反回环持久采集气体注入钻头的预设和实验探讨

　　用新加工的喷射试验接头（如）直接接到高压胶管上，进行了直径=8mm的单孔喷射试验，试验现象及数据如下：（1）当喷嘴距土面约20cm时就有吹切作用，当距离缩小至10cm左右时效果已很好。当距离再缩小直至2cm左右时效果并没有明显的加强。

　　（2）斜吹的效果比垂直吹的效果要好，可能是由于斜吹时前一次吹切的破裂面是后一次吹切的自由面，自由面的增多有利于吹切的缘故；这也和土的*大剪应力面有着直接的关系。

　　（3）通过该喷嘴正吹地秤测得，在距离49cm时，地秤称重为6kg；在距离为52cm时，地秤称重为5.8kg；在距离为10.5cm时，地秤称重为6.2kg.通过上述数据可以看出：在一定的距离范围内，总的压力变化不大，也就是气流扩散不严重。

　　（4）当对着空气吹时，空压机的压力在0.7MPa左右摆动，空压机已出现间隙式的工作，说明压力已达到*大，进气门时开时关。

　　（5）当把喷射接头和高压胶管绑在一根直的木棍上，手持木棍使喷嘴正对原状土层进行喷射钻进，并对木棍进行旋转，喷射接头随着旋转，在不到10min的时间里，钻出深度1.1m，平均直径大约10cm，孔壁不规则的孔，看上去好像一个老鼠洞，上面口径大，下面口径小。整个钻进过程正循环排渣，当钻到1m左右深度时，发现再往下钻进就比较困难了，在孔口悬浮着大量的土颗粒，并不断地翻滚，无法排出孔外，孔底不断地进行重复喷射破碎。

　　喷射钻头的设计及试验过程与结果2.2.1喷射钻头试验过程先将覆盖在原样土上面的水泥层用风镐打碎清除，再将覆盖在原样土上面的回填土清除干净，直到原样土完全露出，开动钻机将连接在双壁钻杆上的钻头下放到原样土表面，进行钻机调试工作，检测液压系统，再将空压机开动，检查管路的严密性，通风量等等。

　　钻进过程中缓慢给进，如果快速给进容易发生岩心堵钻的事故，在缓慢给进刚开始时可以清楚的看到从空压机出来的经过气水龙头再经过双壁钻杆及喷嘴喷出的高速高压气流切割泥土的现象，同时也可以清楚的看见有大小不一的泥球从反循环钢丝塑料管中排到地表，在排出的泥球中*大的泥球直径几乎与反循环内管的直径相接近，其形状为椭圆形，椭圆泥球的长径达到了5cm左右，其短径大约是3cm左右。

　　钻进中，有时由于对给进速度的快慢不能够很好的掌握，钻进时发生了岩心的堵塞。其原因就是钻进时给进速度太快，无法及时排渣，这样导致了孔底的泥土，特别是黏度较大的泥土直接进入钻头的反循环通道，然后顶进到钻头短接，导致引射孔的堵塞，同时堵塞了钻头的内通道致使反循环无法形成，导致钻进的失败，形成挤密钻进在试验时岩心堵塞*长达到过15cm左右。

　　试验结果首先在试验过程中使用了管道流量计，测得到了以下的管道流速，在得到管道流速的试验数据时，用此流量计首先得到流量，然后换算成管道流速，然后列表如所示。

　　试验测得的流速情况空压机压力（MPa）管道流速（m/s）管道内径（mm）备注0.5629.5127接钻头，孔口0.5629.7127接钻头，孔底0.354.6627不接钻头，孔口0.5655.2727不接钻头，孔底其次，进行了引射孔对反循环效果的影响试验，结果见。

　　通过这次试验可以还能得到如下几方面的结果：（1）用试验证明了反循环气力喷射钻进的可能性；（2）通过试验还初步推算出反循环气力喷射钻进机械钻速约为90m/h；（3）试验还说明了在小空压机工作的情况下，反循环气力喷射钻进依旧可以进行，表现出巨大的经济效益优势。

　　结论及展望反循环气体喷射钻进技术是一项全新的钻进技术，到目前为止，虽然喷射钻进技术已经有几十年的发展历史了，但是绝大部分都是液体喷射钻进技术的研究，而对于真正反循环气体喷射钻进技术，这是一个开始，今后要投入更多的精力使其真正的得到完善。为此提出的展望有以下几点：（1）这次实验过程中反循环气力喷射钻进只用在了钻进土层，并没有在较硬的地层中试验，所以还需要进一步研究。

　　（2）反循环气力喷射钻技术和贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术联合起来研究运用（即当钻进黄土覆盖层时采用反循环气力喷射钻进技术，当钻进黄土层的下伏基岩时，采用贯通式潜孔锤反循环连续取心钻进技术）的技术还没有真正的进行实验，有待进一步的实验研究。

　　（3）在用纯空气钻进成功后，我们还将在压缩空气中加入泡沫、钢砂等其它物质，从而进行复合介质钻进的研究，只是研究的初始阶段。