气举反循环的简介
气举反循环
优点:
携带岩屑能力强，能连续取样（芯）钻进
气举反循环钻井技术由于反循环液流上返速度高，携带岩屑能力 强，能连续取样（芯）钻进，实现捞砂等地质目的。
提高机械钻速
对井底无压实效应，减少岩屑重复破碎、所以能提高机械钻速。
可减少或消除钻井液的漏失，保护储层
由于反循环钻井时环空压耗小，作用于地层的压力小，所以在易 漏地层钻进时，可减少或消除钻井液的漏失，保护储层，并节约 大量钻井液材料。
气举反循环钻井技术
气举反循环钻井技术是水井、水文地质钻孔以及大口 径工程施工孔的主要钻井方法，作为地矿部“七五” “八 五” “九五”科技成果推广项目，近年来气举反循环钻井 技术已在地质、冶金、建设、水利、煤田和军工等系统推广 应用，覆盖面遍及全国29个省市自治区。 采用此方法达到的最大孔深是2470.88米，最大孔径是 3.2米。同正循环钻进相比，平均机械钻速提高1.2—3倍， 台月效率提高1.5倍；在复杂地层钻进综合效率是正循环钻 进的3—6倍;水井的洗井时间缩短1/2；出水量增大1/3；优 质孔率为100%。 目前尚未查阅到气举反循环钻井技术应用于石油钻探 领域的文献报道。但此项技术已在地热深井中成功应用。
双壁钻具规格根据井眼尺寸来确定，具体参数见下表： 井眼 尺寸 （″） 双壁方钻杆 外管（″） 内管内径 （mm） 双壁钻杆 外管（″） 内管内径 （mm）
9 5/8
7
5 1/4
3 1/2
73
44.48
5
3 1/2
73
44.48
用于石油钻探方案
双壁钻杆
对上部井眼为 9 5/8套管 的井，双壁钻杆已形成系列， 可定制。 对上部井眼为7 套管的 井眼需自行研制 89/44.48的 双壁钻杆。
气举反循环清孔工艺操作要领.
摘要钻孔灌注桩因机具设备简便、施工方便，成孔质量可靠，施工费用低等原因，被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。
钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺，而近几年在浙江一带出现钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。
本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工程质量以及经济效益带来的影响。
关键词——钻孔灌注桩气举反循环二次清孔一、钻孔灌注桩工艺传统的钻孔灌注桩多采用回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩。
成孔前先安装钢板护筒，以作保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止塌方用。
钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动导管、导管根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。
钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。
现场须设置泥浆池，泥浆通过泥浆泵吸入导管，从导管底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。
钻孔施工至设计标高时，立即进行第一次清孔。
第一次清孔时，一般采用循环换浆法，反复用泥浆循环清孔，清空过程中必须及时补充泥浆，并保持浆面稳定。
孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。
清渣完成后，安装钢筋笼，在浇筑砼前须进行第二次清孔。
第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。
二、正、反循环清孔工艺介绍1、正循环清孔工艺第二次正循环清孔采用循环灌浆法，让钻头在原位继续转动，通过导管注入清水，控制泥浆密度在10kN/m3以下；对于孔壁土层性能差、不稳定的则注入泥浆（泥浆密度11.5~12.5kN/M3）。
注入冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间上返，排出桩孔以外，以达到沉渣清理效果。
简单的说，正循化清孔的定义就是沉渣从导管外溢出的清渣工艺。
2、反循环清孔工艺从前文所述、顾名思义，反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。
反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。
近年来出现的气举反循环法相对工艺更为简单，清孔效果明显，推广较快。
气举反循环的工作原理
气举反循环的工作原理
1 气举反循环简介
气举反循环（Air Lift Reverse Circulation）是一种特殊的井
下和海洋采矿工艺，通过对气流和液流的控制实现采矿和作业的目的。
这种工艺可以实现高效和安全的井下采矿，也可以为海洋油气开采和
深海采矿提供可靠的技术支持。
2 气举反循环的工作原理
气举反循环的工作原理基于多相流的理论，即气体和液体在管道
内流动时会产生不同的物理特性和行为。
在气举反循环过程中，液体（通常是水）被通过口排放到井下并下降到工作区域，同时通过空气
压缩机产生足够的压力使空气回流到井口把钻屑从底部排出，这样就
实现了气举反循环。
具体的操作流程如下：
1. 空气压缩机通过井口的管道向下喷出一定压力的气体。
2. 液体被通过口喷出，并下降到工作区域，形成液柱。
3. 液柱从底部向上流动，将钻屑带到表面。
4. 空气回流穿过管道，将钻屑带到井口，排放到地面。
5. 气体和液体的流量可通过控制器进行调节和控制。
3 气举反循环的应用范围
气举反循环技术可以应用于井下采矿、石油开采、海底矿产资源采集等领域。
它与传统的液压和机械采矿相比，优势显著：能够减少损耗和污染，提高工作效率和安全性；同时又便于维护和调整。
总之，气举反循环是一项既有实用价值又有发展前途的技术，可为资源开发和环境保护做出更大的贡献。
气举反循环施工工艺
气举反循环施工工艺气举反循环钻进工艺气举反循环钻进，是将压缩空气通过气水龙头、经双壁主动钻杆、双壁钻杆的内管与外管之间的环状间隙送到气水混合器后进入内管，这时压气膨胀，液气混合，形成一种密度小于液体密度的液气混合物，由于气体不断进入钻井液，产生气举作用，使得管内的液气混合物同井内的钻井液之间产生压差，从而将气、液、固三相流以较高的速度带出孔外，流经震动筛，排入沉淀池。
经过沉淀的钻井液再流回井内，经井底进入钻杆内，补充钻井液消耗的空间，这样不断循环形成了连续钻进的过程。
气举反循环钻进具有排屑能力强、钻进效率高、钻头寿命长、成井质量好、辅助时间少和劳动强度低等优点，所以在地热井钻探施工中采用优势很大。
气举反循环的输水管路，一般均没有断面收缩，排渣条件比较有利，由于钻杆内的冲洗液上升流速与钻杆内外液柱的密度差有关，因此当井深增大后，只要相应增加供气压力和供气量，钻进仍能保持较高的效率。
一般钻进深度大的孔以及大直径的孔均采用气举反循环钻进工艺。
钻进工作原理如图1所示。
气举反循环钻进工艺特点:1、沉渣厚度大大减小，提高孔壁质量，优化孔壁结构。
地热井成孔质量，取决于孔壁泥浆和岩屑挂壁程度，气举反循环与常规钻进相比，钻进过程中形成的泥皮较薄，孔底沉渣清除较为彻底，其钻进过程也就是洗井过程，防止了泥浆对孔壁及裂隙的堵塞，从而大大提高了地热井的成孔质量。
2、清渣速度快，缩短工期。
采用气举反循环法施工时，能提高了劳动生产率，加快设备周转周期，直接缩短了施工工期。
3、清渣速度快，泥浆排放量减少，减少环境污染。
图1 气举反循环钻进工艺工作原理在我院长期的施工过程中，气举反循环钻进工艺一直得到很好的应用。
2009年在临沂市汤头镇前期打出十几个废井的前提下，我院应用气举反循环施工工艺成功打出一眼高质量地热井，水温52?，水3量480m/d，本次施工为该地区地热资源的开发利用打开了先河，临沂市电视台对该项目进行了专门的报道。
钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺
钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺[摘要]：钻孔灌注桩因机具设备简便、施工方便，成孔质量可靠，施工费用低等原因，被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。
钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺，而近几年在浙江一带出现钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。
本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工程监理质量以及经济效益带来的影响。
[关键词]：钻孔灌注桩、气举反循环、二次清孔一、钻孔灌注桩工艺：传统的钻孔灌注桩多采用回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩。
成孔前先安装钢板护筒，以作保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止塌方用。
钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动导管、导管根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。
钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。
现场须设置泥浆池，泥浆通过泥浆泵吸入导管，从导管底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。
钻孔施工至设计标高时，立即进行第一次清孔。
第一次清孔时，一般采用循环换浆法，反复用泥浆循环清孔，清空过程中必须及时补充泥浆，并保持浆面稳定。
孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。
清渣完成后，安装钢筋笼，在浇筑砼前须进行第二次清孔。
第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。
二、正、反循环清孔工艺介绍：1、正循环清孔工艺第二次正循环清孔采用循环灌浆法，让钻头在原位继续转动，通过导管注入清水，控制泥浆密度在10KN/m3以下；对于孔壁土层性能差、不稳定的则注入泥浆（泥浆密度11.5~12.5KN/M3）。
注入冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间上返，排出桩孔以外，以达到沉渣清理效果。
简单的说，正循化清孔的定义就是沉渣从导管外溢出的清渣工艺。
2、反循环清孔工艺从前文所述、顾名思义，反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。
反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。
气举反循环清孔工艺
钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺[摘要]：钻孔灌注桩因机具设备简便、施工方便，成孔质量可靠，施工费用低等原因，被广泛地应用于高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。
钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺，而近几年在浙江一带出现钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。
本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工程质量以及经济效益带来的影响。
[关键词]：钻孔灌注桩气举反循环二次清孔一、钻孔灌注桩工艺：传统的钻孔灌注桩多采用回转钻成孔灌注桩、潜水电钻成孔灌注桩。
成孔前先安装钢板护筒，以作保护孔口、定位导向、维护泥浆面、防止塌方用。
钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动导管、导管根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。
钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。
现场须设置泥浆池，泥浆通过泥浆泵吸入导管，从导管底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。
钻孔施工至设计标高时，立即进行第一次清孔。
第一次清孔时，一般采用循环换浆法，反复用泥浆循环清孔，清空过程中必须及时补充泥浆，并保持浆面稳定。
孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。
清渣完成后，安装钢筋笼，在浇筑砼前须进行第二次清孔。
第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。
二、正、反循环清孔工艺介绍：1、正循环清孔工艺第二次正循环清孔采用循环灌浆法，让钻头在原位继续转动，通过导管注入清水，控制泥浆密度在10KN/m3以下；对于孔壁土层性能差、不稳定的则注入泥浆（泥浆密度11.5~12.5KN/M3）。
注入冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间上返，排出桩孔以外，以达到沉渣清理效果。
简单的说，正循化清孔的定义就是沉渣从导管外溢出的清渣工艺。
2、反循环清孔工艺从前文所述、顾名思义，反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。
反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。
反气举原理
反气举原理一、什么是反气举原理？反气举原理的定义反气举原理是指一种物理现象，即在气体传热过程中，热量从低温区传递到高温区，违背了热力学第二定律的原则。
这一原理被广泛应用于热泵、制冷系统以及热能利用领域。
热力学第二定律的基本原理热力学第二定律是能量流动的基本规律。
根据热力学第二定律，自然界中热量只能从高温区向低温区传递，从而使得熵增加。
反气举原理的出现就是对这一定律的一种违背。
二、反气举原理的应用1. 热泵系统热泵系统是利用反气举原理实现加热和制冷的一种方法。
通过将热量从低温区移动到高温区，热泵系统可以实现加热和制冷的功能。
这一技术被广泛应用于家庭供暖、空调系统以及工业生产中。
2. 制冷系统反气举原理在制冷系统中也起到了重要的作用。
制冷系统利用反气举原理将热量从低温区抽取出来，使其蒸发成气体，然后将气体压缩并冷却，最后释放到高温区。
这一循环过程使得制冷系统能够达到冷却的效果。
3. 热能利用反气举原理还被应用于热能利用领域。
通过将低温废热转化为高温热量，反气举原理可以实现热能的回收和利用。
例如，在电厂中，废气中的热量可以通过反气举原理转化为有用的热能，从而提高能源利用效率。
三、反气举原理的机理1. 分子热运动反气举原理的机理与分子的热运动有关。
分子在热运动中具有一定的能量，并且会随机碰撞，从而传递热量。
在低温区，分子的热运动速度较慢，能量较低；而在高温区，分子的热运动速度较快，能量较高。
2. 热量传递根据分子热运动的特点，热量会由低温区向高温区传递。
这是因为在碰撞过程中，高温区的分子会将一部分能量传递给低温区的分子，使得整个系统的能量平衡。
这种热量的传递方式违背了热力学第二定律，即反气举原理的基本原理。
四、反气举原理的优势和挑战1. 优势•提高能源利用效率：通过利用反气举原理，热泵系统和制冷系统可以将低温区的热量转化为高温区的热量，提高能源利用效率。
•减少能源消耗：利用反气举原理可以将低温废热转化为有用的热能，减少能源的浪费，从而降低能源消耗。
气举反循环在大口径钻孔中的应用
气举反循环在大口径钻孔中的应用摘要:钻井液从井筒环空流入，经钻头、钻具内眼返出为反循环钻井。
反循环钻井分为气举反循环、泵吸反循环等。
气举反循环钻井技术具有减少钻井液漏失、保护油气层、岩样清晰、排渣能力强等优点。
利用气举反循环时对井底的抽吸作用，可以进行洗井、捞砂作业，由于减少了正循环时压实效应，液流在钻具内直接上返，避免了含砂洗井液进入地层，堵塞通道，可以有效的保护油气层及含水层等，并在大口径钻孔施工中得到了广泛应用。
关键词：反循环气液固三相流气举反循环是空压机压缩气体通过双层钻具在适当位置打入气体，在钻具内部形成气液固三相流体，并上返，构成气举作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过气举力排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环（图1为气举反循环）即：沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—水龙头—排液管线—沉砂池。
反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数倍的上返速度。
根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。
反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：Vs=3.1×k1×｛ds×(rs-ra)/(k2×r2)｝的1/2次方Vs-钻渣颗粒群悬浮速度（m/s)ds-颗粒群最大颗粒粒径（m）rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)ra-冲洗液的密度（kg/dm3)k1-岩屑浓度系数；k1=0.9-1.1，浓度越大，k1越小；k2-岩屑颗粒系数，k2=1-1.1,球形颗粒为1，越不规则，k2的值越大。
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气举反循环简介
一、气举反循环的力学原理
1.正、反循环
反循环指的是泥浆在桩孔和导管中循环的一种方式，与之对应的是泥浆正循环。
如下图所示，泥浆由孔口补给，由导管排出的方式属于反循环，反之为正循环。
两者的区别在于：1.当泥浆循环流量相同时，通过导管（桩孔）返上浆液的速度不同，携带钻渣的能力差别很大。
2.反循环对浆液的抽吸作用产生负压，对孔壁稳定性有不良影响。
而正循环对孔壁产生正压。
由于反循环在导管中排浆速度大，携渣能力强，常被用作孔底清渣或者塌孔清渣。
目前常见的是气举反循环清渣，该工艺在采矿、采油等行业应用广泛，对气举反循环压力、流量、风管布置等内容都有
深入的研究。
2.力学分析
高压气体喷出风管后与泥浆混合，分散在导管内形成许多（密度小）气泡，这些气泡受到泥浆向上的浮力并带动泥浆（粘滞力）向上运动，并且在上升过程中压力降低，体积增大。
因此在气液混合段下方形成负压，由该段下部的泥浆不断补充，孔底沉渣在泥浆运动的带动下进入导管，随泥浆排出孔外，形成一个连续稳定的运动过程。
3.参数设置
1)导管底部距孔底距离L4保持在0.5～1.5米。
当孔底泥浆密度、粘
度较大，循环启动可先适当增大L4，等循环顺畅时再下放至正常距离。
2)气体压力基本与风管出口端的泥浆压力相等，即A，但是由于气
体具有一定的初速度，因此L3距离不能小于3～4米，防止部分气体冲出导管。
3)L2的长度决定了风管气体压力的大小（原因：不带储气罐的空压
机提供的气体压力与外部荷载压力相等），为保证气体的压力和流量，L2的长度宜大于（L2+L3）的2/3，同时小于空压机最大额定压力水柱深度。
（在郑州埋钻事故中发现，当L2大于某一深度后，泥浆循环量与L2无关）
4)尽量减小L1高度，减小泥浆输送距离和损耗。
5)孔深80米以上，空压机额定压力宜大于等于0.8MPa，孔深50～
80米，额定压力宜大于0.5 MPa；额定流量8m3/min。
二、气举反循环设备配置清单
1.空气压缩机：
空气压力0.5～0.8MP，进气量8～20m3/h，气举反循环所需要进气管最大深度约为40米，因此空气压力一般在0.5 MP。
对于导管直径较大的工程，进气量需要12 m3/h较为适宜。
如图1所示。
图1. 空气压缩机图2. 进气管
2.高压空气胶管：
联接空压机和进气管，公称直径3～5cm，长度视实际情况而定，大于8米为宜。
3. 气体流量调节阀
用于调节高压空气进气量，进而调节空气与泥浆混合程度及泥浆运动状态。
4. 进气管及接头法兰
公称直径3～5cm的镀锌钢管。
下端管口封闭，开花孔便于气体与泥浆充分混合。
如图2所示。
5. 导管：
与正循环配置相同。
6. 导管变径接头
导管接头上包含进气管接口、出浆口，其中出浆口方向应该弧形过渡，防止出现直角或者锐角过渡，这样会大大增加出浆的阻力。
如下图所示。
7. 导管支架
与正循环配置相同。
8. 钢丝绳
与正循环配置相同。
9. 25吨吊车
与正循环配置相同。
10. 电焊气割
与正循环配置相同。