针对这类情况,项目部对施工人员进行合理搭配,在施工第3个孔(B10-2)时,根据施工中两个机台的表现情况,项目部人员讨论一致认为:1号机(即兰志伟机台)的表现好于2号机(即付辉机台),下步施工利用1号机(即兰志伟机台)为主体,在施工工作量剩为1孔的情况下采取将2号机(即付辉机台)人员编入1号机(即兰志伟机台),将表现不好或自动离开的人员遣返回乡,逐步提高人员素质,同时加强培养公司技校生,使他们能尽快走上主要工作岗位。
(2)、安全隐患问题:
本项目地处山区,该地区具有两个特点:①地形地貌比较陡峭,山体的垂直高差达到1000米以上,②泥石流的高发区,该地区被称之为世界泥石流博物馆;而钻孔孔位都在山边的斜坡上,施工场地也只能根据实际情况进行修建,修建的机台场地不够大,填方面积相对较多,在雨季施工中必然带来很大的安全安全隐患。
针对存在的安全隐患,项目部人员制定了安全应急预案等安全措施,并不断跟踪检查,使安全隐患得到了控制和预防,并通过顺利了局安全检查;与此同时,加强了安全的巡查,对重点部位重点区域,进行不间断检查,杜绝安全事故的发生。
(三)工作成果
云南播卡项目于2011年3月26日开钻,于10月5日完成工区5个钻孔共计2203米工作量,单孔最深进尺750.24米,钻探各项指标均达标,圆满地完成了设计工作量,实现了西南地区复杂地层深部钻探的重大突破,无重大安全事故。
云南播卡项目除在钻探方面取得较好的成果外,在技术资料整理上报方面也取得了较好的成绩,局级科研项目上报两项成果:1、岩心钻探复杂地层冲洗液技术研究;2、岩心钻探深孔、超深孔钻进技术的研究。
(四)竣工后经验教训总结
A、开孔以合金钻头干烧,将聚丙烯酰胺搅拌均匀,浓度适中,沿孔壁倒入孔内,起到护壁作用。
B、该孔全孔采用聚丙烯酰胺+植物胶的无固相泥浆体系,在漏失段添加堵漏剂锯木等堵漏材料,控制地层的漏失,聚丙烯酰胺的用量相对较大。
C、钻头多采用营口生产的钻头,胎体硬度以25~30为宜;
D、地层破碎程度通过泵压表的数字显示,在地层相对完整时,其泵压相对较小,施工相对顺畅;当地层破碎时将显示出泵压的升高,出现内管堵水现象;因此需要更换泥浆及加大泥浆的配比,同时需要少打勤提,切不可盲目追求施工进度,避免产生孔内事故的可能。
E、在实际施工的钻孔过程中, B10-3孔的泵压保持在2~3Mpa, B10-1孔的泵压达到4Mpa左右; B10-3孔使用的泥浆体系中植物胶的用量相对较高,而B10-1孔使用的泥浆体系中植物胶的用量相对较低,施工的结果表明:适当提高植物胶在泥浆体系中的用量,可以有效的减小孔内阻力、降低泵压及起到必要的护壁作用。
F、B10-3孔首次开孔时使用的含钠土的泥浆体系,该套体系可以适用绳索取心工艺,但是在该体系中缺少相应增粘剂(如:纤维素等),在施工中出现地层坍塌、掉块及破碎时,护壁作用相对较差,施工难度也会增大,同时也导致B10-3孔前期出现埋钻现象,后经过改进的泥浆体系即聚丙烯酰胺+植物胶体系,效果比较明显,未在试用含粘土的泥浆体系;故在今后的施工中如地层条件允许,可以考虑继续试用该套体系。
G、在施工过程中,施工作业班组需要具备强烈的责任心,为保证护壁效果,需要经常更换泥浆,必须时刻关注仪表上有关泥浆系统的各类仪表读数,确保及时更换泥浆,从而保证施工的顺利进行。
H、对于地层破碎、漏失严重的地层,除增大堵漏剂用量及泥浆浓度外,可以使用聚丙烯酰胺+锯木混合后倒入孔内,能起到较好的堵漏效果。
(五)新技术、新设备和新工艺运用情况
1、新技术、新工艺使用情况:
(1)、B10-1钻孔使用情况介绍:
设计孔深为750米;是金山公司有史以来最深孔,同时是方位角250°、倾角78°的斜孔,其施工难度显而易见;其钻孔的地层及所使用的各类参数如下:
根据江苏华东地化公司提供的地质资料,其地层情况表述为:
①0~361米及361~528米均为板岩,包括深灰-灰黑色板岩局部夹白云岩、砂岩透镜体;凝灰质板岩、含炭粉砂质板岩,局部夹少量泥砂质白云岩,另外还有深灰色-浅灰黑色砂质白云岩,局部夹少量浅灰黑色炭质板岩,地层比较复杂。
②528~571米为白云岩,岩石组合为灰白色-青灰色中-厚层状白云岩,地层比较复杂。
③571~750米为板岩,包括炭质板岩、含炭粉砂质板岩、炭质粉砂质板岩及少量含炭粘板岩等,地层比较复杂。
在施工中这对这种情况,该孔采用如下的钻孔结构及钻进参数:
①钻孔设计为:Φ150口径开孔钻进到20米,下入Φ146套管;改用PQ系列钻进到350米,下入HW套管;再改用HQ系列钻进到500米,下入NW套管;最后改用NQ系列钻进到750米;
施工的实际情况为:Φ150口径开孔钻进到14米,下入Φ146套管;改用PQ系列钻进到272米,下入HW套管;再改用HQ系列钻进到480米,下入NW套管;最后改用NQ系列钻进到750米;
②钻进参数为:钻压控制在0.8KN以内,泵压根据不同的区域分别控制在1.5Mpa,3Mpa及4.2Mpa以内,转速控制在120r/min、192r/min、240r/min以及428r/min以内。(详见云南新山-马家沟B10-1孔施工参数图)
③泥浆配比:
0~14米配比为:聚丙烯酰胺:植物胶=(2~3)kg/m3:(2~3)kg/m3。
14~361米配比为:聚丙烯酰胺:植物胶=(1~3)kg/m3:(1~3)kg/m3。
361~528米配比为:聚丙烯酰胺:植物胶=(2~4)kg/m3:(1~3)kg/m3。
528~750米配比为:聚丙烯酰胺:植物胶=(2~4)kg/m3:(1~3)kg/m3。
(详见云南新山-马家沟B10-1孔施工参数图)
(2)、B10-3钻孔使用情况介绍:
设计孔深为680米;为方位角250°、倾角78°的斜孔,其钻孔的地层及所使用的各类参数如下:
根据江苏华东地化公司提供的地质资料,其地层情况表述为:
①0~397米及397~572米均为板岩,包括深灰-灰黑色板岩局部夹白云岩、砂岩透镜体;凝灰质板岩、含炭粉砂质板岩,局部夹少量泥砂质白云岩,另外还有深灰色-浅灰黑色砂质白云岩,局部夹少量浅灰黑色炭质板岩,地层比较复杂。
②572~627米为白云岩,岩石组合为灰白色-青灰色中-厚层状白云岩,地层比较复杂。
③627~680米为炭质板岩,含炭粉砂质板岩、炭质粉砂质板岩及少量含炭粘板岩等,地层比较复杂。
在施工中这对这种情况,该孔采用如下的钻孔结构及钻进参数:
①钻孔设计为:Φ150口径开孔钻进到20米,下入Φ146套管;改用PQ系列钻进到300米,下入HW套管;再改用HQ系列钻进到500米,下入NW套管;最后改用NQ系列钻进到680米;
施工的实际情况为:Φ150口径开孔钻进到6米,下入Φ146套管;改用PQ系列钻进到325米,下入HW套管;再改用HQ系列钻进到530米,下入NW套管;最后改用NQ系列钻进到680米;
②钻进参数为:钻压控制在0.5KN、0.8KN以内,泵压根据不同的区域分别控制在0.5Mpa,1Mpa及1.5Mpa以内,转速控制在120r/min、192r/min、348r/m以内。(详见云南新山-马家沟B10-3孔施工参数图)
2、新设备使用情况:(全液压动力头钻机的应用)
全液压动力头钻机,是公司于2011年投入500万元资金购入的设备。在国内岩心钻探行业来说,设备处于国际领先地位。在应对恶劣的地层条件,对提高岩心钻探时效等方面起到了很大的作用。新设备的使用,保证了施工的正常进行,解决了钻探施工时存在的不利因素,提高了钻探效率,为公司打造高质量,高效益的钻探工程提供了设备保障。
CSD-1800型履带式全液压动力头钻机的主要特点:
1、采用国际最前沿岩心钻机的设计理念,针对中国钻探行业具体情况设计,技术达到国际先进水平,功能实用全面。
2、可变速履带行走系统极大地方便了设备移动;
3、钻机配备4档手动变速箱和液压马达,转速在0-1250转/分之间可无级调速,速度范围宽、扭矩大,有利于以金刚石为主体的多种钻探工艺对转速的选择;
4、钻机设计回转器通孔直径117毫米,变换卡瓦可用于国内或国外标准不同孔径的钻杆。大孔直径可以跟管钻进工艺直接下套管。
5、钻机给进行程3.5米,减少了辅助工作时间,有利于提高钻探效率,减少孔内事故。
6、给进控制可以实现加压钻进、减压钻进、称重、快速提升等工作状态
7、钻机设计大量选用标准件、通用零部件,如卷扬机、液压系统元件、过滤器、各种弹簧等,使钻井机设计的标准化、通用化程度高,有利于钻机售后服务,便于管理。
8、钻机仪表齐全,便于实时观察设备运行以及孔内情况。
9、设备配备液压夹持器、液压驱动泥浆泵和泥浆搅拌器,钻探过程不需要任何其他辅助动力。
10、关键部件如液压泵、马达、控制阀、主卷扬等均采用进口知名品牌。零部件精度高,设备的可靠性好。
附:云南新山-马家沟B10-1孔施工参数图
云南新山-马家沟B10-3孔施工参数图
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