2、回转钻机钻井施工工艺及方法.doc

回转钻机钻井施工工艺及方法1. 主要工艺流程：定好井位钻机安装开钻前技术安全检查验收验收合格后开钻406mm钻具钻进至完整灰岩下入377mm护壁套管固井止水325mm钻具钻进至50m、100m、 150m、200m、250m测斜井斜合格后280mm钻具至钻进终孔或换用219mm钻具钻进至终孔验收孔深进行洗井和抽水试验化验水质整理资料提交报告。2. 钻进工艺：010m段：钻孔结构325mm，开孔用325mm合金钻头，钻进至10m，遇完整的奥陶系灰岩后下入2738mm套管固井止水。本段工艺参数如下：钻具结构：406mm钻头+146mm钻铤+机上钻杆。钻进规程：钻压1420KN，转速48r/min,泵量600L/min。冲洗液：采用清水作为冲洗液。10300m段：钻孔结构219mm，本段工艺参数如下：钻具结构：219mm钻具+89mm钻杆+机上钻杆。钻进规程：钻压1520KN，转速48-78/min,泵量600L/min。冲洗液：采用清水作为冲洗液。潜孔冲击钻进：020m段（松散风化层）：钻孔结构230mm，开孔用230mm合金钻头，钻进至20m，遇完整的奥陶系灰岩后下入2198mm套管固井止水。本段工艺参数如下：钻具结构：230mm钻头+146mm钻铤+机上钻杆。20220m段：钻孔结构203mm、178mm、152mm本段工艺参数如下：钻具结构：203mm、178mm、152mm钻具+89mm钻杆+机上钻杆。3. 覆盖层的施工在该层的施工中，要对每个施工人员明白该地层地质情况以便正确掌握施工方法和技术参数。该层施工中极有可能遇到大块岩石，不能正常钻进，采用措施利用泥浆护壁，冲击钻进，至基岩并入岩25米后安装钢管护壁。覆盖层施工完毕后，将井壁管安装牢固,外周用水泥砂浆封闭，使之起到封闭地表水、固定井壁管的作用。4. 基岩钻进基岩钻进采用钢粒钻进，钢粒钻进是利用钢粒作为切削具来破碎岩石的一种钻进方法。合理掌握钻进技术参数是提高进尺效率，保证成孔质量的重要措施，钢粒钻进参数包括压力、转数、投砂量、水量。钢粒钻进较其它钻进难于掌握。送水量和投砂量是钢粒钻进的重要环节。如果掌握不好对钻进效率影响极大。1、合理掌握钻压：钢粒钻进效率的高低，与能否正确掌握钻压有密切关系。轴心压力的确定是根据钢粒抗压强度、机械能力、钻具强度以及钻头底面积等因素决定的，一般将轴心压力控制在1420KN为宜。2、送水量：水井施工要尽可能使用清水做为冲洗液，以保证含水层的通头透性。正确掌握送水量是保证钻进效率的主要条件之一。送水量的大小不当不仅影响进尺，而且还会造成卡钻事故。掌握水量大小的原则：必须是使失去克取能力的钢粒末和由岩石磨削下来的岩粉及时排出孔外使有克取能力的钢粒部分在孔底破碎岩石，多余部分被水冲起悬浮在钻头与孔壁的间隙中，以随时补充孔底钢粒的消耗。在钻进软层（泥灰岩）时进尺快，产生岩粉多，送水量应大。钻进硬质岩石时送水量则适当减少，根据钻头的磨损程度合理制作水口高度，回次钻进前水口高度一般要开150200mm，水口上部宽度一般为25mm左右，水口弧形面（即导砂面）与钻头底面夹角为60度左右。随着钻头的消耗，钻头底面积的变化在钻进中应视具体情况调整冲洗液的送量。3、转速：钢粒钻进在一定范围内适当加快转数，综合考虑钻机具的承受能力，在突然蹩钻时不致于损坏机具。适宜调整转数，钻头底面圆周线速度一般为0.51.2m/s。4、投砂方法与投砂量：一般采用一次投砂法和多投砂法。在岩石比较完整，不出现漏砂或很少漏砂时可采用一次投砂法，一次投足回次钻进用砂量。在钻进岩层裂隙溶洞发育应根据其程度和漏砂量增加投砂次数和投砂量。投砂方法和头砂量，目前广泛采用一次投砂法和多次投砂法，一次投砂法投砂量可参照下表：岩石性质钻头直径（mm）426377325273219头 砂 量 （kg）57级12141012810686789级141612141012810785确保钻井施工质量的技术组织措施5.1 在确定井位时，充分考虑工程现场附近地下水污染及水质情况。在凿井出水后，委托有化验资质的机构对井水水质进行化验，确保供水质量和安全。5.2 施工准备工作（1）平整场地：地基必须平坦、坚实、软硬均匀，对软弱地基作加固处理。（2）设备安装：升降系统、钻塔各部及辅助工具必须进行认真检查，符合要求方可安装。起钻塔时卷扬机低速平稳运转，钻机天轮中心，转盘中心与井孔中心必须保持在一条铅直线上。其它设备也要严格按要求安装。5.3 采用国家优质管材并有材料出厂证明和合格证明的井壁管，护壁管采用8mm厚的螺旋管（材质Q325）。井壁管安装中，要牢固可靠，并在井口周围用水泥予以浇灌封闭，确保井水不受地表水污染。5.4 在施工中，对钻孔进行控制，分别在孔深50米、100米、150米、200米处或终孔处进行测斜，确保钻孔偏斜每百米不超过2度。确保井深圆正、垂直。5.5 在施工过程中，取上岩芯后，由专人负责将其按顺序排好并予以标注孔深，记录好地层变化、裂隙发育情况和岩芯采取率。5.6 回转钻进施工按单井设计的井孔直径，岩性及深度选择钻具，采用钻铤加压。每次下入钻具前，应检查钻具，及时焊补或更换。每次开钻前，应先将钻具提离孔底，开动泥浆泵，待冲洗液畅通后，再用慢速回转至孔底，然后开始正常钻进。如发现钻具回转阻力增加，负荷增大，泥浆泵压力不足等反常现象时，应立即停止钻进，查明原因。采用钢粒钻进时，作好质量鉴别，质量好的钢粒为黄褐色，不碎不扁。确定钻进技术参数，应根据岩石可钻性，钻粒和钻具强度及设备能力选择，钻压常规选择34Mpa，强力选择56Mpa，转速选择钻头线速度12m/s，送水量可用公式Q=KD计算选择。公式中Q为冲洗液量L/min；D为钻头直径cm；K为系数L/min*cm。钢粒钻进时回次初K=34；回次中23。5.7 井口管嵌入稳定的基岩中，底部外围用注浆工艺封闭，返浆高度不小于6m。72小时后用注水法检验注浆封闭效果。5.8 如遇特别严重的岩溶裂隙、破碎带等情况，造成孔壁不稳固时，及时下入护壁管，深度达到较完整的岩石层面。并根据含水层的部位，相应下入透水花管，确保井孔安全和出水量，透水花管纵向每隔15cm切口，切口长度20cm，切口横向（圆周）间隔10cm。透水花管孔隙率不低于12%。5.9 井壁管的安装采用悬吊下管法，上下井壁管对接时要进行90吊线铅直，井壁管焊缝严密无缝，不漏焊、虚焊。5.10 成井后，首先进行洗井，洗井完毕后，井底沉淀物厚度应小于井深的5/1000。抽水试验稳定延续时间不低于8小时，抽水试验结束前，取样进行含砂量测定和水质化验。6. 施工中的应急措施和预案在钻进过程中，由于种种原因常发生各种孔内故障而中断钻进，这些事故的发生，必然影响工程进度，使人力、物力都会受到损失。因此应尽可能采取预防措施，把一切事故消灭在发生之前，本着预防为主的方针，对可能发生的以下几类事故采取预防措施。6.1 埋钻事故：提高泥浆质量，采取有效护壁措施，保持孔底清洁，做到及时捞取岩粉，使岩粉孔内残余量小于0.3米。6.2 烧钻事故：通常烧钻事故是因孔底缺乏冲洗液所致，在钻进中要密切注意冲洗液的回量。保证泥浆泵正常运行，保持孔内清洁。6.3 钻具夹钻与卡阻事故：采取有效的护壁措施，提高钻孔质量，防止钻杆弯曲，及时处理孔壁的不稳定情况。6.4 钻具折断、落跑钻事故：提高管材的加工质量，加强钻井机具的维修合理搭配钻具，严格遵守操作规程。6.5 钻孔弯曲事故：钻机安装要牢固周正，把好钻机安装质量关，把好开孔、变径关经常检查钻机紧固螺栓是否松动。及时调整天滑子、钻机、井孔中心线在一条铅垂直线上。6.6 防止其它物件掉入孔内：工作要认真负责，工具、物件要妥善保管，保持孔口周围清洁。6.7 处理措施和基本方法孔内事故的具体处理方法，主要依据事故的具体情况来确定，由于事故的性质、类型、情节以及当时各方面条件都不同。所以采用处理方法也不一样。常用的基本方法和工具可分为以下几种：捞、提、扫、冲、打、顶、反、炸、透、扩、割、磨。(1)捞：是用适宜于脱落钻具的丝锥和打捞器，打捞掉入孔内的事故钻具。根据不同的情况采用正丝和反丝锥。以利在升降机提不动的时候进行反取。(2)提：用公锥或母锥对上脱落钻具后，用升降机进行提拉，开始提升时不要太猛，要先轻后重，提升下放交替使用。直至将脱落钻具提出。(3)扫：适宜于钻具在孔内某一个孔段受阻，但钻具能转动。遇此情况可采用钻机开车回转钻具向上或向下扫，把挤夹物扫碎或挤入孔壁，使事故钻具提出孔外。(4)冲：就是用冲洗液在事故钻具上部周围的障碍物当发生埋钻和夹钻事故时，如用升降机提升无效，可增加冲洗液量和泵压进行强力冲孔的办法排除埋挤的障碍物。一般不严重的埋钻夹钻事故，经强力冲孔后，结合强力提拉，即能排除。如冲洗液不能自钻具底部循环时，则下入其它管道冲洗钻具上部之埋挤物，同时配合强力提拉也有可能排除。(5)打：用吊锤冲打事故钻具。利用机械冲击力，振动消除事故钻具周围的挤夹力，以使钻具松动或上下串动。冲打钻具的办法可采取上下打相结合的办法，当钻具下部悬着时使用效果较显著。(6)顶：用千斤顶起拔钻具，采用大顶力千斤起拔，对挤夹事故钻具有一定的效果。(7)反：通过粗径钻具上部的接头，采用丝锥或反丝锥将事故钻具分若干次反回，反回了事故钻具上部的钻杆，给下一步处理粗径钻具创造了条件。再采用冲、提、捞、磨、透等措施往往奏效。(8)炸：是在采用提、打、捞、反、冲、顶、等措施后仍不能将事故钻具提出井口时采用的一种办法。通过定位爆破后再采取相应的措施将事故钻具提出孔口。(9)透：孔内事故钻具经爆破或反取处理后，只剩下粗径钻具时，可采用小一级直径的钻头从粗径钻具内往下透孔，透孔后继续向下钻进12米，由于对事故钻具的振动使钻具周围挤夹物松动落入下段使事故钻具松动。这时下入丝锥或其它打捞工具，将事故钻具提出