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。