淺析煤田地質(zhì)鉆探施工

     裸孔施工的基本操作是：開孔后下入φ146（或φ127）井口管1～3根（7～20米），直接換φ9l鉆具施工，同徑裸孔至終孔。裸孔施工，保證孔壁安全穩(wěn)定，護(hù)孔是關(guān)鍵?，F(xiàn)將幾年來施工中探索的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)介紹如下。
　　1 簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，采用同徑鉆進(jìn)，是裸孔施工的重要環(huán)節(jié)
　　鉆探生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用裸孔施工時(shí)，若鉆孔結(jié)構(gòu)多變，換徑次數(shù)多，鉆孔呈多階梯狀，在這種情況下，下降鉆具時(shí)增加了鉆具撞擊井壁的次數(shù)，從而易于破壞井壁的穩(wěn)定性，又易造成井壁的坍塌、掉塊，威脅著鉆探安全施工。煤田地質(zhì)勘探區(qū)的巖性較為松軟，其可鉆
　　性一般為3～6級(jí)，7級(jí)以上的堅(jiān)硬巖層較少，可鉆性較高。但是由于巖石物理性質(zhì)松軟，遇水易膨脹，易縮徑；傾斜地層井壁易坍塌、掉塊，因此應(yīng)簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，盡可能減少換徑次數(shù)。
　　由于簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，采用較小孔徑鉆進(jìn)，井壁裸露面積小，易維護(hù)，同時(shí)孔徑小限制了鉆具的回轉(zhuǎn)半徑。減輕了鉆具對(duì)井壁的沖擊破壞強(qiáng)度，從而減少了井壁坍塌、掉塊的可能性，有利于井壁的維護(hù)。還由于孔徑與鉆具之間的環(huán)狀間隙小，有利于導(dǎo)向和防斜,這對(duì)于安全鉆進(jìn)和提高鉆效提供了有利條件。
　　簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，采用裸孔施工，必須下好井口管，以維護(hù)井口的安全。下置井口管應(yīng)達(dá)到下述要求： (l)井口管要正：井口管的中心線必須與立軸的中心線一致，不得偏斜(2)井口管牢固：不得松動(dòng)，并防止脫跑.(3)井口管與井壁間隙要嚴(yán)密：要求在井口管與井壁間隙中不竄水，防止沖塌井口，同時(shí)防止巖粉沉淀在環(huán)狀間隙中造成井口管難于起拔。為達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求，具體做法是：開孔前予先以人力在井口處挖出0.5米的深坑，坑中充填粘土,并以水濕潤(rùn)后搗實(shí)；開孔至下井口管深度后，提出鉆具，再向孔底投入適量的粘土（濕潤(rùn)后的）并搗實(shí)；下井口管后，使井口管下端插入粘中,井口管外端用套管卡固定在地梁木處防止跑脫，井口管上部與井壁狀間中充填粘土并搗實(shí)，防止管外竄水和巖粉沉入。
　　2 使用優(yōu)質(zhì)泥漿，確?？變?nèi)安全
　　使用優(yōu)質(zhì)泥漿是保證孔壁安全的重要技術(shù)措施。當(dāng)前以使用“雙聚”泥漿效果較好。使用優(yōu)質(zhì)泥漿，除能較有效地保持井壁穩(wěn)定，防止井壁坍塌、掉塊的同時(shí)，對(duì)防止井壁超徑或縮徑更有要意義。在使用優(yōu)質(zhì)泥漿的同時(shí)必須加強(qiáng)泥漿管理。為加強(qiáng)泥漿管理，每臺(tái)鉆機(jī)均配齊經(jīng)過專門技術(shù)培訓(xùn)的泥漿員，每小班有兼職泥漿員，負(fù)責(zé)泥漿的泥漿性能測(cè)定和調(diào)釋，以保證泥漿質(zhì)量性能。實(shí)踐證明，在厚沖積層、深孔鉆進(jìn)中進(jìn)行裸孔施工，采用清水或劣質(zhì)泥漿是很難鉆進(jìn)的。采用粘土粉造漿，其特點(diǎn)是造漿效率高，易攪拌，并能保證泥漿質(zhì)量。
　　3 合理使用鉆鋌，保持鉆孔垂直
　　合理使用鉆鋌，在裸孔施工中是至關(guān)重要的，其有兩種意義：一是在正常鉆進(jìn)過程中使用的鉆鋌總重量應(yīng)超過鉆壓的20～30%，在保證滿足井底壓力的同時(shí)，保持鉆具的垂直，防止孔斜，并減輕鉆具對(duì)井壁的撞擊；二是在開孔鉆進(jìn)時(shí)就使用鉆鋌，為鉆孔垂直延深奠定基礎(chǔ)。沖積層鉆進(jìn)雖然不需較大的鉆壓，而使用足夠數(shù)量的鉆鋌有利鉆孔垂直和井壁穩(wěn)定。我們經(jīng)驗(yàn)做法是：開孔鉆進(jìn)后第一次加尺時(shí)就加用鉆鋌，直至加足鉆鋌數(shù)量，堅(jiān)持至終孔。一般使用鉆鋌數(shù)量為5～ 7立根（60～90米），重量為1400～2100公斤φ68鉆鋌）。
　　4 下鉆遇阻時(shí)不得盲目鉆掃，防止出現(xiàn)岔孔
　　下鉆遇阻現(xiàn)象一般多發(fā)生在沖積層中,其原因,一是粘土巖縮徑,二是脫落巖芯.由于沖積層的巖層松軟，無論遇有那種下鉆遇阻時(shí)，均不得盲目開車鉆掃，否則極易出現(xiàn)岔孔，而一旦出現(xiàn)岔孔又往往很準(zhǔn)再找到原孔。處理方法是：下鉆遇阻后，開泵以人力回轉(zhuǎn)鉆具，同時(shí)緩慢提動(dòng)鉆具沖掃，一般縮徑不嚴(yán)重或脫落的巖芯較少時(shí)，即能解除；采用此法處理無效時(shí)必須立即提鉆，再下入以原徑粗徑鉆具作導(dǎo)向，下接φ50鉆桿(2～3)米引路。邊沖掃邊提動(dòng)鉆具。但是操作均應(yīng)緩慢，同時(shí)壓力要輕。采用此法處理，一般多能湊效，同時(shí)能有效地防止岔孔。
　　5 積極堵漏，防止塌孔
　　在煤系地層中的各層灰?guī)r均有不同程度的漏水現(xiàn)象，若稍有忽視又極易促使厚沖積層塌孔，以致埋鉆，對(duì)安全施工造成很大威脅。因此，在遇漏孔層之前必須充分備足堵漏材料（粘土 、鋸沫、水泥等）。并采取長(zhǎng)槽大池，將替換出來的廢泥漿儲(chǔ)備起來備用（一般儲(chǔ)備30～50立方米）。
　　對(duì)于輕微孔內(nèi)漏水（沖洗液明顯消耗，但井口仍能返水）時(shí)。只要加強(qiáng)泥漿管理的同時(shí)，適當(dāng)提高泥漿粘度，控制泥漿比重(比重越小越好)，在一般情況下多能止住沖洗液漏失。
　　在鉆進(jìn)過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)沖洗液突然漏失孔口不返水中斷循環(huán)時(shí)，必須立即提鉆，在提鉆的同時(shí)進(jìn)行灌孔。如果不引起足夠重視，除促使漏失更加嚴(yán)重外，由于井壁失去泥漿柱的壓力平衡作用，還會(huì)導(dǎo)致上部厚沖積層段的嚴(yán)重坍塌，若鉆具停留在孔內(nèi)，還會(huì)造成坍塌埋鉆事故。提鉆后也必須打消僥幸心理，應(yīng)立即采用惰性材料積極堵漏。具體做法足：將鋸沫和水泥加入泥漿儲(chǔ)備池中，攪拌均勻后將鋸沫水泥泥漿注入孔內(nèi)，力爭(zhēng)一次使之喝包喝足,恢復(fù)正常循環(huán)，即達(dá)到了堵漏效果。若井口能返水，但仍有較大消耗時(shí)，可提高泥漿粘度，繼續(xù)鉆進(jìn)，適當(dāng)縮短回次進(jìn)尺時(shí)間和回次進(jìn)尺長(zhǎng)度，當(dāng)鉆過漏水層后（仍有較大消耗）再進(jìn)行堵漏。堵漏效果仍不理想時(shí)，可采取快干水泥止水方法處理。由于采取同徑裸孔施工，節(jié)省了擴(kuò)孔下套管的時(shí)間和費(fèi)用，從而須堅(jiān)定堵漏的信心，擴(kuò)大止水堵漏的效果。
　　6 提高鉆效，縮短施工周期
　　提高鉆探效率，縮短施工周期，減少對(duì)井壁的破壞程度，以利于裸孔鉆進(jìn)安全竣工。實(shí)踐證明：鉆孔施工周期越長(zhǎng)，對(duì)井壁的破壞程度越嚴(yán)重，井壁越難維護(hù)，越不利于裸孔施工。為了提高鉆效縮短施工周期，在認(rèn)真執(zhí)行上述各項(xiàng)施工的同時(shí)，必須對(duì)全孔施工周密計(jì)劃，制訂綜合施工方案，在保證安全和質(zhì)量的前提下，力求提高鉆效。淺孔巖層較松軟，易于技術(shù)操作，是提高鉆效的量有利的層段。在厚沖積層中施工的關(guān)鍵是防止孔斜，防止岔孔。因此淺孔鉆進(jìn)是提高鉆效，縮短施工周期的主要環(huán)節(jié)。進(jìn)入煤系層段，多為取芯鉆進(jìn)，對(duì)巖、煤芯采取率要求高，并有多層灰?guī)r漏水，又屬中深孔施工，因此，不宜單純要求提高鉆效。在煤系地層施工，應(yīng)以保證鉆探質(zhì)量為重點(diǎn)，防止打丟打薄煤層，并同時(shí)作好防漏、堵漏準(zhǔn)備。煤系地層下部至終孔為深孔鉆進(jìn)階段。雖然該層段工程量不多（50米左右），但是由于設(shè)備能力、管材強(qiáng)度及技術(shù)操作等技術(shù)條件的限制，必須確保安全生產(chǎn)，以利裸孔施工順利竣工。
　　7 結(jié)束語
　　鉆探工程的特點(diǎn)是：沖積層厚、縮徑，并伴有不同程度的鉆孔漏水，在該地區(qū)采用套管護(hù)孔顯然是不現(xiàn)實(shí)的。一是沖積層厚、巖層松軟，難以承托套管，二是下入套管數(shù)量多，重量大，加之鉆孔易縮徑，套管難下入，更難起拔，導(dǎo)致套管的大量損耗；三是下入和起拔套管勢(shì)必占用大量非作業(yè)時(shí)間，延誤施工周期。因此不宜采用套管護(hù)孔。裸孔施工的優(yōu)點(diǎn)是：避免了套管的損耗，增加作業(yè)時(shí)間，加快勘探速度，降低了鉆探成本，遇有特殊水文地質(zhì)情況，地質(zhì)孔改為水文孔施工方便，隨時(shí)可以進(jìn)行電測(cè)，并可獲得較完整的地質(zhì)剖面資料。但是裸孔施工護(hù)孔難度大，技術(shù)操作要求嚴(yán)格，必須認(rèn)真執(zhí)行施工技術(shù)措施，保證安全鉆進(jìn)。