海上钻探技术措施

海上钻探技术措施海上钻探技术措施 1 海上钻探的类型和施工基理 海上钻探分漂浮式和架空式二类 漂浮式钻场以船筏为主 也包括浮箱与油桶 等 钻架的固定及钻孔定位较复杂 在施工过程也会受到海水潮汐的起落 风 浪等影响 海底表层一般为淤泥或其它沉积物 易受水流和水压影响 由于岩 芯易流失 对这些地层的触探试验 取原状土样等比较严格 故在保证钻孔质 量方面尤其重要 我院于 20 世纪 80 年代进行海上钻探 到目前已在北部湾施 工完成多个代表项目 施工部份项目及完成孔数 工作量见表 l 2 钻探用船的选择 根据钻孔深度及使用的钻探设备大小来选择 并按海上海水流速 水深和浪 潮汐大小而定 船只可选木质 钢质 单或双体船 油桶等 同时应考虑在钻 进和起下套管的动载荷达到一定的安全系数 海上钻探船的选择可参照表 2 3 钻探设备选用和安装 3 1 钻探设备的选用 我院从事的海上钻探都是工程地质钻探 施工孔深一般在 50m 以内 口径要求 150mm 终孔为 110mm 由于海上施工 钻场易受水流及风浪等影响 而且要求 采用静压法取原状土样 故选用的钻探设备功率一般要求大些 钻机 中日技术合作合浦南流江出海口滩涂钻探选用 xu600 型 其它工程用 cy100 型和 150 型 水泵 xu600 型钻机配用 bw250 50 往复式泥浆泵 cy 100 型和 150 型钻机配用 bw 160 往复式泥浆泵 用泥浆钻进时可作泥浆回收引流管 可见选用和下好保护套管及为重要 3 如遇到风浪较大侵袭时 应将保护套管接长 防止钻船颠簸上升时套管被基 台和船体压断 同时在保护套管下部系上绳子和浮标作标志 遇套管在水中断 折时便于打捞 136 西部探矿工程 2008 年第 9 期 5 2 加设保护孔口套管的活动导向管加设保护活动导向管的作用是在施工中因 受潮汐和风浪影响 造成钻船起落不定 使出露的套管接长和拆卸增加麻烦 用活动保护导向管来保证套管在随潮汐起落时都能够在活动导向管内 不致影 响钻进施工时离开孔位 活动导向管的长度一般为潮汐落差的 2 倍以上 导向 管一头用一块长 320cmx60cmx10mm 钢板焊接 钢板用 4 根 16mm 螺栓同孔口板固 定 施工时将活动导向管罩在保护套管上 见图 3 二 l 6 一图 3 活动导向 管结构图 5 3 跟管钻进在施工过程中由于海底积有一定厚度的淤泥 砂泥层 随之钻进 不断加深和采样 标贯 触探等工作 这时不断用增加套管长度来隔离松散地 层 确保施工孔壁安全 跟管方法在套管头接上一根短管后 用普通合金钻头 采用扫孔或锤击方式 一直跟管到基岩面或设计要求孔深为止 6 机上余尺和回次进尺的计算 6 1 机上余尺计算海上钻探 钻孔进尺是从海底作为零点算起 因钻进中受潮 汐影响 涨潮时 机上余尺减少 退潮时 机上余尺增加 机上余尺为一个变 量 可用下列公式计算 shh1 一 hzh3 式中 机上余尺 m h 钻具总长度 m h 常量 海底至保护管头长度 m hz 变量 套管头至船水平面的高度 m h 钻机机高 m 6 2 回次进尺计算 1 涨潮时的回次进尺计算 因涨潮钻进 机上余尺除了随 着孔内进尺减少外 也随着水位上涨船体升高而减少 因此回次进尺数不等于 下钻到孔底时的机上余尺减去提钻时的机上余尺 应再减去回次进尺过程中涨 潮的水位高度 即下钻到孔底时保护管头至钻船水平面长度减去提钻时保护管 头至钻船水平面的长度 用下列公式计算 h ss1 一 h2 一 h3 h2h 式中 h 回次进尺 m 下钻到孔底的机上余尺 m s1 提钻时的机上余尺 m h 下钻到 孔底时保护管头至钻船水平面长度 m h 提钻进保护管头至钻船水平面长度 m 2 退潮时钻进回次计算 计算回涨潮时回次计算相同 计算公式中 hzh 7 在复杂地层取芯质量的保证措施查明软硬互层及破碎带情况 产状和性质 是海上工程钻探的主要任务之一 如何提高岩芯采取率是我们施工的重要措施 7 1 提高在软硬互层取芯质量 1 采用短钻具钻进 缩短钻进时间 限制回次 进尺 使岩心对磨和减少岩芯受破坏时间 2 增大孔径和增大岩芯直径来达到 岩芯的抗扭强度 3 提高钻具稳定性和减少钻头晃动 主要调整钻进参数和冲 洗液润滑性能使钻具不产生剧烈振动 7 2 提高破碎带钻进取芯质量 1 采取增大岩芯直径 以提高岩芯强度和允许 岩芯周围有效多剥蚀量 2 提高卡芯的可靠度 防止岩芯途中脱落 用单动双 管钻具 可有效保护岩心采取率 3 用优质泥浆冲洗液反循环 使岩芯呈悬浮 状态 防止岩芯被二次破碎 8 海上钻探的安全防护措施 在海上钻探施工作业 最重要的是安全生产 施工期间应采取以下安全措施 1 在通航的海上进行钻探前 要与水上航运部门联系 以保证安全 钻船上应 挂信号 2 钻船的拖运 移动 定位及抛锚等工作应由专门船工操作 3 钻 船上要设有救生衣 救生圈和医药防护用品和灭火器等消防器材 4 遇刮五级 以上大风或大雾天能见度差时 应停止施工作业 并将钻船移动避风港内 浅谈水上勘察的安全防护措施 从事水上勘察 尤其是江上或海域勘察 水流条件复杂 钻孔深度大 单孔施 工周期长 因此制定一系列安全有效的施工防护措施至关重要 这些措施的制 定 能够为水上勘察项目的顺利实施奠定坚实的基础 下文为笔者在水上安全 生产工作方面积累的一点经验 供同行参考 不妥之处请指正 1 组织保证措施 首先成立项目安全领导小组 负责对该项目安全生产的全面领导 项目安全控 制必须坚持安全第一 预防为主的方针 项目现场成立安全生产管理小组 小组应根据院或公司管理体制建立项目安全 管理体系和安全生产责任制 管理小组负责现场安全生产的日常督促与检查 隐患整改情况监督与验收 每一个钻探平台设一名专 兼 职安全员 负责对平台上生产设施的安全检查 救生 消防设施的保管 维护及平台上作业人员的行为规范的督促 护航及嘹 望工作的联络 指挥 及时记录安全生产情况并每 24 h 应向项目安全管理小组 汇报一次现场安全生产情况 安全管理小组及时记录并向安全领导小组汇报 2 安全防护措施 2 1 实施性措施 1 所使用的船舶必须是经船舶检验部门检验合格且航行证件齐全 船员均具备 相应配员资质且体质适宜 2 提前 20 d 向当地海事部门申请办理水上水下作 业施工许可证 提前 7 d 15 d 在水运报及当地有影响的主要报刊发布航运通 告 3 与当地海事部门及航道部门联系共同研究制订水上施工安全维护和钻探 船舶的具体护航安全措施及应急预案 以备紧急情况发生 4 按水上水下作业 的具体要求 在钻探平台船舶 交通船舶上设置醒目的工作信号 白天旗标 夜间灯标 5 咨询海事部门 选择熟悉施工水域的维护船停泊于钻探平台上 游方向 150 m 300 m 处 24 h 连续护航 钻探船上每班设专职嘹望人员 加 强警戒 利用水上专用频道海域 11 频道 16 频道 长江 6 频道 提醒过往船 只避让 6 严格挑选技术熟练钻探工人 安全员 船长等特种作业人员应持证 上岗 作业前必须进行水上基本安全知识及安全操作规程教育 船上作业人员 除穿戴好正常劳保用品外 每人另配救生衣 1 件 每船配置救生圈 4 只 8 只 深水域施工每船还需配备海员救生衣和 1 只 2 只应急救生筏 可乘坐 10 人 20 人 7 船上应配备移动电话 甚高频或对讲机等通讯设施 专人守护确保通 讯通畅 注意气象预报的收听及早制定预防措施 8 对所有参加水上作业人员 进行意外伤害保险 设备进行资产保险 2 2 防护性措施 1 钻探平台四周 塔上工作台周围均设防护安全栏杆 栏杆高度 1 1 m l 2 m 下部设小物件挡板 挡板高不小于 20 cm 栏杆的强度应可靠 铺设木质地 板 地板厚不小于 6 cm 要求铺设平整 牢靠 保持平台清洁 2 机械传动 装置必须戴防护罩 不得裸露 防护罩应质地坚固 固定牢靠 并标明禁止跨 越字样 锚绳必须分别设置可调节装置 并注意及时调整松紧 3 钻探船两侧 应放置足够的防碰物件 仑胎 任何船只靠近钻探船时 应减速旁靠 严禁直 接碰撞 4 夜间作业 照明光线应充足 采用低压安全电源 所有线头不得裸 露 灯头座应防水 5 存放燃料和其他易燃品区域严禁烟火靠近 需预热润滑 油时 须专人看管 配备消防器材 落实消防措施 2 3 规定性措施 1 制定水上钻探作业有关的安全规章制度及安全作业规程 对船上作业人员行 为做出具体严格规定 2 作业期间 作业人员必须严格遵守钻探安全操作规程 不得违章指挥 违章作业 违反劳动纪律 操作人员必须注意观察套管与返浆 谨慎操作 3 进入作业区域范围 必须正确穿戴好合体的个人劳护用品 戴好 安全帽 扣好帽带 穿好救生衣 系牢衣带 塔上作业 必须系牢安全带并挂 于牢靠的挂钩上 4 作业人员服从统一指挥 遵守船员的各种规则 熟悉本平 台船上规定的统一紧急信号 遇到问题及时援助解决 5 甲板上 严格执行动 火审批制度 动火时消防措施必须到位 3 管理措施 1 建立岗位责任制 明确岗位安全责任 做到人人安全责任 目标明确 2 建 立现场安全生产奖罚制度 实行安全生产承包 设立安全生产奖 将安全生产 同生产人员的切身利益挂钩 推动钻探人员注意安全主观能动性 主动遵章守 纪 3 实行安全技术交底制度 每个钻子 l 实行安全技术交底 突出安全防范 的重点 提醒重视 加强现场安全检查督促力度确保安全 4 加强对船员的安 全教育 每条船都单独签订安全生产合同 明确双方安全责任 5 建立项目安 全保证金制度 一级对一级负责 岗位之间相互照应 4 防污染措施 督促宿住船员遵守国家海洋防污条例 加强设备维护 杜绝机械油水的跑 冒 滴 漏 含油污水不得直接排入江海水中 应经油水分离器处理 垃圾一律袋装化 随 交通船递送岸上垃圾存放处 5 应急预案措施 5 1 特殊天气应急预案 风力不大于 6 级时正常施工 指较大船舶海域施工状况 风力达 6 级 7 级 时 将套管退出平台 将锚绳放松 20 m 左右 停泊于子 l 位旁 风力大于 7 级 时 由船长统一指挥起锚回港避风 情况紧急时 可放掉或砍断锚绳 回港待 避 雾天应启用雾号 雾笛 通知过往船只避让 5 2 发生险情应急预案 安全通道通畅 宿船人员熟悉安全通道 熟悉自救程序 迅速发出遇险信号 所有人员穿好救生衣 到甲板集合 有组织的将人员撤向辅助船 特别情况下应派人迅速放下救生筏 将人员撤上救生筏 自救同时发出求救信号 并迅速将险情报告海事救中心 5 3 医疗求助应急预案 1 备救急药品 2 给伤病员迅速止血包扎处理 3 辅助船迅速送伤员上岸 4 迅速将伤员情况报告给项目部 急救中心 派救护车在码头等待