱内孔中，将携带上的岩屑返回地表。其循环途径与正循环相反。全孔反循环冲洗钻具只有在某些特殊要求时采用。

孔底反循环：又称局部反循环。它是正、反循环结合的一种循环方式，是在正循环钻具的上部与钻杆之间加了一个喷射式反循环接头，接头以下为反循环，接头以上仍为正循环状态。这种反循环常用于难以取心的松散地层和硬、脆、碎地层，作为提高岩矿心采取率的技术措施之一。1

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学