岩土特殊施工-第3章-钻井法

1、第第3章章 钻井法钻井法3.1 概述概述3.2 钻井设备钻井设备立井钻机立井钻机3.3 井筒钻进井筒钻进3.4 洗井与净化洗井与净化3.5 钻井井壁钻井井壁3.6 钻井破岩机理钻井破岩机理3.7 钻井参数钻井参数3.8 立井钻机的基本计算立井钻机的基本计算3.9 反井钻进反井钻进3.10 井筒掘进机施工技术井筒掘进机施工技术3.11 钻井法有待解决的问题钻井法有待解决的问题3.1 概述概述3.1.1 实质与分类实质与分类3.1.2 发展概况发展概况3.1.3 特点与适用条件特点与适用条件返回返回n 定义定义 钻井法是用钻井法是用钻头钻头破碎岩石，用破碎岩石，用洗井洗井液液进行洗井排碴和护壁，当

2、井筒进行洗井排碴和护壁，当井筒钻至设计直径和深度以后，在洗钻至设计直径和深度以后，在洗井液中井液中下沉井壁下沉井壁进行支护的机械进行支护的机械化凿井方法。化凿井方法。n 钻井法凿井的主要工艺过程：钻井法凿井的主要工艺过程：钻进、泥浆洗井护壁、下沉预制井钻进、泥浆洗井护壁、下沉预制井壁和壁后注浆固井等。壁和壁后注浆固井等。3.1.1 实质实质1天车；天车；2钻塔；钻塔；3吊挂车；吊挂车；4游车；游车；5大钩；大钩；6水龙头；水龙头； 7进风管；进风管；8排浆管；排浆管；9转盘；转盘；10钻台；钻台；11提升钢丝绳；提升钢丝绳； 12排浆槽；排浆槽；13主动钻杆；主动钻杆；14封口平车；封口平车；

3、15钻杆；钻杆；16钻头；钻头； 17二层平台；二层平台；18钻杆行车；钻杆行车；19钻杆小吊车；钻杆小吊车；20钻杆仓钻杆仓3.1.1 实质实质3.1.1 实质实质3.1.1 3.1.1 实质实质3.1.1 3.1.1 实质实质3.1.1 3.1.1 实质实质3.1.1 3.1.1 实质实质 钻井法按钻井钻井法按钻井传动装置的位置传动装置的位置分类：分类：3.1.1 分类分类n 国外国外 1854年年德国工程师德国工程师Kind采用冲击钻钻凿第一个采用冲击钻钻凿第一个直径直径4.25m，深度深度98m井筒井筒。德国大量采用钻井法钻。德国大量采用钻井法钻凿风井和疏干井凿风井和疏干井，仅，仅莱茵

4、褐煤公司钻进的疏干井就有莱茵褐煤公司钻进的疏干井就有2000多个，多个，365000m。 前苏联前苏联是应用钻井法的主要国家之一，是应用钻井法的主要国家之一，1979年创造月成井年创造月成井160m的记录。的记录。 美国美国1910年年才才引进引进钻井法，钻井法，50、60年代出于地下核试验和年代出于地下核试验和其他工程的需要，钻井法得到广泛应用其他工程的需要，钻井法得到广泛应用。仅美国原子能委。仅美国原子能委员会内华达洲地下核试验场，在员会内华达洲地下核试验场，在19601983年期间钻凿年期间钻凿600多个，其中在阿留审群岛的井筒深达多个，其中在阿留审群岛的井筒深达1829m。3.1.2

5、发展概况发展概况n 国内国内1969年年元旦，我国第一口采用钻井法钻凿的煤矿立井井筒是元旦，我国第一口采用钻井法钻凿的煤矿立井井筒是淮北朔里南风井，直径淮北朔里南风井，直径4.3m，深，深90m。1984年年施工钻井直施工钻井直径径9.3m，成井直径，成井直径7m，深，深469m的的淮南谢桥西风井淮南谢桥西风井一类的一类的深大井筒，并实现全套设备国产化，深大井筒，并实现全套设备国产化，综合技术达到国际先综合技术达到国际先进水平进水平。1999年淮北许瞳矿井年淮北许瞳矿井的主、副、风三个井筒，同的主、副、风三个井筒，同时采用钻井法施工时采用钻井法施工，主井，主井、风井已高质量完成，偏斜分别、风井

6、已高质量完成，偏斜分别为为0.21和和0.1。3.1.2 发展概况发展概况n 特点：特点： 钻井法施工的钻井法施工的地面化地面化(掘进机组除外掘进机组除外)、机械化机械化，改变了传统，改变了传统的井下作业方式，工作安全可靠，施工质量好。的井下作业方式，工作安全可靠，施工质量好。 在软岩中，钻井直径小于在软岩中，钻井直径小于6米时，技术经济效果好。米时，技术经济效果好。 直径大的井筒，或岩石很坚硬时，技术经济指标不够理想。直径大的井筒，或岩石很坚硬时，技术经济指标不够理想。 现钻井深度和直径都还受到钻井设备能力的限制。现钻井深度和直径都还受到钻井设备能力的限制。n 适用条件：适用条件：从技术上讲

7、钻井法可用于任何地层。从技术上讲钻井法可用于任何地层。3.1.3 特点与适用条件特点与适用条件n 钻井钻井设设备的组成备的组成钻井法钻井法凿井设备凿井设备主要为主要为钻井机，简称钻井机，简称“钻机钻机” 。另有一些起重。另有一些起重运输、清碴、供电等辅助设备。运输、清碴、供电等辅助设备。n 钻机的组成和钻机的组成和构造构造由由钻井钻井工艺确定，按工艺确定，按设备所起功用的不同分为以下的系统：设备所起功用的不同分为以下的系统：一、钻一、钻具系统具系统钻具系统包括钻头和钻杆。它的主要功用是使钻头在旋转中破钻具系统包括钻头和钻杆。它的主要功用是使钻头在旋转中破碎工作面岩石。碎工作面岩石。二、旋转二、

8、旋转系统系统包括转盘及其传动装置包括转盘及其传动装置(简称简称“转盘转盘”)，方钻杆。转盘产生的，方钻杆。转盘产生的旋转扭矩经方钻杆传递给钻杆和钻头，使钻头旋转。旋转扭矩经方钻杆传递给钻杆和钻头，使钻头旋转。3.2 钻井设备钻井设备三、提吊系统三、提吊系统包括钻塔、绞车及其传动装置包括钻塔、绞车及其传动装置(简称简称“绞车绞车”)复滑轮组复滑轮组(包括天车、游车包括天车、游车、钢过绳等、钢过绳等)、大钩。提吊系统的主要用途是提升或下放钻具，以及在钻进、大钩。提吊系统的主要用途是提升或下放钻具，以及在钻进时提吊钻具并调节给进速度，以达到控制钻压的目的，砌井时它提吊和下放时提吊钻具并调节给进速度，

9、以达到控制钻压的目的，砌井时它提吊和下放井壁。井壁。 四、洗井系统四、洗井系统煤矿大直径钻井一船用反循环洗井。洗井液自沟槽依自重流入并筒，在煤矿大直径钻井一船用反循环洗井。洗井液自沟槽依自重流入并筒，在压气排液器的作用下，洗井液流动冲洗工作面上的岩碴至钻头的吸入口进入压气排液器的作用下，洗井液流动冲洗工作面上的岩碴至钻头的吸入口进入钻杆，上升至水龙头，流入排浆管，经溜槽到沉淀池。洗井系统的功用是及钻杆，上升至水龙头，流入排浆管，经溜槽到沉淀池。洗井系统的功用是及时清除钻头破碎的岩碴，同时对刀具进行冷却。时清除钻头破碎的岩碴，同时对刀具进行冷却。五、其它辅助设备五、其它辅助设备包括各种专用车。例

10、如：转台、封口平车等；各种专用起重运输设备，包括各种专用车。例如：转台、封口平车等；各种专用起重运输设备，如龙门吊车、吊车、吊卡、卡瓦等；各种专用仪表；打涝工具；供电供水等如龙门吊车、吊车、吊卡、卡瓦等；各种专用仪表；打涝工具；供电供水等设备。设备。3.2 钻井设备钻井设备一、钻具系统一、钻具系统钻具系统包括钻头和钻杆。它的主要功用是使钻头在旋转中钻具系统包括钻头和钻杆。它的主要功用是使钻头在旋转中破碎工作面岩石。破碎工作面岩石。(一一)钻头钻头钻头是由钻头是由刀具、刀盘刀具、刀盘(或钻头体或钻头体)、中心管、加重块、稳定器、中心管、加重块、稳定器等部分组成。由于钻进方式不同钻头结构也不同。等

11、部分组成。由于钻进方式不同钻头结构也不同。转盘钻机在大直径井筒中一般采用扩孔的钻进方式。其钻头转盘钻机在大直径井筒中一般采用扩孔的钻进方式。其钻头结构形式分为超前孔钻头和扩孔钻头。结构形式分为超前孔钻头和扩孔钻头。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备对钻头的要求：对钻头的要求：1)钻头的刀具和吸收口布置有利于破岩和工作面冲洗；钻头的刀具和吸收口布置有利于破岩和工作面冲洗；2)钻头结构具有足够的强度和保持减压钻进时所必须的钻头结构具有足够的强度和保持减压钻进时所必须的重量；重量；3)结构易于拆卸、组装、运输、检修和打捞。钻头转动结构易于拆卸、组装、运输、检修和打捞。钻头转动平衡、平稳

12、。平衡、平稳。3.2 钻井设备钻井设备1、刀具：、刀具：直接破碎工作面岩石的工具。直接破碎工作面岩石的工具。 在表土层一般用在表土层一般用刮刀或长齿滚刀刮刀或长齿滚刀。 刮刀主要采用条状，刃部堆焊耐磨的碳化钨粉或镶焊硬刮刀主要采用条状，刃部堆焊耐磨的碳化钨粉或镶焊硬质合金片。质合金片。 刮刀刃部及刀体的形状对破土、洗井及防止钻头泥包都刮刀刃部及刀体的形状对破土、洗井及防止钻头泥包都有很大影响。有很大影响。 我国常用的是桦犁式的。我国常用的是桦犁式的。 在软岩中多用楔齿滚刀。在软岩中多用楔齿滚刀。 在硬岩石和极硬岩石中，一般选用球齿滚刀。在硬岩石和极硬岩石中，一般选用球齿滚刀。 按照刀具在刀盘上

13、的工作位置，刀具又分为边刀、正刀按照刀具在刀盘上的工作位置，刀具又分为边刀、正刀和中心刀三种。和中心刀三种。3.2 钻井设备钻井设备刀具常发生以下的问题：刀具常发生以下的问题：钻井中刀具的消耗量很大，是钻井成本的重要组成。钻井中刀具的消耗量很大，是钻井成本的重要组成。1)表土钻进时的表土钻进时的钻头泥包钻头泥包，除了和洗井净度有很大关，除了和洗井净度有很大关系外，刀具本身的形式和排列是很重要的影响因素。系外，刀具本身的形式和排列是很重要的影响因素。2)滚刀的损坏主要是滚刀的损坏主要是轴承两端密封轴承两端密封不理想，洗井液渗不理想，洗井液渗入使轴承损坏，刀具卡住不转造成刀具损坏、落齿、甚至入使轴

14、承损坏，刀具卡住不转造成刀具损坏、落齿、甚至刀具从刀盘上脱落。刀具从刀盘上脱落。3)落齿和刀体破坏的重要原因是落齿和刀体破坏的重要原因是加工的问题加工的问题。总的来。总的来说是刀具寿命不够长，有待提高。说是刀具寿命不够长，有待提高。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备2、刀盘、刀盘刀具按钻进的需要安装在刀盘上刀具按钻进的需要安装在刀盘上。大直径钻头的刀盘。大直径钻头的刀盘一般采用拼装结构、比较小的超前钻头的刀盘采用整体结一般采用拼装结构、比较小的超前钻头的刀盘采用整体结构。构。刀盘底面有平底、锥底、截锥底、球底

15、和台阶式等多刀盘底面有平底、锥底、截锥底、球底和台阶式等多种形式。种形式。 3.2 钻井设备钻井设备刀具在刀盘的布置经验：刀具在刀盘的布置经验：1)刮刀的数目不宜过多，刮刀可分为数排布置，相邻刮刀刮刀的数目不宜过多，刮刀可分为数排布置，相邻刮刀错开排错开排位位，以便刀间距加大，这样利于冲洗，防止泥土糊刀造成钻头泥包。，以便刀间距加大，这样利于冲洗，防止泥土糊刀造成钻头泥包。2)滚刀布置以滚刀布置以展开线形展开线形，大致对称布置大致对称布置。3)滚刀滚刀在破岩过程中应在破岩过程中应避免有过大的滑动避免有过大的滑动，以减少刀齿和轴承的，以减少刀齿和轴承的损坏。刀具纯滚动的条件是刀体的几何锥轴的延线

16、通过工作面旋转中损坏。刀具纯滚动的条件是刀体的几何锥轴的延线通过工作面旋转中心。心。4)正刀在刀盘上按数个同心圆布量正刀在刀盘上按数个同心圆布量，在每圈布置，在每圈布置1-3把。边刀数量把。边刀数量为为4-8把。刀具数量以每把刀破岩面积大致相同；刀盘每象限内刀具把。刀具数量以每把刀破岩面积大致相同；刀盘每象限内刀具数最好相等的按径向对应布置。但要避免完全对称，防止钻头发生谐数最好相等的按径向对应布置。但要避免完全对称，防止钻头发生谐振。振。5)刀盘上所有刀具刀刃部分总长度与刀具破岩带总宽度之比叫刀盘上所有刀具刀刃部分总长度与刀具破岩带总宽度之比叫覆覆盖系数盖系数K。超前钻头或一次全断面钻头，在

17、表土层取超前钻头或一次全断面钻头，在表土层取K0.9-1；在岩石中取；在岩石中取K1。扩孔钻头的。扩孔钻头的K1-1.4。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3、中心管、中心管中心管的作用是把钻杆传来的扭矩传给刀盘使钻头旋中心管的作用是把钻杆传来的扭矩传给刀盘使钻头旋转；承受钻头的重量；它的内断面是洗井液循环的通道。转；承受钻头的重量；它的内断面是洗井液循环的通道。中心管受力状况很复杂。中心管受力状况很复杂。4、加重块、加重块保证钻头所需要的重量。在结构上可以把加重块用螺保证钻头所需要的重量。在结构上可以把加重块用螺栓联接成整体圆筒来承受部分由于钻头倾斜所产

18、生的弯矩栓联接成整体圆筒来承受部分由于钻头倾斜所产生的弯矩。5、稳定器、稳定器对钻头起扶正和导向的作用。从构造上有的稳定器随对钻头起扶正和导向的作用。从构造上有的稳定器随钻头旋转，我国多采用此种形式。也有在中心管处装轴承钻头旋转，我国多采用此种形式。也有在中心管处装轴承而使稳定器不旋转的。而使稳定器不旋转的。3.2 钻井设备钻井设备(二二)钻杆钻杆钻杆是由两端带接头的无缝钢管所组成。钻杆是由两端带接头的无缝钢管所组成。钻杆在钻杆在起下钻具起下钻具时，承受钻具在洗井液中的重量，动时，承受钻具在洗井液中的重量，动力系数一般取力系数一般取1.2-1.3。在在钻进过程钻进过程中，钻杆即传递全部扭矩又承

19、受拉力，拉中，钻杆即传递全部扭矩又承受拉力，拉力的数值是在洗井液中钻头重量的力的数值是在洗井液中钻头重量的40-60及钻杆重量之及钻杆重量之和。也可以按钻具和。也可以按钻具(钻头与钻杆钻头与钻杆)重量之和的重量之和的23计算。计算。按这两个工作状况计算选择钻杆壁的厚度。按这两个工作状况计算选择钻杆壁的厚度。由于由于钻扦受力大且复杂钻扦受力大且复杂，一般选用合金的无缝钢管。，一般选用合金的无缝钢管。SZ9/700钻机采用钻机采用35铬钼铬钼406毫米的无缝钢管，壁厚毫米的无缝钢管，壁厚20mm。3.2 钻井设备钻井设备钻杆接头型式：钻杆接头型式：1、花键牙嵌式接头：这种接头是由花键螺纹式接头发、

20、花键牙嵌式接头：这种接头是由花键螺纹式接头发展来的。原来螺纹承拉，在装拆钻杆时扭螺纹费工费时，展来的。原来螺纹承拉，在装拆钻杆时扭螺纹费工费时，改进由牙嵌承受拉力，仍由花键传递扭矩。这种接头已为改进由牙嵌承受拉力，仍由花键传递扭矩。这种接头已为我国我国目前普造采用。例如目前普造采用。例如SZ9/700钻机和钻机和BZ-1钻杆都用这钻杆都用这种接头。种接头。2、螺栓法兰盘接头：这种接头扭矩和拉力都由螺栓承、螺栓法兰盘接头：这种接头扭矩和拉力都由螺栓承担。担。西德西德L40型钻机的钻杆采用这种接头。型钻机的钻杆采用这种接头。3、锥纹接头：它同石油钻机钻杆的螺纹接头相似，、锥纹接头：它同石油钻机钻杆

21、的螺纹接头相似，美美国国至今仍广泛应用螺纹接头，即使在双层钻杆和三层钻杆至今仍广泛应用螺纹接头，即使在双层钻杆和三层钻杆中也用锥螺纹接头。这种接头必须用专用工具拧紧或拆卸中也用锥螺纹接头。这种接头必须用专用工具拧紧或拆卸，其接头制造精度和工艺要求很高。，其接头制造精度和工艺要求很高。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备n 钻机钻机的组成和的组成和构造构造一一、钻钻具系统具系统二、旋转二、旋转系统系统包括转盘及其传动装置包括转盘及其传动装置(简称简称“转盘转盘”) 。转盘产生的旋转扭矩转盘产生的旋转扭矩经方钻杆传递给钻杆和钻头，使钻头旋

22、转经方钻杆传递给钻杆和钻头，使钻头旋转。3.2 钻井设备钻井设备(一一)转盘：产生扭矩用以驱动钻具旋转的设备叫转盘。转盘：产生扭矩用以驱动钻具旋转的设备叫转盘。大直径钻井对转盘的技术要求：大直径钻井对转盘的技术要求：1)转盘的扭矩和转数能满足钻井要求。转盘的扭矩和转数能满足钻井要求。在扭矩不变的情况下能改变转数，一般要求转数从在扭矩不变的情况下能改变转数，一般要求转数从0-30rad/min的范围内变化，经常使用的范围内变化，经常使用5-10rad/min ，为此转盘多，为此转盘多用直流电动机或液压马达驱动。用直流电动机或液压马达驱动。2)能承受钻头和钻杆的全部载荷。能承受钻头和钻杆的全部载荷

23、。3)装有方补心的中心孔能通过钻杆接头。装有方补心的中心孔能通过钻杆接头。4)运转平稳，适宜野外条件工作。运转平稳，适宜野外条件工作。5)安装、运输和维修方便。安装、运输和维修方便。3.2 钻井设备钻井设备(二二)方钻杆方钻杆方钻杆下端与钻杆相接，上部与水龙头相连，套在转盘方钻杆下端与钻杆相接，上部与水龙头相连，套在转盘的方补心里，随转盘而转动。方钻杆的形式有四方形和六的方补心里，随转盘而转动。方钻杆的形式有四方形和六方形两种。方形两种。方钻杆受有转盘旋转传来的挤压和扭矩及提吊系统的拉方钻杆受有转盘旋转传来的挤压和扭矩及提吊系统的拉力。它的截面尺寸是在受这三力共同作用下计算选择的。力。它的截面

24、尺寸是在受这三力共同作用下计算选择的。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备n 钻机钻机的组成和的组成和构造构造一、钻一、钻具系统具系统二、旋转系统二、旋转系统三、提吊系统三、提吊系统包括钻塔、绞车及其传动装置包括钻塔、绞车及其传动装置(简称简称“绞车绞车”)复滑轮组复滑轮组(包括天包括天车、游车、钢过绳等车、游车、钢过绳等)、大钩。提吊系统的主要用途是提升或、大钩。提吊系统的主要用途是提升或下放钻具，以及在钻进时提吊钻具并调节给进速度，以达到下放钻具，以及在钻进时提吊钻具并调节给进速度，以达到控制钻压的目的，砌井时它提吊和下放井壁。控制钻压的目的，砌井时它提吊和下放井壁。3.2 钻

25、井设备钻井设备三、提吊系统三、提吊系统(一一)钻塔钻塔钻塔承受提吊系统的全部裁荷，塔形的钢结构。钻塔承受提吊系统的全部裁荷，塔形的钢结构。钻井对钻塔的要求是：钻井对钻塔的要求是：1)底跨尺寸能满足钻机钻最大直径并筒的需要；且各种专底跨尺寸能满足钻机钻最大直径并筒的需要；且各种专用车用车(台台)运行无阻；运行无阻；2)二层台以下的开口高度允许最长钻杆和预制井壁进入钻二层台以下的开口高度允许最长钻杆和预制井壁进入钻塔并移运至井口；塔并移运至井口；3)在提吊的名义负荷和设计允许最大风力以内均保证有足在提吊的名义负荷和设计允许最大风力以内均保证有足够的强度和稳定性；够的强度和稳定性；4)整体性好，拆装

26、移运方便，重量轻。整体性好，拆装移运方便，重量轻。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备(二二)绞车绞车绞车是提吊系统的动力。它通过钢丝绳复滑轮组和大钩来完成提升或绞车是提吊系统的动力。它通过钢丝绳复滑轮组和大钩来完成提升或下放钻具的工作。下放钻具的工作。(三三)复滑轮组复滑轮组钢丝绳穿绕天车和游车构成复滑轮组，用以增加提吊系统的提升能力钢丝绳穿绕天车和游车构成复滑轮组，用以增加提吊系统的提升能力。钢丝绳穿绕天车和游车后，一端固定在井口基础上或钻塔上称为死绳；。钢丝绳穿绕天车和游车后，一端固定在井口基础上或钻塔上称为死绳；另一端缠绕在绞车滚筒上称为活绳另一端缠绕在绞车滚筒上称为活绳(

27、或快绳或快绳)：复滑轮组的表示方法是；游：复滑轮组的表示方法是；游车滑轮数车滑轮数x天车滑轮数，例如：天车滑轮数，例如：78，即表示游车滑轮，即表示游车滑轮7个，天车滑轮个，天车滑轮8个，个，有效绳数为有效绳数为14。绞车用的钢丝绳不仅受力大，负荷变化大，而从在各滑轮上多次弯曲绞车用的钢丝绳不仅受力大，负荷变化大，而从在各滑轮上多次弯曲摩擦，因此要求钢丝绳除具有必要的强度，还要有良好的柔性和耐磨性。摩擦，因此要求钢丝绳除具有必要的强度，还要有良好的柔性和耐磨性。（四）大钩（四）大钩源于石油钻机，提吊系统与水龙头或钻杆的抓联装置通称为大钩。源于石油钻机，提吊系统与水龙头或钻杆的抓联装置通称为大钩

28、。3.2 钻井设备钻井设备n 钻机钻机的组成和的组成和构造构造一、钻具系统一、钻具系统二、旋转系统二、旋转系统三、提吊系统三、提吊系统四、洗井系统四、洗井系统煤矿大直径钻井一船用反循环洗井。洗井液自沟槽依自重流入煤矿大直径钻井一船用反循环洗井。洗井液自沟槽依自重流入并筒，在压气排液器的作用下，洗井液流动冲洗工作面上的并筒，在压气排液器的作用下，洗井液流动冲洗工作面上的岩碴至钻头的吸入口进入钻杆，上升至水龙头，流入排浆管岩碴至钻头的吸入口进入钻杆，上升至水龙头，流入排浆管，经溜槽到沉淀池。洗井系统的功用是及时清除钻头破碎的，经溜槽到沉淀池。洗井系统的功用是及时清除钻头破碎的岩碴，同时对刀具进行冷

29、却。岩碴，同时对刀具进行冷却。3.2 钻井设备钻井设备四、洗井系统四、洗井系统(一一)水龙头水龙头水龙头这个名称也是从石油钻机的借用。它是提吊系统的不水龙头这个名称也是从石油钻机的借用。它是提吊系统的不旋转部分与旋转系统的旋转部分的过渡环节，也叫旋转部分与旋转系统的旋转部分的过渡环节，也叫缓转器缓转器。它。它又是洗井液循环的出口和供压风管的入口。又是洗井液循环的出口和供压风管的入口。(二二)压气排液器和风管压气排液器和风管压气排液器是洗井液循环的动力。它随钻井深度的增加，而压气排液器是洗井液循环的动力。它随钻井深度的增加，而需要改变其没入深度和供气量。需要改变其没入深度和供气量。风管是向井下输

30、送高压空气的管路。风管是向井下输送高压空气的管路。(三三)地面排浆管与排浆槽地面排浆管与排浆槽3.2 钻井设备钻井设备n 钻机钻机的组成和的组成和构造构造一、钻具系统一、钻具系统二、旋转系统二、旋转系统三、提吊系统三、提吊系统四、洗井系统四、洗井系统五、其它辅助设备五、其它辅助设备包括各种专用车。例如：转台、封口平车等；各种专用起重运包括各种专用车。例如：转台、封口平车等；各种专用起重运输设备，如龙门吊车、吊车、吊卡、卡瓦等；各种专用仪表输设备，如龙门吊车、吊车、吊卡、卡瓦等；各种专用仪表；打涝工具；供电供水等设备。；打涝工具；供电供水等设备。3.2 钻井设备钻井设备五、辅助设备五、辅助设备(

31、一一)专用台车专用台车 专用台车有转台专用台车有转台(或转台车或转台车)、封口平车、水龙头吊挂车等。它们都是专、封口平车、水龙头吊挂车等。它们都是专用的结构件。用的结构件。(二二)卡瓦卡瓦卡瓦卡瓦(又称抱卡、气动卡瓦等又称抱卡、气动卡瓦等)装在转盘的上面，用于装卸钻杆时卡挂井装在转盘的上面，用于装卸钻杆时卡挂井下钻具。下钻具。(三三)吊卡吊卡吊卡是起下钻头时，提吊单根钻杆的工具。吊卡是起下钻头时，提吊单根钻杆的工具。(四四)起重运输设备起重运输设备包括龙门吊车，汽车吊车或履带吊车等起重设备；专用拖车等运输设备包括龙门吊车，汽车吊车或履带吊车等起重设备；专用拖车等运输设备，用于井场各重件起吊及钻

32、机安装、拆除、检修和运搬等工作。，用于井场各重件起吊及钻机安装、拆除、检修和运搬等工作。(五五)地面洗井液配制净化清碴设备地面洗井液配制净化清碴设备(六六)井壁预制及壁后充填设备井壁预制及壁后充填设备另外还有变电供电设备、供水设备、打捞工具和测井仪器等。另外还有变电供电设备、供水设备、打捞工具和测井仪器等。3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备-立井钻机性能立井钻机性能 3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备3.2 钻井设备钻井设备一、准备工作一、准备工作 (一一)锁口工程和基础工程锁口工程和基础工程 锁口工程是在开钻前用普通方法掘砌的一段钢筋混凝锁

33、口工程是在开钻前用普通方法掘砌的一段钢筋混凝土井筒。钻塔基础、绞车基础、起升钻塔用滑轮组基础和土井筒。钻塔基础、绞车基础、起升钻塔用滑轮组基础和各种起重设备的轨道。各种起重设备的轨道。 (二二)净化系统工程净化系统工程一般在施工组织设记中对净化系统工程要求有很大面积一般在施工组织设记中对净化系统工程要求有很大面积的沉淀池和相应的从沉淀池清除岩碴运至排矸场的一些设的沉淀池和相应的从沉淀池清除岩碴运至排矸场的一些设备。备。 (三三)钻机的组装钻机的组装钻机是由许多大的部件组成的。现场组装一般需钻机是由许多大的部件组成的。现场组装一般需25个个月。月。3.3井筒钻进井筒钻进二、钻进二、钻进准备工作完

34、成后，进行钻机试运转；正式钻进。准备工作完成后，进行钻机试运转；正式钻进。正常钻进主要工序：正常钻进主要工序： (一一)钻头的起下与钻杆的接长钻头的起下与钻杆的接长 (二二)钻进工作钻进工作钻进是钻井法的两个重要环节之一。钻进是钻井法的两个重要环节之一。通过钻进形成井筒。通过钻进形成井筒。3.3井筒钻进井筒钻进三、防偏和测斜三、防偏和测斜井筒的垂直度是钻井质量的重要指标，影响井筒支护工作和有效断井筒的垂直度是钻井质量的重要指标，影响井筒支护工作和有效断面的大小。面的大小。(一一)产生井斜的原因产生井斜的原因 1、操作和设备的因素、操作和设备的因素 2、地质条件、地质条件 (二二)防偏的措施防偏

35、的措施1首先保证钻机制造和安装质量。在钻头上加稳定器，证明对防首先保证钻机制造和安装质量。在钻头上加稳定器，证明对防偏能起到一定的作用。偏能起到一定的作用。2坚持减压钻进。在钻进初期采用低钻压低钻速以保持垂直，对坚持减压钻进。在钻进初期采用低钻压低钻速以保持垂直，对下段井垂直有很大作用。根据国外经验：钻压保持在大钩悬重的下段井垂直有很大作用。根据国外经验：钻压保持在大钩悬重的l/3以以下就可以保持井直。下就可以保持井直。3定时测斜及时了解井筒偏斜情况，以便及时采取措施纠正或预定时测斜及时了解井筒偏斜情况，以便及时采取措施纠正或预防。防。在整个钻井过程中，在整个钻井过程中，对待井斜的原则是：防偏

36、为主、纠偏为辅对待井斜的原则是：防偏为主、纠偏为辅。在。在表土层或软岩中井斜大可用刷大井帮表土层或软岩中井斜大可用刷大井帮(扩大井径扩大井径)的办法纠斜。在硬岩中的办法纠斜。在硬岩中纠偏就十分困难了。纠偏就十分困难了。 (三三)测斜测斜3.3井筒钻进井筒钻进四、钻井中常遇到的一些问题四、钻井中常遇到的一些问题n（一）表土钻井的泥包问题（一）表土钻井的泥包问题钻头在粘土层或软岩中钻进时，由于破碎下来的泥块不能及时清洗钻头在粘土层或软岩中钻进时，由于破碎下来的泥块不能及时清洗，以致粘糊在刀具、刀盘和钻头体上，无法再继续钻进。这种现象叫泥，以致粘糊在刀具、刀盘和钻头体上，无法再继续钻进。这种现象叫泥

37、包钻头或钻头泥包。它在表土层中最易发生。例如：在朔里南风井为了包钻头或钻头泥包。它在表土层中最易发生。例如：在朔里南风井为了防止泥包钻头而修改钻头达防止泥包钻头而修改钻头达19次。在页岩中钻井也常发生。次。在页岩中钻井也常发生。泥包钻头产生的原因和防止方法：泥包钻头产生的原因和防止方法：1刀具结构不合理。特别在表土层中，刀具型式和布置不合理都刀具结构不合理。特别在表土层中，刀具型式和布置不合理都容易形成泥包钻头。经验证明：在表土层用刮刀宜采用铧犁式为好，行容易形成泥包钻头。经验证明：在表土层用刮刀宜采用铧犁式为好，行星式带斜面的刮刀泥包次数明显减少。钻头的刀盘最好不用敝开式的，星式带斜面的刮刀

38、泥包次数明显减少。钻头的刀盘最好不用敝开式的，以改善泥井效果。应当指出：在表土层中钻井的刀具和钻头体结构形式以改善泥井效果。应当指出：在表土层中钻井的刀具和钻头体结构形式是尚在研究和改进的一个课题。是尚在研究和改进的一个课题。2泥浆浓度过大也容易产生泥包钻头。洗井效果不好或洗井能力泥浆浓度过大也容易产生泥包钻头。洗井效果不好或洗井能力不足也是造成泥包钻头的原因。钻粘土层时泥浆浓度必须经常调整。在不足也是造成泥包钻头的原因。钻粘土层时泥浆浓度必须经常调整。在加大钻压提高钻速时，必须加大洗井能力，使钻速和洗井两者协调。加大钻压提高钻速时，必须加大洗井能力，使钻速和洗井两者协调。3.3井筒钻进井筒钻

39、进 (二二)岩石钻进中的跳钻问题岩石钻进中的跳钻问题在岩石钻进中，特别是在中硬岩和硬岩中钻井时，有时钻头、钻杆在岩石钻进中，特别是在中硬岩和硬岩中钻井时，有时钻头、钻杆和方钻杆整体上下跳动得十分明显，或连续跳动，或间断跳动，这种现和方钻杆整体上下跳动得十分明显，或连续跳动，或间断跳动，这种现象叫跳钻。象叫跳钻。大直径钻井中跳钻的原因和处理方法：大直径钻井中跳钻的原因和处理方法：1刀具脱落时，在工作台上能感到不均匀的间断跳钻现象，这时刀具脱落时，在工作台上能感到不均匀的间断跳钻现象，这时需提钻打捞落物，以免损伤其它刀具或刀盘。需提钻打捞落物，以免损伤其它刀具或刀盘。2由于刀具布置不当而使井底工作

40、面形成规则的锯齿形。当刀齿由于刀具布置不当而使井底工作面形成规则的锯齿形。当刀齿到达工作面齿顶时向锯齿谷滑动形成有节奏的连续跳动。特别在硬岩到达工作面齿顶时向锯齿谷滑动形成有节奏的连续跳动。特别在硬岩中使用球齿时容易发生。中使用球齿时容易发生。3岩层有大裂隙或严重不均匀，使刀具受力不均而产生跳动。遇岩层有大裂隙或严重不均匀，使刀具受力不均而产生跳动。遇到这种情况只能减小钻压低转数，加强洗井谨慎的通过这一地段。到这种情况只能减小钻压低转数，加强洗井谨慎的通过这一地段。3.3井筒钻进井筒钻进 (三三)井内落物的处理井内落物的处理钻井中刀具脱落，钻杆拆断，风管或钻头落井等事故时钻井中刀具脱落，钻杆拆

41、断，风管或钻头落井等事故时有发生。有发生。对落物必须及时打捞。我国钻井工地对打捞落物对落物必须及时打捞。我国钻井工地对打捞落物积累并创造了一些切实可行的经验和方法。如电磁打捞器积累并创造了一些切实可行的经验和方法。如电磁打捞器用来打捞牙轮；刮刀等较轻的钢质物体；回形打捞器用于用来打捞牙轮；刮刀等较轻的钢质物体；回形打捞器用于打捞钻杆；钳形打捞器可打捞非圆形的落物。此外还有龙打捞钻杆；钳形打捞器可打捞非圆形的落物。此外还有龙门式打捞器、绳式打捞器、套筒式打捞器等。总之随着落门式打捞器、绳式打捞器、套筒式打捞器等。总之随着落物的不同和井深的不同，而采取不同的打捞方式。物的不同和井深的不同，而采取不

42、同的打捞方式。3.3井筒钻进井筒钻进3.3井筒钻进井筒钻进 (四四)卡钻问题卡钻问题钻头由于非设备的原因提升困难，甚至提不起，下放也钻头由于非设备的原因提升困难，甚至提不起，下放也困难，有时也扭不动，这种现象叫卡钻。在表土层钻进多困难，有时也扭不动，这种现象叫卡钻。在表土层钻进多是由于泥包钻头；或泥浆失水大而形成厚泥饼；或井帮坍是由于泥包钻头；或泥浆失水大而形成厚泥饼；或井帮坍塌；或下放钻头时下到工作面沉淀物中都能造成卡钻。井塌；或下放钻头时下到工作面沉淀物中都能造成卡钻。井斜大又不规则也容易造成卡钻。斜大又不规则也容易造成卡钻。为防止卡钻应注意以下几点：为防止卡钻应注意以下几点：1提钻头之前

43、进行一段时间洗井使工作面清洁。在下提钻头之前进行一段时间洗井使工作面清洁。在下钻头时，下放到离工作面钻头时，下放到离工作面12米即开始洗井，边洗井边下放米即开始洗井，边洗井边下放钻头至工作面。钻头至工作面。2经常检查和调整洗井液性能，防止井帮坍塌。如已经常检查和调整洗井液性能，防止井帮坍塌。如已发生坍塌应加强洗井排除坍塌物并调整泥浆性能。发生坍塌应加强洗井排除坍塌物并调整泥浆性能。3井筒偏斜值大且方向又不规则，在提升钻头时也容井筒偏斜值大且方向又不规则，在提升钻头时也容易造成卡钻。这时用局部扩大井径的方法努力纠斜。易造成卡钻。这时用局部扩大井径的方法努力纠斜。3.3井筒钻进井筒钻进 (五五)洗

44、井液的漏失洗井液的漏失这里所说漏失指的是在大裂隙或砾石层中的大量漏失洗这里所说漏失指的是在大裂隙或砾石层中的大量漏失洗井液。这时应进行堵漏。当用泥浆作为洗井液时可调节泥井液。这时应进行堵漏。当用泥浆作为洗井液时可调节泥浆性能用它作为堵漏材料。如果用清水洗井时，可以用水浆性能用它作为堵漏材料。如果用清水洗井时，可以用水泥浆去堵漏。最好是在钻井前，对可能发生漏失的地层进泥浆去堵漏。最好是在钻井前，对可能发生漏失的地层进行预注浆。行预注浆。3.3井筒钻进井筒钻进3.4 洗井与净化洗井与净化3.4.1 洗井方式洗井方式3.4.2 压气排液器压气排液器3.4.3 洗井介质及泥浆功能洗井介质及泥浆功能3.

45、4.4 泥浆基本理论泥浆基本理论3.4.5 泥浆基本参数及处理剂泥浆基本参数及处理剂3.4.6 泥浆净化泥浆净化3.4.7 废弃泥浆处理技术废弃泥浆处理技术返回返回在钻井中使用连续流动的介质将钻碎的岩碴从工作面清除并在钻井中使用连续流动的介质将钻碎的岩碴从工作面清除并带出并筒的过程叫带出并筒的过程叫洗井洗井。为了能重复使用洗井介质，将含有岩。为了能重复使用洗井介质，将含有岩碴的洗井介质在地面进行分离叫碴的洗井介质在地面进行分离叫净化净化。洗井循环一般指的是洗。洗井循环一般指的是洗井和净化的总合。井和净化的总合。在大直径钻井中经常使用在大直径钻井中经常使用泥浆和清水泥浆和清水作为洗井介质，因而把

46、作为洗井介质，因而把洗井介质简称为洗井介质简称为洗井液洗井液。3.4洗井与净化洗井与净化3.4.1 洗井方式洗井方式3.4.2压气排液器压气排液器n 压气排液器压气排液器(空气吸泥机空气吸泥机)的原理与设计计算的原理与设计计算在反循环洗井方式中，使洗井液循环的动力设备就是压气在反循环洗井方式中，使洗井液循环的动力设备就是压气排液器。它的结构简单，没有运转部件，制造容易，使排液器。它的结构简单，没有运转部件，制造容易，使用可靠。几乎是目前反循环洗井中所通用。缺点是效率用可靠。几乎是目前反循环洗井中所通用。缺点是效率较低。较低。n (一一)工作原理及结构工作原理及结构在压缩空气没有注入混合器之前，

47、井筒与排浆管的液面高在压缩空气没有注入混合器之前，井筒与排浆管的液面高是相同的是相同的(其比重相等其比重相等)。当压缩空气通入排浆管，并与洗。当压缩空气通入排浆管，并与洗井液较均匀的混合后，混合液的比重小于洗井液的比重，井液较均匀的混合后，混合液的比重小于洗井液的比重，在井筒内液柱压力的作用下使混合的气液上升，气泡上在井筒内液柱压力的作用下使混合的气液上升，气泡上升过程中由于外界压力减小而继续膨胀，其膨胀功转化升过程中由于外界压力减小而继续膨胀，其膨胀功转化为动能，提高了混合液上升的速度，直到管内外压力差为动能，提高了混合液上升的速度，直到管内外压力差消失为止。消失为止。压气排液器的结构形式很

48、多，常用外混合室和内混合室。压气排液器的结构形式很多，常用外混合室和内混合室。 3.4.2压气排液器压气排液器3.4.2压气排液器压气排液器(二二)压气排液器的计算压气排液器的计算压气排液器虽然很早就被应用了，对其主要工作参数计压气排液器虽然很早就被应用了，对其主要工作参数计算方法很多，至今没有一致的公认计算方法。算方法很多，至今没有一致的公认计算方法。洗井介质：洗井液（泥浆、清水和空气）。洗井介质：洗井液（泥浆、清水和空气）。n洗井液的作用（泥浆的功能）洗井液的作用（泥浆的功能）1洗井：钻井中必须不断的对工作面进行冲洗，避免重复破碎已破碎的洗井：钻井中必须不断的对工作面进行冲洗，避免重复破碎

49、已破碎的岩碴影响钻进效果。岩碴影响钻进效果。在使用泥浆洗井时，工作面处流速最小是在使用泥浆洗井时，工作面处流速最小是0.1m/s才能进才能进行洗井，最好在行洗井，最好在0.3m/s左右为好；用清水洗井时流速在左右为好；用清水洗井时流速在0.1-0.5m/s；用空气洗；用空气洗井时，其最小风速为井时，其最小风速为10-15m/s。2护壁：钻井中随着井筒的形成，原岩体应力改变了，用泥浆液柱压力护壁：钻井中随着井筒的形成，原岩体应力改变了，用泥浆液柱压力来抵抗地压。来抵抗地压。为了防止大量水或泥浆渗入地层引起土膨胀而造成井坍或缩井为了防止大量水或泥浆渗入地层引起土膨胀而造成井坍或缩井径。因此要求有一

50、个好的隔离层径。因此要求有一个好的隔离层泥饼。在基岩中，地压值比表土层小且泥饼。在基岩中，地压值比表土层小且稳定，故可用清水液柱压力护壁。岩层中涌水量大也可用泥浆，也可以用清稳定，故可用清水液柱压力护壁。岩层中涌水量大也可用泥浆，也可以用清水护壁。水护壁。3冷却钻具：刀具破岩产生部分热量，洗井液对钻具进行冷却可以加长冷却钻具：刀具破岩产生部分热量，洗井液对钻具进行冷却可以加长刀具的寿命。刀具的寿命。4 漂浮下沉井壁：漂浮下沉井壁：井壁用漂浮法下沉时，洗井液起漂浮井壁的作用。井壁用漂浮法下沉时，洗井液起漂浮井壁的作用。3.4.3 洗井介质及功能洗井介质及功能n 泥浆泥浆的护壁原理的护壁原理泥浆在

51、自重作用下向井帮的孔洞和缝隙中渗入泥浆在自重作用下向井帮的孔洞和缝隙中渗入。一部分较大。一部分较大的颗粒附在井帮上，而较细小的颗粒的颗粒附在井帮上，而较细小的颗粒(胶休颗粒胶休颗粒)则进入地则进入地层，孔洞逐渐减小，泥浆在粘土颗粒间的间隙逐渐层，孔洞逐渐减小，泥浆在粘土颗粒间的间隙逐渐浓缩、浓缩、充塞充塞，形成一个形成一个薄而韧的薄而韧的泥面叫泥饼泥面叫泥饼，它的渗水能力很小，它的渗水能力很小。3.4.4 泥浆的护壁原理泥浆的护壁原理3.4.4 泥浆的护壁原理泥浆的护壁原理1、泥浆参数、泥浆参数粘度、比重、粘度、比重、PH值、失水率、稳定性等。值、失水率、稳定性等。相关概念自学。相关概念自学。

52、2、泥浆的配制、泥浆的配制配制泥浆的主要材料是配制泥浆的主要材料是粘土和水粘土和水。钻凿一个井筒需用泥浆量。钻凿一个井筒需用泥浆量很大。随着钻进所需要补充的泥浆量也很大。很大。随着钻进所需要补充的泥浆量也很大。足够的粘土和各种处理剂。足够的粘土和各种处理剂。3.4.5 泥浆参数及处理剂泥浆参数及处理剂3、调解泥浆性能的处理剂、调解泥浆性能的处理剂无论是配制泥浆，还是泥浆循环中由于加入岩碴等杂质或其它原因，改无论是配制泥浆，还是泥浆循环中由于加入岩碴等杂质或其它原因，改变了泥浆性能，一般采用变了泥浆性能，一般采用加入化学药剂加入化学药剂的方法进行调整。这些化学药剂称为的方法进行调整。这些化学药剂

53、称为处理剂或调节剂。常用化学处理剂：处理剂或调节剂。常用化学处理剂：1）碳酸钠，又名苏打）碳酸钠，又名苏打泥浆中加入碳酸钠，能增加粘土的分散性，降低失水量并提高粘度。泥浆中加入碳酸钠，能增加粘土的分散性，降低失水量并提高粘度。2)氢氧化钠氢氧化钠(NaOH)，又名火碱，又名火碱氢氧化钠具有强烈的腐蚀性。泥浆中加入氢氧化钠的作用与碳酸钠相同氢氧化钠具有强烈的腐蚀性。泥浆中加入氢氧化钠的作用与碳酸钠相同.3)三聚磷酸钠（三聚磷酸钠（Na5P3O10）4)羧甲基纤维素羧甲基纤维素(简称简称CMC）羧甲基纤维素是一种高分子化合物。它是用纤维素（棉花、木屑等），羧甲基纤维素是一种高分子化合物。它是用纤维

54、素（棉花、木屑等），经过碱化变成碱维素后再与一氯醋酸反应制成的。经过碱化变成碱维素后再与一氯醋酸反应制成的。3.4.5 泥浆参数及处理剂泥浆参数及处理剂3.4.6 3.4.6 泥浆净化泥浆净化净化净化:重复使用洗井介质，将含有岩碴的洗井介质在地面进行重复使用洗井介质，将含有岩碴的洗井介质在地面进行分离。分离。3.4.73.4.7废弃泥浆处理技术废弃泥浆处理技术目前世界上各种工程产生的废弃泥浆处理方式很多，其中立足现场，目前世界上各种工程产生的废弃泥浆处理方式很多，其中立足现场，实行当地处理的方法有实行当地处理的方法有固化处理固化处理和和水土分离技术水土分离技术。固化处理：固化处理：用用固化剂对

55、废浆作固化处理固化剂对废浆作固化处理，然后如同处理废土一样，然后如同处理废土一样，运走或作充填材料。作固化剂的无机物质，有水泥、高炉炉渣、石膏和运走或作充填材料。作固化剂的无机物质，有水泥、高炉炉渣、石膏和石灰等。石灰等。水土分离技术：水土分离技术：用物理、化学或机械方法用物理、化学或机械方法，将废泥浆中固相的土与，将废泥浆中固相的土与液态的水液态的水分离分离，然后分别排除。，然后分别排除。废弃泥浆的处理注意不要危害农田和水利。总之洗井液的管理是保废弃泥浆的处理注意不要危害农田和水利。总之洗井液的管理是保证钻井施工正常进行，及降低成本的重要证钻井施工正常进行，及降低成本的重要环。环。3.5 钻

56、井井壁钻井井壁3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法3.5.2 井壁材料及结构型式井壁材料及结构型式3.5.3 井壁受力特点井壁受力特点3.5.4 井壁底和井壁的制作井壁底和井壁的制作3.5.5 钻井法井筒支护工序钻井法井筒支护工序返回返回3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法井筒钻进到设计深度和直径就停止钻进，进行井筒的永久井筒钻进到设计深度和直径就停止钻进，进行井筒的永久支护。支护。永久支护工作：永久支护工作：制造井壁，下放井壁和壁后充填制造井壁，下放井壁和壁后充填。n 对井壁的要求：对井壁的要求：能承受地压等永久载荷；能承受地压等永久载荷；具有足够的不透水性；具有足够的不透水性；

57、便于机械化施工，成本低制造简单；便于机械化施工，成本低制造简单；井壁能承受施工载荷。井壁能承受施工载荷。n 永久支护的方法：永久支护的方法：漂浮下沉法；漂浮下沉法；分段下放法；分段下放法；喷射混凝土或水泥砂浆法。喷射混凝土或水泥砂浆法。3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法一、漂浮下沉一、漂浮下沉把在地面预制的不透水的井壁底把在地面预制的不透水的井壁底(俗称锅底俗称锅底)，放入井筒使，放入井筒使其在洗井液上面漂浮。然后在它上面一节一节地将地面预制其在洗井液上面漂浮。然后在它上面一节一节地将地面预制的整体井壁连接，的整体井壁连接，依自重和

58、在井壁内加水助其下沉依自重和在井壁内加水助其下沉。这种水。这种水称为平衡水。一直到井壁底下沉至井底，再进行壁后充填水称为平衡水。一直到井壁底下沉至井底，再进行壁后充填水泥浆或水泥砂浆。泥浆或水泥砂浆。优点：优点：井壁整体性好，质量高；渗透性小（井壁滴水不漏井壁整体性好，质量高；渗透性小（井壁滴水不漏）；成井速度快。）；成井速度快。缺点：缺点：对井筒的垂直度要求高；井深愈大预制场面积愈大对井筒的垂直度要求高；井深愈大预制场面积愈大；预制和移运井壁需要专用的起重设备；井筒愈深施工载荷；预制和移运井壁需要专用的起重设备；井筒愈深施工载荷也愈大。也愈大。3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法

59、3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法二、分段下放二、分段下放把地面预制的圆筒形井壁，或由预制块组成的井壁，分把地面预制的圆筒形井壁，或由预制块组成的井壁，分节运至井口用提吊装置将井壁一段一段的下放至井筒中，然节运至井口用提吊装置将井壁一段一段的下放至井筒中，然后进行壁后充填。采用这个方法，要保证井壁垂直的关键在后进行壁后充填。采用这个方法，要保证井壁垂直的关键在于确保第一段井壁的垂直。这个方法没有井壁底，第一段井于确保第一段井壁的垂直。这个方法没有井壁底，第一段井壁下放到距井底壁下放到距井底2-3m2-3m停住，开始往井底浇灌混凝土或砂桨，停住，开始往井底浇灌混凝土或砂桨，以固定第

60、一段井壁的垂直状态。硬固后才把提吊装置松开提以固定第一段井壁的垂直状态。硬固后才把提吊装置松开提出，再开始连续下放井壁工作。出，再开始连续下放井壁工作。外管充填；预留在井壁上的注浆孔作壁后注浆。外管充填；预留在井壁上的注浆孔作壁后注浆。优点：优点：适用在深井中。适用在深井中。缺点：缺点：井壁整体性差；壁后充填不好井壁渗水；在深井井壁整体性差；壁后充填不好井壁渗水；在深井安装时检查不便。安装时检查不便。3.5.1 3.5.1 钻井支护方法钻井支护方法三、喷射混凝土或水泥砂浆三、喷射混凝土或水泥砂浆在较在较稳定的基岩稳定的基岩中，涌水小；或中，涌水小；或经过预注浆堵水的基岩经过预注浆堵水的基岩中中