地熱鉆井

水井施工技術工藝措施

  1、鉆進工藝
 
  (1)鉆進方法的選擇  采用φ450mm三牙輪鉆頭偏重防斜鉆具加壓、防斜的鉆進工藝,鉆至設計深度,物探測井后,0~200m選用φ500mm牙輪組合鉆具鉆鋌加壓擴孔,鉆井與擴孔均采用PW植物膠優質泥漿作為沖洗液進行護壁。
 
  (2)鉆具組合形式  鉆井鉆具自下而上為:φ450mm三牙輪鉆頭+φ325mm偏重防斜鉆具+φ127mm鉆鋌(不少于8m)+φ114mm鉆桿(不少于10m)+φ89mm鉆桿+φ110×110mm機上鉆桿。  擴孔鉆具自上而下為:φ500mm組合式牙輪鉆頭+φ203mm鉆鋌+φ177.8mm鉆鋌+φ114mm鉆桿+φ89mm鉆桿+110×110mm鉆桿。
 
  (3)鉆井技術參數  鉆井參數:松散層鉆井鉆壓2.5~3.0t、中速鉆進,大泵量;卵礫石層鉆井鉆壓3.0~3.5t,轉速:中~低速,大泵量。
 
  擴孔參數:鉆壓不少于鉆鋌總重的85%,中轉速,大泵量。
 
  (4)沖洗液類型及性能指標  選用PW植物膠優質泥漿作為鉆進、擴孔沖洗液,鉆進中其性能指標控制參數為:
 
  粘 度:22~25s;
 
  失水量:小于20ml/30min;
 
  含砂量:小于4%;
 
  PH值:7~8;
 
  膠體率:大于95%。
 
  鉆進中,以優質粘土粉為基漿材料,通過加入PW植物膠,高速泥漿性能,并經常測定泥漿性能,及時調整。
 
  2、鉆進技術要點及控制措施
 
  (1)設備安裝要穩固、水平、三點對線;開孔時輕壓、慢轉,保證開孔垂直。
 
  (2)鉆進孔深達15m,上部采用φ650mm六翼擴孔鉆進擴孔,下入φ600mm鋼質控制護壁管,長度5~10m,以防止孔口坍塌。
 
  (3)采用鉆壓儀監探孔底壓力,嚴格控制鉆進參數,并隨孔深每增加50M,采用測斜儀測斜一次,預防孔斜。
 
  (4)經常監測孔內沖洗液性能,并經常調整。遇卵礫石層鉆進要根據孔內沖洗液漏失情況,調整PW植物膠的加量,并做好調試記錄,為洗井措施的制定做好資料準備。
 
  (5)卵礫石層擴孔時發生孔壁坍塌,嚴禁采用投粘土塊護壁方式,以防止堵塞含水層通道。
 
  (6)施工鉆進必須現場配備各類鉆具打撈工具,鉆進中遇卡、埋鉆等孔內事故,嚴禁強力提拔,及時研究處理方案。
 
  (7)鉆進中在各種因素造成的停待時,必須及時向孔內注入沖洗液,保證孔口泥漿充盈,防止孔口坍塌;
 
  (8)鉆進中根據地層變化情況及時撈取巖樣(每層頂、底板各需樣品一個),便于配合物探資料分析判斷地層及巖性。
 
  3、成井工藝及質量控制要點
 
  (1)物探測井  φ450mm孔徑鉆至設計深度后,進行物探測井:確定含水層頂底板位置、巖性、預報水量、預報水質(礦化度)、測井斜等,根據物探測井資料和撈樣標本與甲方共同研究確定成井方案。成井方案確定后進行擴孔,擴孔孔徑φ600mm,擴至孔深m處。
 
  (2)下管前沖孔換漿  擴孔至設計深度后,下管前必須進行通孔和沖孔換漿,使孔底沉渣不大于0.5m,沖孔后孔內沖洗液性能調整為:
 
  粘  度:20~22s;
 
  失水量:不大于25ml/30min;
 
  含砂量:不大于4%;
 
  PH  值:7~8;
 
  膠體率:大于95%。
 
  (3)成井材料的準備  根據單井成井方案,下管前1~2天內將所需要的各種成井材料運至現場,并做好現場井管排管、連接加工等準備工作。止水粘土球直徑控制在25~30mm。
 
  (4)下管采用起吊式一次下管法下管,下管前進行孔深校驗、井管排管及長度校驗等復核工作,確保井管到位并使濾水管與含水層相對應。
 
  井管連接采用焊接式。下管中要確保連接順序不亂、焊接垂直,無虛焊、脫焊等不良焊接現象。單井中各含水層頂、底板位置均需加焊扶正器,扶正器高度不小于100mm,以確保下入井管居中、填礫厚度均勻。下管過程中嚴禁井管下放速度過快和急剎車,防止井管折斷和脫落。
 
  (5)二次沖孔換漿  下入井管后,在井管內下入鉆桿進行二次沖孔,使從孔壁與井管環狀返出的沖洗液在投礫前達到:粘度18s,含沙量小于4%。
 
  (6)填礫二次沖孔結束后,采用動水投礫法填礫。填礫時要保證泥漿泵保持高壓力、水泵量、運轉性能良好的狀態。  投礫時,采用人工在孔口用鐵锨輪番投入的方式,嚴禁采用大量傾倒式,以防礫料棚架。
 
  投礫過程中,經常測定孔內礫料面,分析判斷礫料投至位置及理論量與實際量的誤差程度,誤差過大時,要正確分析是否礫料投棚或是超徑系數過大,以便及時采取處理或者補充礫料等措施。
 
  投礫過程中,在含水層段,投礫時根據沖洗液中PW植物膠的加量,隨礫料投入一定量的破壁物質,以消除泥皮、便于洗井。  投礫結束后,礫料上頂面應高出含水層頂板,其高度應為總投礫高度的15~20%,防止抽水時礫料密實后下沉露出濾水管造成涌砂。
 
  (7)止水固井  在設計止水段采用粘土球進行止水。粘土球直徑20~30mm,設計單井投入量5m3/#; 投泥球時,采用人工在孔口用手輪流散放式投放,嚴禁用鐵锨或整桶投放,以防投棚; 經常測定孔內泥球面高度,分析確定投入量與投入位置。
 
  (8)洗井抽水試驗  采用壓風機震蕩和洗塞法相結合的洗井法。正式抽水前試抽一次,水位穩定時間大于16h。按工程技術要求采取水質分析樣品及時送檢。