1、地层划分
粉砂、细砂、中砂、粉土、粉质粘土、泥岩、圆砾、卵石、风化泥质粉砂岩等, 适合反循环钻井工艺施工。
2、施工准备
施工前应先检查场地情况, 是否满足人员、机械、原材料的进场要求, 确认无误后进行钻机就位。钻机就位时使转盘中心与桩位中心重合, 再用水平尺调整好钻机的水平度。钻机就位后, 应做到平整、稳固, 确保施工时不发生倾斜、移位, 转盘中心与井位中心偏差不大于2cm, 钻杆垂直度偏差小于0.5%。
3、埋设护筒
井位确定后, 根据现场情况进行人工或机械开挖, 埋设护壁筒固定孔位, 再以轴线交会法复核井位中心, 确保孔位偏差符合设计要求。筒直径比设计井径大200mm, 埋设顶高高于地面20至50厘米。护筒埋设后, 应再次用十字架垂线校正护筒中心位置, 确保护筒中心偏离孔位中心小于50mm, 护筒外周空隙用粘土填实。成井结束后立即起拔护壁筒, 起拔时应用双环吊起。钻孔所需的护筒长约1.5---2.0m, 应进入原状土层至少50cm。提钻和下钻时要平稳, 至孔口要减速, 防止钻头刮擦护筒导致护筒偏位。护筒顶端应开一溢流口, 且应低于泥浆沟底至少10cm。鉴于现场多为松散地层, 且施工季节贯穿雨季, 应特别注意雨水可能造成的护筒移位、孔顶塌孔等情况。
4、钻机成孔
反循环钻机钻进至设计井深成孔。动力头带动钻杆和钻头, 由钻头转动切削孔内土层, 夹带钻渣的泥浆经钻头、空心钻杆、胶管进入动力头, 再从动力头排入泥浆池中, 泥浆经沉淀后流向孔内, 依次循环成孔。
5、施工要求
1) 、制备泥浆性能按以下技术指标控制, 采用原土造浆, 比重1.1kg/m3, 粘度15S~28S, 含砂率小于5%。在较厚的砂石层中钻进时, 采用膨润土制备泥浆或在孔中投入粘土造浆, 为使泥浆有较好的技术性能, 适当掺加碳酸钠等分散剂, 其掺量为加水量0.5%左右。现场试验人员做好泥浆试验, 并作记录, 根据施工情况及时调整泥浆性能。
2) 、开始钻进时, 进尺要适当控制, 在护筒刃脚处, 应低档慢速钻进, 使刃脚处有坚韧的泥皮护壁。然后采用与设计要求的套管的外径相同的钻头钻进至设计规定的井深。在正常钻进施工中, 现场人员应根据场地地质情况控制好进尺速度, 以防止缩颈、塌孔等现象发生;在地质层如遇到软硬夹层, 要控制转速及钻进速度, 防止孔斜, 确保井的垂直度。现场局部地区地质条件复杂, 不排除会遇到块石、漂砾等情况, 造成钻进困难或蹩钻, 并使钻头因超负荷而损坏。对此情况钻机操作应采用低档慢速, 缓慢钻进。如遇地质条件限制, 反循环钻进工艺无法施工时, 可采用冲击钻施工成孔工艺。如发生斜孔、塌孔或护筒周围冒浆时, 应停机。待采取相应措施后再进行施工。终孔后应进行冲孔和泥浆稀释, 泥浆稀释应缓慢进行, 严禁大容量加水, 同时设专人负责打捞泥浆中的石渣。当泥浆性能和沉渣厚度满足规范要求后提钻, 之后用测绳下挂0.5kg重物测量检查孔深, 核对无误后进行下一道工序。
6、下管要求
检查泥浆性能是否达到规定, 否则应重新下钻具, 调整、循环泥浆, 直到达到粘度24s~26s为止。要随时灌满井眼中泥浆。安装好下管用支撑梁。准备好下管用的工具、用具和备品, 如井管卡子、螺栓、绳套、循环接头、井口帽、封井口用胶皮压板、防喷井口接头等。
当井管重量超过吊车负荷或井管本身所承受的拉力时, 需采用加装浮力板法下管, 以减轻管柱重量。应事先预制好浮力板;浮力板材质、厚度必须符合设计图纸要求, 下井前应预先试装无误。
检查井管质量是否符合条要求, 并逐根准确测量、编号、登记。筛管质量是否符合设计要求。包网筛管的现场包扎
1) 、包网类型、规格必须符合设计要求, 一般用32~48目铜网、尼龙网和不锈钢丝网。
2) 、包网前应事先清除管内残留的鱼鳞铁片和管外钻孔表面的毛刺, 防止扎破包网。
3) 、包扎方法:将筛管架于支架上, 逐渐打开包网, 按下井方向, 自筛管上方向下顺时针斜向缠绕, 压边不少于2cm, 要缠紧缠匀;然后用16~18号镀锌铁丝与包网同向连续缠绕, 间距1~2cm, 最后用12~14号镀锌铁丝间断捆扎, 间距8cm~12cm一道。筛管两端应捆扎牢靠, 包网不允许留飞边。
井管排列, 根据电测给定的含水层及筛管位置数据和已逐根丈量、编号的井管、筛管, 排列下井管柱的先后顺序, 并重新编排好下井顺序号。排列下井管柱时必须注意下列事项:
1) 、钢质井管管柱一般应为悬空排列, 底部至井底留1m~3m空余井筒作调节管柱居中用。铸铁井管因其脆弱, 为防止断裂, 管柱应座于井底;
2) 、井管上部内径应一致, 管口水平, 端面水平偏差不大于5mm, 地面以上应留有0.5m~lm的上余高度;
3) 、筛管位置应对准给定的目的含水层或给定的深度, 上下窜动不超过下列规定:30m以上的厚水层, 一般下入24m~30m筛管, 上下窜动不大于1.0m;10m~30m的水层, 筛管长度根据具体情况由现场地质人员确定, 上下窜动不大于0.5m;厚度小于10m的目的含水层, 筛管应对准全部含水层, 不能随意窜动。铸铁管井因单根长度一致, 又不能截断, 排列不开时, 筛管上下偏差不大于2.0m, 但应力求减少偏差。
4) 、筛管下部为沉砂管, 沉砂管长一般为8m~13m, 探井可为5m~13m;
5) 、沉砂管下部为引鞋, 引鞋长0.3m~0.5m。引鞋应留有1mm~3mm的条缝, 条缝顶端应焊牢, 使其可以进泥浆, 但不能进砾石;
6) 、管柱各部分排列完后, 对深度尺寸、编号必须复审, 确认无误后方可下井。各项数据要记录齐全。
7、投砾石、固井
投砾石的主要目的是增大水层部位进水面积, 增加出水量和防砂, 同时加固井孔。水井固井分为表层加固和分层隔离固井两种情况, 固井方法有旁管注入法、双木塞固井法和投填法, 表层隔离潜水层的加固性固井用旁管注入法, 分层固井用双木塞注入法, 粘土球固井用投填法。固井材料多用300号以上水泥, 也可用粘土球。固井井段按设计要求, 根据电测结果, 由地质、井队人员共同在现场确定, 一般不少于10m。
结束语:本文结合反循环钻机的技术参数, 以及在大庆地区的地质情况论述施工工艺的流程, 便于在从事水井施工人员在大庆地区施工。
摘要：随着水井钻凿的发展, 以质量为核心的竞争越来越占有重要的地位, 工程质量的好坏将直接影响企业的经济效益。因此本文简单介绍了反循环钻机施工工艺的流程, 以及在施工时的相关要点和注意事项, 便于水井施工参考。
关键词：施工工艺流程,相关要点,注意事项
参考文献
[1] 250型反循环钻机操作规程;
[2] 中国石油天然气股份有限公司大庆油田有限责任公司Q/SY DQ1301-2013