空气锤钻进技术属气体钻井技术的一个分支，它是将压缩空气既作为洗井介质，又作为破碎岩石的能量。在油田气体钻井中应用空气锤钻进技术能显著提高机械钻速，并且随着钻井深度的增加对钻速影响很小;空气锤钻进要求的扭矩和钻压较低，可以减少井内钻杆的磨损和折损事故的发生;另外，井底清洗及冷却条件好，延长了钻头的使用寿命，因此，在许多方面优于目前油田使用的常规气体钻进技术。

　　国外空气钻井中也遇到井斜问题,如壳牌公司在加拿大洛基山进行钻井作业,遇到的主要问题也是地层太硬且存在严重的井斜问题。可近几年来,随着空气锤钻井技术逐渐得以完善,解决了空气钻井中井斜问题。通过采用空气钻井和空气锤钻井技术,显著提高了机械钻速。因空气锤完全依靠空气锤活塞作用在钻头上的震击作用而不是钻压吃入地层,其作用就是用低转速(通常为20～30r/min)和极小的钻压震击岩石,钻具处于悬吊状态,从而使得钻头振动减少到*低限度,保持高钻速又不会造成井斜。

　　应用于油田气体钻井的空气锤的结构与工作原理

　　1、空气锤的结构

　　由中国石油勘探开发研究院研制并应用于油田气体钻井中的空气锤采用了无阀式中心排气结构。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、清洗井底的作用;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。

　　2、空气锤的工作原理

　　图1为无阀式中心排气空气锤的结构示意图。其工作原理为压缩空气经后接头1、逆止阀2进入配气座3的腔体中，然后压缩气体分两路前进，一路通过逆止阀上的径向和轴向孔，进入配气座、活塞和钻头的中心通孔，在井底冷却钻头和喷吹岩屑。另一路经配气座上端的径向孔，进入外套管5与气缸4之间的环形空间，此时，压缩空气进入上腔A的通道受阻，只能经气缸下端的排气槽***塞与外套管之间的环形空间，进入空气锤下腔B，压缩空气推动活塞6上行。当活塞下端中心通孔与钻头9上端的尾管7脱开时，空气锤下腔内的压缩空气经尾管、钻头的中心通孔排向井底，此时，压缩空气进入下腔的通道受阻，只能经气缸与活塞之间的环形缝隙，进入空气锤上腔，由于处于上腔内的配气座的尾杆已插入活塞上端中心通孔，将上腔封闭，腔内压力迅速上升。当活塞行至上死点时，在压缩空气的作用下高速下行，冲击钻头上端。在活塞冲击钻头之前，配气座的尾杆与活塞上端中心通孔脱离，上腔内的压缩空气经活塞及钻头的中心通孔泄向井底。在活塞冲击钻头时，压缩空气进入下腔的通道畅通，而进入上腔的通道受阻。压缩空气重新进入下腔，推动活塞上行，上述过程周而复始，实现对钻头以一定频率的连续冲击。在必要时，将空气锤提离井底，钻头向下伸出而悬挂于保持环8上，活塞跟随钻头下移而停止冲击。此时，气缸上的排气孔与外套管和气缸之间的环形空间、空气锤上腔连通压缩空气全部直送井底强力**井底岩屑。 3、空气锤钻井的方法及应用

　　空气锤钻头的保径齿的作用十分重要,它能有效地降低钻头的摇摆或振动减少到*低限度。若保径齿磨小或无保径齿,则空气锤钻头直径变小,其它的镶齿就会产生一种楔入效应。当对钻头施加钻压时,钻头就会沿着某一倾斜方向偏离,且变得对地层倾角更为敏感,更易产生井斜。 杭州钻井降水

　　1)在青海油田应用

　　为了提高青西油田的机械钻速,控制井斜并降低钻井周期,在窿15井的志留系和白垩系地层实施了空气锤钻井试验。

　　窿15井浅部空气/空气锤钻井井段271.00～528.90 m,其中空气锤钻井累计钻井进尺173.30m,平均机械钻速12.02 m/h。所钻地层为志留系,岩性主要为变质砂岩及板岩。深部空气/空气锤钻井井段3 659～3 954 m,空气锤钻井累计进尺15.57m,平均机械钻速9.14 m/h。所钻地层为白垩系,岩性主要为灰色白云质粉砂岩及泥岩。

　　浅部(志留系)空气/雾化+空气锤钻具组合:

　　Φ311空气锤+浮阀+Φ228 DC×2根+Φ311磙子扩眼器+Φ228 DC×7根+Φ203 DC×1根+Φ203 DC×5根+Φ178 DC×9+Φ127 HWDP×3根+Φ127 DP(278.90～391.00 m);

　　Φ311空气锤+浮阀+Φ228 DC×3根+Φ311磙子扩眼器+Φ203 DC×3根+Φ178 DC×9根+Φ127HWDP×3根+Φ127 DP(451.30～512.50 m)。