回转钻进(rotary drilling)

利用钻机回转器或孔底动力机具转动钻头来破碎孔底岩石的钻进方法。它适用在各类地层钻进各种角度、不同深度和口径的钻孔，是常用的钻进方法。

简史 回转钻进方法应用已有100多年历史。1844年英国比尔特(R．Beart)获得了在地层中回转钻进的第一个专利，1860年，法国工程师里舒特(J．R．Leschot)为用于瑞士阿尔卑斯山脉中的隧道施工，取得了使用金刚石钻头在硬地层中钻进的专利；19世纪50年代，卡特林(Catlin)取得了牙轮钻头的专利；1887年，查普曼(Chapman)获得了关于用粘土、糠麸、谷物、水泥和类似物质作钻井液添加剂以维护井壁的美国专利，冲洗液对回转钻进方法的重要性(见钻探冲洗介质)已受到重视；1890～1900年，许多钻井承包商在美国得克萨斯等地区钻水井，仅在得克萨斯州的科西卡纳附近就用回转钻进方法钻水井1000余口，并在其中发现了石油；1901年，奥地利工程师卢卡斯(A．F．Lucas)在得克萨斯的格那迪斯附近，采用回转钻进水井完成了第一口石油自喷井。1899年，出现了钻粒钻进。1916年，硬质合金钻头开始用于回转钻进，致使早期的回转钻进工艺和方法有所改进。但此时回转钻进仅处于萌芽阶段，冲击钻进仍然是最主要的钻进方法。直到20世纪30年代，回转钻进发展成为地质岩心钻探和油气资源开采的基本方法。随着孔底动力钻具、人造金刚石钻头等的先后应用，钻孔冲洗方法的改进，回转钻进技术得到进一步发展。20世纪70年代以来，人造金刚石钻头制造工艺的完善、碳化钨镶齿钻头和其他超硬材料钻头的研制和应用、冲洗液性能的改进以及钻探设备性能的提高，使回转钻进工艺更趋完善，进入了科学化、自动化的新阶段，应用范围更为广泛，成为诸多钻进方法中应用最多、最广的钻进方法。

分类 按钻头的磨料性质和钻头形状，分为硬质合金钻进、金刚石钻进、钻粒钻进、刮刀钻进、牙轮钻进和螺旋钻进；按动力设置位置，分为地面动力回转钻进和孔底动力钻进；按破碎岩石所形成的孔底形状，分为全面钻进和环状(取心)钻进。

地面动力回转钻进的装置和钻具

a-岩心钻进；b-全面钻进

1-钻机；2-泥浆泵；3-动力机；4-钻塔；5-拧管机；6-水龙头；7-提引器；8-滑轮；9-送水胶管；

10-吸水胶管；11-水源箱；12-接箍；13-钻杆；14-锁接箍；15-沉淀管；16-岩心管；17a-取心钻头；

17b-全面钻头；18-套管；19-岩心；20-钢丝绳；21-钻铤；22-异径接头；23-主动钻杆，箭头表示冲洗液流动方向

工作原理 地面动力回转钻进时，动力机驱动钻机的回转器，带动穿过回转器的主动钻杆以及与主动钻杆连接的钻杆柱(见钻探管件)和孔底的钻头一起旋转破碎岩石，岩屑随循环的冲洗介质返至地面。当钻头呈环状端面时，孔底中心未经破碎的岩石圆柱(岩心)随着钻头的推进而进入岩心管，岩心充满到一定程度后通过投入卡料、提动钻具或其他取心方法(见工程钻探取样)，将岩心卡断，从孔底提至地表，这种钻进方法和过程称岩心钻进；当钻头以全部圆形底面破碎孔底岩石时，孔内无岩心，称为全面钻进。地面动力回转钻进的装置和钻具如图所示。

孔底动力回转钻进是利用孔底动力机带动钻头回转破碎岩石的钻进方法。钻进中钻杆柱不转动，一般多为全面钻进，在定向钻探中具有特殊意义。

在为获取准确的地质资料以了解地质情况的工程钻探中，多采用岩心钻进；在地质情况清楚或不必取心时，多采用全面钻进。

钻进参数 影响回转钻进速度的可控因素。主要钻进参数有钻压、转速和冲洗液量等。各种钻进方法都要选择适宜的参数。