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1、秦皇島市昌黎縣地?zé)峋阢@探施工與成井工藝上的技術(shù)措施王海濤 齊路恒 張遠(yuǎn)峰 王紹明(河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊(duì) 07500）作者簡(jiǎn)介: 王海濤21年畢業(yè)于河北地質(zhì)職工大學(xué),現(xiàn)在河北省煤田四隊(duì)擔(dān)任技術(shù)員一職,先后在煤田水文孔、煤層氣井、地?zé)峋畵?dān)任現(xiàn)場(chǎng)管理和技術(shù)負(fù)責(zé)的工作。摘要：秦皇島市昌黎縣緊鄰海邊，當(dāng)?shù)鼐用褚陨蓉愷B(yǎng)殖業(yè)為主要生活來(lái)源以前，當(dāng)?shù)鼐用癜l(fā)展養(yǎng)殖業(yè)主要以用鍋爐為熱源對(duì)海水進(jìn)行加熱,但是這種養(yǎng)殖方法既浪費(fèi)錢(qián)財(cái)，又污染環(huán)境。所以,當(dāng)?shù)鼐用穹叛坶L(zhǎng)遠(yuǎn)選擇了投入小,回報(bào)大，資源利用率高,生態(tài),環(huán)保的地?zé)豳Y源作為熱源。昌黎縣的地層以第四系沖擊層為主,粘土層易縮徑，含水砂層松散易坍塌,給鉆探施工帶來(lái)2、不少的困難。根據(jù)這一特點(diǎn)我鉆機(jī)改進(jìn)施工工藝,正確使用鉆頭,合理選擇鉆具組合,正確配置與調(diào)整鉆井液，采用細(xì)水長(zhǎng)流方法對(duì)泥漿進(jìn)行處理，有效地的預(yù)防了因泥漿性能不好而造成的事故。同時(shí)在成井方面,優(yōu)選取水段,下管前充分洗井，破除泥皮,合理的選用過(guò)濾器與井管并且嚴(yán)格抓好下管施工的全過(guò)程,正確的選擇礫料與填躒方法.在洗井方面進(jìn)行大膽創(chuàng)新，采用活塞真空洗井法，增大了水量,收到了極好的施工效果，與經(jīng)濟(jì)效益.同時(shí)又降低了事故的發(fā)生經(jīng)過(guò)抽水試驗(yàn)證明本井成井質(zhì)量達(dá)到了優(yōu)質(zhì)水平，鉆探施工達(dá)到了高效,安全的水平。為我鉆機(jī)今后進(jìn)行新技術(shù)的推廣打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞:地?zé)?鉆探 鉆進(jìn)工藝 成井工藝 事故處理 技術(shù)展望一3、 地?zé)峁こ谈艣r。地?zé)豳Y源的利用與展望地球由地殼、地幔和地核組成，它是一個(gè)巨大的熱庫(kù)，越往地下溫度越高.地?zé)峋褪侵傅厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏的能量，從地球表面往下正常增溫梯度是每000m增加2530攝氏度,在地下約40Km處溫度可達(dá)120攝氏度，地球中心溫度可達(dá)00攝氏度。 地?zé)豳Y源是集熱、礦、水三位于一體的清潔而寶貴的礦產(chǎn)資源.世界各國(guó)在地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用方面,大都經(jīng)歷了沐浴、醫(yī)療、供熱采暖和地?zé)岚l(fā)電四個(gè)階段.地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用對(duì)環(huán)境的有害影響小.地?zé)崮茏鳛樘娲茉床徽撌怯糜诎l(fā)電還是直接熱利用，都能大幅度削減溫室氣體排放量,減輕對(duì)環(huán)境的不利影響。目前,水熱型地?zé)醿?chǔ)的開(kāi)發(fā)技術(shù)和利用技術(shù)是成熟的，設(shè)備運(yùn)行是可靠的；4、現(xiàn)代地?zé)犭娬镜目捎孟禂?shù)達(dá)95%或更高。另外,地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)技術(shù)正在不斷地發(fā)展，新的技術(shù)有望降低地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)費(fèi)用,增進(jìn)地?zé)崮苌a(chǎn)的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期性。由此可見(jiàn)，地?zé)崮軐⒃谑兰o(jì)可持續(xù)發(fā)展中占有相當(dāng)明顯的比重1。.千米范圍內(nèi)的地?zé)崆闆r千米范圍內(nèi)的地?zé)豳Y源系指廣泛分布于凹陷盆地范圍內(nèi),主要為第三系地層組成的深度在千米左右的地?zé)豳Y源厚大的熱儲(chǔ)層，良好的蓋層和地下巖體的加溫導(dǎo)熱形成了特有的第三系賦水層。蓋層地下水具有多層,承壓水量穩(wěn)定,分布廣泛之特征。蓋層地下水的低溫梯度在.35攝氏度/100m，埋深在8001200m，水量一般2050方/h, 水溫3850攝氏度。據(jù)大量的鉆井資料分析,千米范圍內(nèi)的含水砂層雖系第三5、系地層，但大多數(shù)含水層松散,隨著井深的增加，部分含水層雖膠結(jié)或半膠結(jié)，但總體上處于松散狀態(tài)，易于坍塌等.二、設(shè)備配置2.1設(shè)備選擇工欲善其事,必先利其器。千米地?zé)峋_(kāi)發(fā)屬高風(fēng)險(xiǎn)工程。地下工作遇到的情況十分復(fù)雜,因而地?zé)峋_(kāi)發(fā)設(shè)備選擇的總體原則是大馬拉小車.根據(jù)施工地區(qū)地層特性,地?zé)峋┕ど疃?鉆井結(jié)構(gòu),鉆柱結(jié)構(gòu)及質(zhì)量等,綜合考慮設(shè)備的配置能力，同時(shí)要充分考慮到設(shè)備遇到特殊情況下的儲(chǔ)備能力.首先,在鉆機(jī)使用方面,我們用TJ150鉆機(jī)進(jìn)行施工,該鉆機(jī)屬機(jī)械傳動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn),重心低，傳動(dòng)平穩(wěn)；堅(jiān)固耐用，操作安全，密封性能好;鉆機(jī)布局合理，便于保養(yǎng)與維修；在泥漿泵使用方面我們采用了W8505型泥漿泵，對(duì)6、于其要求正向著大壓力、大流量方向開(kāi)展,實(shí)現(xiàn)噴射鉆井有利于鉆速的提高及井內(nèi)安全。鉆塔上我們選用A245鋼管鉆塔，由于它占地面積較四角塔小,起落搬運(yùn)方便，承受負(fù)荷較大,受到了各鉆井隊(duì)的廣泛應(yīng)用。動(dòng)力上我們根據(jù)甲方要求采用電動(dòng)機(jī)，由于施工環(huán)境在養(yǎng)殖、生活區(qū),為了不打擾群眾,采用電動(dòng)機(jī)既不擾民又環(huán)保而且減少了鉆機(jī)在用油方面的使用費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi).2.施工布置與地基承載力的計(jì)算地?zé)峋┕?duì)孔斜要求非常嚴(yán)格，同時(shí)由于設(shè)備龐大,加之施工中鉆具的重量以及下管是的重量等，一般情況下，天然地基很難承載上部機(jī)械等所產(chǎn)生的壓力，為了保證施工質(zhì)量,要對(duì)天然地基進(jìn)行處理同時(shí)加上秦皇島昌黎縣緊鄰海邊，表層多為第四系松軟地層，其承7、載力毋庸置疑比較低,根據(jù)這一情況以及從安全的方向考慮,我們沒(méi)有進(jìn)行地基承載力的計(jì)算直接進(jìn)行地基處理.所以在與甲方商量后,決定采用水泥地基,由甲方負(fù)責(zé)施工.根據(jù)施工場(chǎng)地大小和各種器械的使用要求,我們將泥漿泵和電動(dòng)機(jī)、泥漿池、修理房、以及鉆桿和井管進(jìn)行了合理的占地設(shè)計(jì),保證了地盡其用和安全高效。三。 鉆井工藝.1.鉆孔結(jié)構(gòu)及其與水量的關(guān)系地?zé)峥辈槭┕さ哪康脑谟诳焖佟?yōu)質(zhì)、低耗、安全、實(shí)現(xiàn)地?zé)岢煽?為下一步的地?zé)岢删蛳聢?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)地層特點(diǎn)和含水層位置以及甲方要求我們采用8mm井徑,分兩次成井,先用1m鉆頭鉆進(jìn)至0m,在用40mm鉆頭擴(kuò)至井底,分兩次成井。在松散地層中成井深度小于200m時(shí)，由于8、地層相對(duì)松散,滲透系數(shù)大,地下水補(bǔ)給來(lái)源水平及垂向快速等，在一定程度上（但不是無(wú)限值，一般最大直徑不超過(guò)2m)與出水量基本成比例關(guān)系；當(dāng)井深超過(guò)00是，水量與鉆孔直徑不成比例關(guān)系。因此，對(duì)于深層地?zé)峋裕畯降拇笮?duì)出水量影響可以不計(jì)。但是我們考慮這一地區(qū)粘土層較厚比較容易縮徑以及為了增加出水量和水質(zhì)要求我們選用80m井徑。3。2。鉆進(jìn)方法的選擇3。鉆頭與鉆具的選擇根據(jù)昌黎縣地層的特點(diǎn),在粘土層較易糊鉆,而砂石層又為石英層硬度較高，所以我們大膽創(chuàng)新與嘗試采用了牙輪魚(yú)尾鉆頭,克服了地層帶給施工的困難.這種鉆頭不僅有牙輪公轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn),沖擊，自潔的性能,而且還具有魚(yú)尾鉆頭抗泥包,排巖粉較好的功能，水9、口冷卻充分,水眼憋壓高效，雙8m水眼噴射力大，有效的清潔孔底和提高了鉆速.在鉆頭使用方面，我們認(rèn)真貫徹每米成本的方針,做到每個(gè)鉆頭下井后認(rèn)真分析其工作狀態(tài),從時(shí)效，給進(jìn)壓力、轉(zhuǎn)速、泵量方面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)力爭(zhēng)發(fā)揮鉆頭最大效率.同時(shí)在鉆頭下井前認(rèn)真檢查其出廠時(shí)期,鉆頭絲扣是否完好,鉆頭實(shí)際外徑,牙輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承是否缺油，牙輪是否完好,水眼是否暢通。在下鉆時(shí)，力求平穩(wěn),遇阻時(shí)不猛墩,硬壓,應(yīng)開(kāi)泵,緩慢劃眼，并記錄遇阻井深,鉆頭離井底3m時(shí)，應(yīng)先開(kāi)泵循環(huán)泥漿，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具,緩慢下放鉆具至井底,鉆頭到底后輕壓慢轉(zhuǎn)20in后，再進(jìn)行鉆進(jìn)，不得加壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。.2.鉆具受力分析在鉆具使用方面我們采用1mm主動(dòng)鉆桿+10、9鉆桿+19mm鉆鋌（根）,由于為了減少事故和提高鉆效以及控制井斜和減輕鉆頭震動(dòng),并且根據(jù)中性點(diǎn)計(jì)算公式算出加4根鉆鋌在現(xiàn)有4噸壓的情況下比較合適。8m鉆桿我們采用I細(xì)扣鉆桿D級(jí)鋼級(jí)，在對(duì)鉆桿柱進(jìn)行軸向拉力(鉆桿柱在中性點(diǎn)往上受壓力)(F=q1+pl F：鉆桿任意截面的拉力K q:鉆桿和鉆鋌單位長(zhǎng)度的重力mN 1:鉆鋌的長(zhǎng)度 m 2:截面下鉆桿的長(zhǎng)度），以及拉力余量法和扭矩，等因素分析后我們得出級(jí)鋼級(jí)的鉆桿完全符合要求,所以這就為鉆探施工過(guò)程中提高效率,減少事故打下了良好的基礎(chǔ)。2.3鉆進(jìn)參數(shù)選擇眾所周知,在鉆井過(guò)程中，有地層等不可控因素也有像鉆進(jìn)參數(shù)這些可控的因素,所以如何正確的選擇尤為重要11、。在鉆壓上我們根據(jù)實(shí)際情況,做好鉆頭的實(shí)效分析，并結(jié)合巖屑錄井判好地層,綜合分析找出每一地層的最優(yōu)鉆壓值。轉(zhuǎn)數(shù)上簡(jiǎn)而言之的說(shuō)就是在軟巖上增加轉(zhuǎn)數(shù),硬巖上降低轉(zhuǎn)數(shù)，增加牙輪與巖石接觸時(shí)間,充分破碎巖石.同時(shí)根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)效認(rèn)真判斷鉆頭工作情況，若牙輪磨損嚴(yán)重,影響鉆進(jìn)需立即提鉆換鉆頭，嚴(yán)禁磨尺。對(duì)于泵量的要求，我們考慮兩個(gè)方面,第一個(gè)就是巖屑離開(kāi)井底，第二個(gè)就是巖屑上返。過(guò)去人們一直認(rèn)為第二個(gè)比較困難實(shí)現(xiàn),但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間研究發(fā)現(xiàn)第一個(gè)比較難于實(shí)現(xiàn)，也就是巖屑離開(kāi)孔底,由于巖屑不能被沖離孔底,造成鉆頭的重復(fù)破碎,影響鉆進(jìn)效率。為了解決這一困難，不僅要求泵量大,還要求泵壓,實(shí)現(xiàn)噴射鉆井，使泥漿給巖屑一個(gè)大12、的沖擊力，使其離開(kāi)孔底,最好在設(shè)備允許的情況下實(shí)現(xiàn)噴射鉆井.3。3 鉆井液的配置與調(diào)整鉆井液是鉆井的血液,它有清除井底巖屑,冷卻鉆頭和潤(rùn)滑鉆頭及鉆柱,造壁性能,控制地層壓力等作用。在配置時(shí)需要按一定的順序與比例，調(diào)整時(shí)盡量在泥漿槽中小規(guī)模處理,做到細(xì)水長(zhǎng)流，使孔內(nèi)的泥漿的性能逐漸變化,逐漸的趨于正常,嚴(yán)禁在循環(huán)中進(jìn)行大處理。但是根據(jù)昌黎縣地層特點(diǎn)，該類地層造漿率極高,所以我們決定因地制宜，不另加膨潤(rùn)土造漿，而是直接加水鉆進(jìn)，但必須控制好泥漿的比重,太稀不能促進(jìn)泥漿上返，不能平衡地層壓力，太綢影響鉆進(jìn)效率,使巖屑上返困難。于此同時(shí),我們用振動(dòng)篩做好泥漿的固相含量控制及時(shí)除砂.保證我們的血液干凈健13、康。四成井工藝4。 測(cè)井與地層分析在鉆機(jī)全體人員的共同努力下，經(jīng)過(guò)1天的艱苦奮斗，我們終于鉆至預(yù)定層位,大家懷著激動(dòng)而忐忑的心情期待著測(cè)井結(jié)果.經(jīng)過(guò)測(cè)井人員對(duì)三側(cè)向電阻率和自然伽馬曲線的分析得出以下結(jié)論:該井全孔為粘土與粗砂，細(xì)砂和粉砂，達(dá)到水溫要求的含水層段為60m以下的地層,并且以粗砂為主，細(xì)砂粉砂和粘土為輔.4。2取水段的選擇經(jīng)過(guò)上述分析結(jié)果我們看出此井為完整井，己順利鉆過(guò)含水層段,為以后水井的可持續(xù)發(fā)展打下了好的基礎(chǔ)。根據(jù)出水量的大小我們決定把管下到粗砂位置上,以增大出水量并且減少翻砂。 4。3通孔與破壁通孔與破壁可稱的上是地?zé)峋删^(guò)程中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),其目的是在于清除井壁泥皮,疏通含水14、層孔隙,為洗井做準(zhǔn)備。根據(jù)此孔全孔造漿的特點(diǎn)，我們決定增加加水循環(huán)的時(shí)間,以最大程度清除泥皮，清洗孔壁,循環(huán)時(shí)間定在4h，同時(shí)細(xì)水長(zhǎng)流慢慢調(diào)整泥漿性能之后進(jìn)行通孔與破壁,考慮到粘土層極易縮徑的特點(diǎn)，我們采用自制環(huán)形通孔器進(jìn)行破壁。在通孔時(shí)遇阻嚴(yán)禁強(qiáng)拉強(qiáng)墩,以慢放慢下為宜。此時(shí)觀察上返漿液的粘度是否達(dá)到要18s的要求，如達(dá)到則說(shuō)明處理成功,方可進(jìn)行下一步操作。44成井材料選擇4.4。過(guò)濾器的選擇昌黎縣的含水層段多為粗砂，其極為松散，所以必須采取保護(hù)措施,保護(hù)不穩(wěn)定地層的工具是過(guò)濾器我們采用的是159mm直縫包網(wǎng)過(guò)濾器,它單根長(zhǎng)兩米一，用于粗砂含水層具有極好的擋砂出水作用。尼龍網(wǎng)用80目（一英寸的15、網(wǎng)孔數(shù)),網(wǎng)孔直徑約為.2m，其周圍充填礫料.直縫過(guò)濾器用不銹鋼鋼管制成。雖然其費(fèi)用較高但是其強(qiáng)度及防腐性能較好了,使用它可以減少因生銹對(duì)井的處理措施,增加井的壽命。必要時(shí)還可在過(guò)濾器涂上保護(hù)層或鍍鋅等。根據(jù)過(guò)濾器孔隙的面積與過(guò)濾器表面積的比值求出孔隙率,其值小于30%大于0%符合要求根據(jù)出水量的公式（D=Q/Lm D:用水量方/秒 L m:過(guò)濾器的長(zhǎng)度與空隙率 v：最大允許進(jìn)水流速見(jiàn)表一)可以求出過(guò)濾器的直徑。所以我們選用15mm過(guò)濾器.表一 含水層顆粒直徑(mm)最大允許進(jìn)水流速(米/秒）0。1.5.010。25-0.50。000.-。000。05100-。00.064。2井管選擇與下管技16、術(shù)措施在確定好過(guò)濾器的尺寸后,我們決定在過(guò)濾器上接直徑為19mm鋼管和25m鋼管,壁厚m,單根長(zhǎng)12m。根據(jù)含水位置排列好井管后，對(duì)鉆機(jī)及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查以防下管過(guò)程中出現(xiàn)故障而引發(fā)事故。在下管過(guò)程中，操作者要緩慢下放，看好拉力表。焊工要對(duì)兩管之間認(rèn)真焊接,防止漏焊而引發(fā)礫料從漏口進(jìn)入井管造成嚴(yán)重事故。在下管過(guò)程中要嚴(yán)格觀察井管內(nèi)水位,并進(jìn)行測(cè)量防止管外液體壓差壓扁井管而造成嚴(yán)重事故。為了避免在填礫料過(guò)程中礫料不規(guī)則堆積而影響出水，我們?cè)谶^(guò)濾器外每隔20m焊上筋骨肋條做扶正器用,它焊上過(guò)濾器之后的直徑要比孔徑小20-30mm。同時(shí)為了封閉礫料以及沉淀泥沙需要在過(guò)濾器下端做00沉砂管，下口封閉對(duì)17、于井深較深的井還可用二次下管法。3礫料的選擇與填躒方法填躒的目的是在過(guò)濾器與井壁之間形成人工過(guò)濾層。此人工過(guò)濾層可以增大過(guò)濾器的孔隙率和透水性，減少進(jìn)水時(shí)的水頭損失,以增加單井出水量。同時(shí),還可起濾水擋砂的作用,以防止含水層中的細(xì)小砂礫涌進(jìn)過(guò)濾器內(nèi)因此，可以延長(zhǎng)水井的使用壽命。在粗砂和細(xì)砂中填躒是必不可少的工序礫料的規(guī)格直接影響人工濾層的透水性和井水中的含砂量。如礫料過(guò)大，則孔隙增大，擋砂作用減弱，抽水時(shí)會(huì)大量涌砂,砂料之間的孔隙也會(huì)被細(xì)砂充填,影響透水性.如礫料過(guò)小,不僅透水性差，且使填躒外圍含水層中的細(xì)砂很少被沖出，以致在含水層中不能很好的形成天然濾層，因而使水量減少。根據(jù)礫料為含水層粒徑18、的80倍,我們選擇礫料粒徑為4mm左右但根據(jù)實(shí)際中,無(wú)論是中砂層還是粗砂層,其中都含有一定數(shù)量的細(xì)砂。如為了防止這些細(xì)砂或粉砂通過(guò)，則在礫料中應(yīng)添加小顆粒成分以阻擋細(xì)砂，即所謂的混合礫料。但在混合礫料中,小顆粒成分不得超過(guò)10。其次是礫料的形狀,其應(yīng)具有良好的滾圓度,因?yàn)闈L圓的礫料具有較高的透水性和阻攔砂粒的能力。礫料的質(zhì)地應(yīng)堅(jiān)硬，不易起化學(xué)作用。一般用石英巖或其他硅化巖礫石作為礫料最合適。增大填躒層的厚度，以擴(kuò)大具有良好透水性能的人工過(guò)濾層的范圍，可以增加水井的出水量。因此在施工條件許可的情況下，可適當(dāng)加大填躒厚度。一般填躒厚度約為7100mm.填躒的高度必須要高出過(guò)濾器的上端,否則經(jīng)過(guò)洗井19、和抽水后,礫料會(huì)更加密實(shí)而自動(dòng)下沉，露出過(guò)濾器而造成涌砂。實(shí)踐證明：當(dāng)井徑為450-0mm，每1米礫料將下沉.51米.一般來(lái)說(shuō),剛運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的礫料還要經(jīng)過(guò)篩選水洗，剔除雜質(zhì)，土和不合規(guī)矩的礫石。同時(shí)根據(jù)成井結(jié)構(gòu),井深，和地層特點(diǎn),我們選用了靜水填躒法.在運(yùn)用此方法時(shí)礫料均勻的由井管四周填入，填入的速度不宜太快，以防礫料中途堵塞而出現(xiàn)搭橋現(xiàn)象。當(dāng)投入部分礫料后，由于礫料下沉,形成井管內(nèi)外壓力差,迫使井管外的泥漿外溢，同時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察這一過(guò)程，返水好時(shí),說(shuō)明通孔處理的好,井壁光滑,礫料不受阻,此時(shí)可加快填躒速度在填躒的過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常用測(cè)棒測(cè)量填躒的深度,以了解填入的礫料是否到達(dá)計(jì)劃位置.如礫料中途堵塞20、，不要強(qiáng)力搖動(dòng)或提動(dòng)井管,可將抽筒或活塞下入井管內(nèi)緩慢的上下提動(dòng),直至礫料下沉,也可在井管外下入鉆桿送水，將堵塞的礫料沖開(kāi),再繼續(xù)圍填.井深可用抽水填躒法.4.5洗井.5。1小活塞洗井填好礫后,為了增加工作效率，先少填些紅粘土,以達(dá)到封閉上部含水層的目的,保證洗井效果。填入量可根據(jù)井管外環(huán)空面積進(jìn)行計(jì)算.根據(jù)昌黎縣的地層特點(diǎn),我們選用大小活塞洗井方法。因?yàn)橛没钊淳畷r(shí),活塞在鉆桿的重力作用下,迅速下降,沖擊井水,使井水透出過(guò)濾器沖擊含水層。然后猛然上提活塞,在活塞下面的井段內(nèi)形成真空，含水層中的水迅速流入井內(nèi),破壞井壁泥皮,并攜帶出含水層中的泥、細(xì)砂和滲入的泥漿。如此反復(fù)上提下沖，就會(huì)在較短的21、時(shí)間內(nèi)在井管外形成良好的天然濾水層.首先用小活塞洗井方法:小活塞的制作在現(xiàn)場(chǎng)完成,用一根4米左右的0mm鉆桿，由底端算起每隔1。5米以上穿孔安個(gè)活塞,一共兩個(gè)，活塞由厚度mm左右膠皮帶做成,直徑微小于過(guò)濾器內(nèi)徑，根據(jù)洗井壓力選擇活塞個(gè)數(shù),一般最多不超過(guò)8個(gè)，以防沖破過(guò)濾器而造成漏砂.50鉆桿上部焊鉆桿接頭。最后將活塞用鉆桿下入含水層段進(jìn)行拉洗。活塞洗井是一種成本低,效率高的洗井方法,使用于中砂以上的含水層的金屬井管。在用泥漿鉆進(jìn)的地?zé)峋?用活塞洗井能迅速而有效地破壞泥皮和清除滲入含水層中的泥漿。因此,活塞洗井在當(dāng)前水井施工中被廣泛采用。但在細(xì)砂含水層中和彎曲度過(guò)大的井管中不宜采用此法，否則，22、易造成事故在洗井時(shí)，應(yīng)由第一層含水層開(kāi)始,自上而下逐層地抽洗。活塞在井內(nèi)的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，開(kāi)始抽拉時(shí)切記不要把活塞放置井底，否則,易被流入井內(nèi)的泥砂埋住,同時(shí)洗完一層含水層后應(yīng)用清水循環(huán)至上返水質(zhì)清澈即可。每層含水層應(yīng)洗20個(gè)上下在操作者進(jìn)行洗井的時(shí)候，工人可以繼續(xù)填紅粘土,以充分的利用時(shí)間。在用小活塞洗完后,需下水泵進(jìn)行試抽水,下泵前需向泵內(nèi)灌注清水.用泵抽水時(shí)間一般應(yīng)維持在1020小時(shí)左右，以達(dá)到抽水洗井的目的。45。大活塞洗井上述措施操作完之后進(jìn)行的是大活塞洗井,大活塞洗井的原理區(qū)別于小活塞,大活塞是在325m井管內(nèi)造成真空,使井內(nèi)水位隨活塞上升,當(dāng)活塞拉出井管后，井管內(nèi)的水噴出管外，此時(shí)23、，含水層裂縫中的細(xì)砂泥皮被水帶出。大活塞的制作同樣在現(xiàn)場(chǎng)完成,首先挑一根127mm鉆桿起加重的作用,其下端焊接一0m巖心管做成逆止閥，其下端在連接一根米左右長(zhǎng)的89m鉆桿,在靠近鉆桿下端選五片外徑略小于井管外徑的膠皮帶,其上再放上兩片直徑略大于井管內(nèi)徑的膠皮帶。大活塞用鋼絲繩連接下如井管，此時(shí)可把天車的一個(gè)槽作為鋼絲繩的支撐點(diǎn)，用鉆機(jī)的卷筒下入，剛下入時(shí)用活塞下入速度一定要緩慢,以防活塞撞擊井管造成嚴(yán)重事故，下入深度根據(jù)水位高度決定，原則是大活塞浸入水位以下,再開(kāi)始向上提拉,提拉出井管外同時(shí)水位上漲至井口并噴出。對(duì)于井壁較穩(wěn)定的地層可用二氧化碳洗井法.4。抽水試驗(yàn)由于昌黎縣地下水位在5米左右，24、所以水泵揚(yáng)程上選擇在0米，水量在50噸/i即可。在洗井后和抽水試驗(yàn)前,我們觀測(cè)靜止水位和丈量井孔深度。探采結(jié)合孔每一層的抽水試驗(yàn)進(jìn)行了兩個(gè)以上的落程,每個(gè)落程穩(wěn)定時(shí)間824小時(shí).五常見(jiàn)事故的處理5。1過(guò)濾器擠毀事故類型與成因 在松散層中地?zé)徙@探成井，一般采用的是 19橋式過(guò)濾器.它是由普通鋼板沖壓后再卷焊而成的一種過(guò)濾器，其厚度在5 mm之間。此類型的過(guò)濾器出現(xiàn)擠毀和變形事故常發(fā)生在下管過(guò)程、投礫過(guò)程或洗井抽水過(guò)程3個(gè)階段。按變形量劃分其過(guò)濾器斷面可能出現(xiàn)橢圓形和線狀(完全擠壓）2種類型，其中多數(shù)情況下出現(xiàn)后者類型的事故。 井內(nèi)過(guò)濾器擠毀事故的成因(1)過(guò)濾器材質(zhì)和加工工藝問(wèn)題。由于目前的橋式25、過(guò)濾器都是用普通鋼板沖壓卷焊而成，所以,在強(qiáng)度上與井內(nèi)其它無(wú)縫鋼管或石油套管相差很遠(yuǎn)。 （2)井管內(nèi)外形成較大的壓力差。當(dāng)井管內(nèi)液柱過(guò)低而不能與管外的地層壓力相平衡時(shí)，則會(huì)發(fā)生井管或過(guò)濾器擠毀事故，這也是發(fā)生該類問(wèn)題的最主要原因。產(chǎn)生壓力差現(xiàn)象的根源是泥漿問(wèn)題和換漿不徹底，導(dǎo)致過(guò)濾器堵塞，井管內(nèi)外流體不循環(huán)和貫通，在這種情況下,井管內(nèi)形成較大負(fù)壓，巨大的地層壓力很容易將井管或過(guò)濾器擠毀.此類問(wèn)題在下管、大降深洗井和抽水時(shí)容易發(fā)生。 （）過(guò)濾器瞬間受到?jīng)_擊作用.當(dāng)下完井管投礫時(shí)，若遇到井眼坍塌、局部縮徑或礫料“架橋（投礫過(guò)快）等情況時(shí)，在瞬間坍塌或墜落將會(huì)對(duì)強(qiáng)度較低的過(guò)濾器產(chǎn)生巨大的沖擊力并使其26、變形或擠毀。 上述3方面原因除了第一個(gè)是客觀存在問(wèn)題外,實(shí)際上都和泥漿使用有很大關(guān)系。也就是說(shuō):在整個(gè)鉆井過(guò)程中泥漿性能不好,形成的泥皮過(guò)厚或使護(hù)壁效果差,則容易產(chǎn)生堵塞或掉塊、“架橋等問(wèn)題,從而為事故的發(fā)生提供了條件。5.2 過(guò)濾器擠毀事故預(yù)防措施及處理技術(shù) 預(yù)防措施所有的事故都應(yīng)該作到預(yù)防為主,特別是在第四系和新近系地層中鉆井，最容易發(fā)生的事故之一就是過(guò)濾器的變形或擠毀所以在該類地層中從開(kāi)鉆到完井整個(gè)過(guò)程都必須作到嚴(yán)格、謹(jǐn)慎、細(xì)致. （1)井口保護(hù)管或表層技術(shù)套管必須安裝在粘土等相對(duì)穩(wěn)定的地層中,并用粘土球或水泥固定牢靠,防止下管沖孔換漿時(shí)井口坍塌或表層保護(hù)管下沉傾斜。 (2)整個(gè)鉆井過(guò)程27、中一定要控制泥漿的性能指標(biāo),避免泥皮過(guò)厚和失水量過(guò)大，防止在下管或投礫時(shí)大量泥皮堵塞或井壁崩落而形成壓力差或沖擊過(guò)濾器。 (3）投礫過(guò)程必須緩慢,嚴(yán)禁速度過(guò)快造成“架橋”現(xiàn)象,當(dāng)架橋的礫料瞬間坍塌時(shí)，一方面攜帶大量的泥皮沉入井底,造成堵塞問(wèn)題；另一方面對(duì)下部過(guò)濾器造成瞬間巨大的沖擊力。 (4)井內(nèi)存在漏失和下管過(guò)程中,注意井內(nèi)液面變化.當(dāng)井筒液面較低或有下降趨勢(shì)時(shí),立即向井內(nèi)進(jìn)行回灌，保持井內(nèi)壓力平衡。 處理技術(shù)若在下管過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)濾器變形或擠毀事故，馬上起拔已下入的所有井管,然后對(duì)事故過(guò)濾器進(jìn)行更換，進(jìn)行完探孔后再次下入即可，必要時(shí)可重新配制泥漿進(jìn)行循環(huán),以達(dá)到井壁穩(wěn)定和不產(chǎn)生堵塞之目的。在28、這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)濾器變形或擠毀事故很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往都是在洗井或抽水時(shí)感覺(jué)水量有較大出入時(shí)才發(fā)現(xiàn)。 當(dāng)完井后發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器擠毀時(shí),井內(nèi)千余米的井管被礫料圍填阻力增大，此時(shí)的井管已經(jīng)不可能拔出，這種情況下以往幾乎整個(gè)鉆井工程只有報(bào)廢重新施工或賠償。現(xiàn)在隨著技術(shù)進(jìn)步和石油鉆井工藝、工具的引進(jìn)，為該類事故的成功處理提供了新的希望和方法。目前在地?zé)徙@井或水文水井工程中處理該類事故的工具可以借鑒石油套管整形器,并結(jié)合事故和變形情況加以適當(dāng)改進(jìn)即可. 當(dāng)過(guò)濾器變形較輕時(shí),可以直接使用套管整形器進(jìn)行修復(fù)；當(dāng)過(guò)濾器變形嚴(yán)重或擠毀時(shí),直接采用整形器效果差甚至無(wú)法修復(fù),此時(shí)必須使用改裝后的套管整形器。即在整形器下端加29、焊12鏟形的短節(jié)，這樣容易把擠毀的過(guò)濾器沖開(kāi). 在操作中泵量盡可能選擇最大,轉(zhuǎn)速為最低,井內(nèi)鉆具壓力在4060kN之間,過(guò)大容易把過(guò)濾器沖擊碎，一般情況下逐步緩慢對(duì)變形過(guò)濾器施加沖擊力這樣反復(fù)動(dòng)作即可使變形的過(guò)濾器沖開(kāi)，注意每沖開(kāi)35后,要上下拉動(dòng)鉆具,避免井內(nèi)過(guò)濾器再次變形而卡住鉆具。待井內(nèi)的所有擠毀過(guò)濾器沖開(kāi)以后，最好再下入小一級(jí)的過(guò)濾管起支撐作用,否則當(dāng)抽水時(shí),一旦水位下降形成壓力差則很容易使過(guò)濾器再次變形或擠毀。 六技術(shù)展望6。氣舉反循環(huán)技術(shù)的推廣應(yīng)用氣舉反循環(huán)具有技術(shù)操作簡(jiǎn)便，變換工藝容易,鉆進(jìn)效率高,鉆頭壽命長(zhǎng)，成井質(zhì)量好,適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn),是一種易于掌握，便于推廣應(yīng)用的鉆進(jìn)方30、法。許多國(guó)際都開(kāi)始應(yīng)用這一方法.6。2氣舉反循環(huán)鉆井技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程氣舉反循環(huán)鉆井是將壓縮空氣沿雙壁氣水龍頭，雙壁主動(dòng)鉆桿，雙壁鉆桿的環(huán)狀間隙從氣水混合處噴人管內(nèi)，這時(shí)壓縮氣體膨脹,液氣混合,形成一種密度小于液體的液氣混合物。由于氣體不斷壓入封閉在管內(nèi)的液體中,使得關(guān)內(nèi)的液氣混合物密度同井內(nèi)的液體產(chǎn)生壓差,從而將氣,液,固三相流以較高的流速帶出管外,排入沉淀池。沉淀后的鉆井液在流向井內(nèi)，如此不斷循環(huán)形成連續(xù)鉆進(jìn)的過(guò)程。結(jié)論：地?zé)嶙鳛橐环N綠色能源,越來(lái)越被人們所認(rèn)可，它符合中國(guó)國(guó)情,符合可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略同時(shí)也符合科學(xué)的發(fā)展觀，它的用途將越來(lái)越被人們所熟知。所以地?zé)峋诮窈蟮目辈焓袌?chǎng)占據(jù)的比重也將會(huì)31、越來(lái)越大，針對(duì)這一現(xiàn)狀,從現(xiàn)在做起，不斷在地?zé)峋辈焓┕ぶ懈录夹g(shù),加強(qiáng)管理,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),積極的向先進(jìn)的,科學(xué)的，經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)學(xué)習(xí),以求在當(dāng)今地?zé)峥辈焓袌?chǎng)上擁有一席之地.通過(guò)這次在秦皇島地區(qū)的施工,我們總結(jié)了在鉆探施工與成井工藝方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)同時(shí)采取行之有效的措施,保證施工的順利進(jìn)行,并且創(chuàng)造性的成功使用了牙輪魚(yú)尾鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)效獲得了快速提高,而且在成井過(guò)程中成功的運(yùn)用了真空洗井法獲得了極好的出水效果,在安全的基礎(chǔ)上又提高了效率,不僅較快的完成了當(dāng)?shù)鼐用穹?wù)交給我們的任務(wù)，而且還增加了自己在當(dāng)?shù)氐責(zé)峋┕さ慕?jīng)驗(yàn)，提升了自己的鉆探施工與成井工藝上的水平.鉆探是一門(mén)科學(xué)只有不斷的學(xué)習(xí)，才能不斷的提高.七.參 考 文 獻(xiàn)【】陳挺哏，管志明.鉆井工程理論與技術(shù)。山東:石油大學(xué)出版社。2002【2】郭紹升.鉆探手冊(cè)。武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,193【3】烏效鳴。鉆井液與巖土工程漿液。武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2002【4】劉廣志。中國(guó)鉆探科學(xué)技術(shù)史.北京:地質(zhì)出版社,1998【5】許劉萬(wàn)，等。水井氣舉鉆探新技術(shù)推廣應(yīng)用。探礦工程。203【6】劉瑞琪等,水文地質(zhì)鉆探鉆井工程實(shí)用技術(shù)手冊(cè).中國(guó)工程勘察協(xié)會(huì)技術(shù)咨詢部。992【7】中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)探礦工程專業(yè)委員會(huì).貼礫濾水管在地?zé)峋械膽?yīng)用探礦工程.北京：地質(zhì)出版社，99