一、牙轮钻头与空气锤在空气钻期间应用分析
1.牙轮钻头在空气钻期间应用分析
元坝地区空气钻技术得以广泛的应用，主要是在上部地层提高钻井速度，节约钻井周期，目前绝大多数的井在上沙溪庙底部以上的地层均采用空气钻井技术，实践证明较泥浆钻进技术提速效果明显，但在个别区块地层倾角较大，空气钻期间为确保井身轨迹不得不牺牲机械钻速，在空气钻井过程中，钻压是对机械钻速和井身质量控制是较为敏感的参数，普通牙轮钻头钻压大机械钻速高但难于控制井身质量，这源于牙轮钻头的破岩机理，牙轮钻头主要通过牙轮滚动，牙齿单齿、双齿交错接触井底，产生钻头的纵向振动。钻头在井底纵向振动通过钻头牙齿转化为对地层的冲击作用，冲击作用与静压入力一起形成了钻头对地层岩石的冲击、压碎作用，同时剪切作用是由牙轮在井底滚动的同时还产生牙齿对井底的滑动实现的。因此牙轮钻头必须有一定的钻压才能获得较理想的机械钻速，而在元坝地区个别区块地层倾角较大，在获得较好的机械钻速的钻压下增斜的趋势很明显，但牙轮钻头因其结构特点见（图1-1）在处理空气钻期间井下复杂方面有着无可比拟的优势。图1-1牙轮钻头结构
二、空气锤在空气钻期间应用分析
1.空气锤的结构及工作原理
kqc系列空气锤采用无阀式中心排气结构，可以保证有足够的气量直达井底，起到冷却钻头和深井携屑的作用。无阀式结构的配气气路简单，减少了气体压力的损失，有效地提高了冲击效果，加快了钻进速度。其原理是钻机通过钻杆对井底空气锤施加钻压和转矩，空压机产生的高压气体驱动空气锤内的活塞，高速往复运动（800~1900次/分钟），敲击钻头顶端，并将活塞的冲击功传导到钻头端面，破碎岩层。同时，钻杆旋转，使钻头端面敲击孔底不同位置，分别破碎。由此可以看出，空气锤主要是冲击破碎，而非牙轮钻头的碾压破碎。这种破岩方式要求的钻压和转矩较低,有效地降低了井斜,减少井下事故的发生。
二、空气锤钻井钻井参数的选择
1.空气锤钻井对钻压的要求
根据现场空气锤应用经验，一般钻压根据以下公式加载：
f=a*d
其中：
f：钻压，kn；
a：钻压系数，kn/mm，一般取0.09；
d：钻头的尺寸，mm；
当然上述公式不是绝对的，现场作业时只是作为推荐值。一般钻压维持在推荐值左右为好。
311.2mm的空气锤钻头钻进时，加载钻压推荐值应为311.2*0.09，即：28kn。即为2.8t。
2.空气锤钻井对转速的要求
根据现场空气锤应用经验，一般转速根据以下公式加载：
r=b*rop
其中：
r：转速，r/h；
b：转速系数，r/m，一般取96；
rop：钻进机械钻速，m/h；
空气钻机械钻速为25m/h钻进时，推荐加载转速应为2400r/h，即为40r/min。
3.空气锤钻井对气量的要求
气量的作用是为空气锤提供活塞运动的能量和井底携砂以及冷却钻头。气量的选取首先应满足所钻井眼所需的气量，其次根据所需气量和井眼大小来选择匹配。注气量一般在80~270m3/min不等。
若供气量不足，立压过低，将会导致空气锤的冲击频率和冲击能都较低，影响钻速。若供气过多，立压过高，对空压机的要求将提高，同时在接单根时注气时间较长，影响钻井周期。
三、实际应用情况对比
元坝九龙山南鼻状构造带部署的两口井元陆8井、元陆25井在遂宁、上沙溪庙地层分别应用成都诺尔空气锤及江汉产hjt527gk牙轮钻头，两口井地理位置相距4km，对比情况见（表3-1）表3-1 元陆8井、元陆25井空气钻对比情况
由上表分析，在相同的地区的两口邻井，相同的钻井队进行施工，空气锤在机械钻速和控制井身轨迹方面优势明显。四、结论
根据元坝地区地层分析，在上沙溪庙上部以上地层应用空气锤进行空气钻进，在上沙溪庙下部地层为避免复杂应用牙轮钻进行空气钻进。参考文献[1]《元陆8井完井报告》.[2]《元陆25井空气钻施工总结》.[3]《成都诺尔空气锤技术交底》.[4]《牙轮钻头介绍》.