冰层空气反循环快速钻进方法及冰屑运移研究

• 作者: 董硕 贺文博 曹金娥 王孟克 陈宝义 曹品鲁
• 来源期刊: 探矿工程-岩土钻掘工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 极地钻探 冰层钻探 空气反循环 冰屑运移 气力输送
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 地质钻探
• 页码范围: 49-56
• 页数: 8页
• 分类号: P634
• 语种: 中文
• DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.01.007

摘要

空气反循环钻进技术具有钻速快、能耗低、可不提钻连续取心取样、能有效避免积雪层漏失等优点,在冰层钻探中极具应用潜力.本文针对冰层钻探技术特点,提出了双壁钻杆式、双通道高压胶管式和寄生高压胶管式等3种空气反循环冰层钻探技术,分别介绍了其工作原理及特点.基于气力输送和气体钻井基本理论,对冰屑颗粒气体介质中的悬浮速度进行了分析,建立了单颗粒冰屑悬浮、运移方程和冰屑颗粒群悬浮方程,并设计了冰屑悬浮实验台,对冰屑悬浮所需的风速进行了实验测试.理论计算值与实验实测值吻合较好,最大误差约10.91％,结果表明冰屑粒径、冰屑密度和风量是影响其悬浮和上返速度的关建因素.可用本文建立的冰屑运动方程来计算实际钻进时携带冰屑所需的风量,为后续在极地实施冰层空气反循环钻进技术提供了依据.