1、礦區(qū)水文長觀孔固井施工工藝探析摘要：在礦區(qū)施工工藝中，水文長觀孔施工具有重要作用。固井質(zhì)量會對水文 地質(zhì)資料準(zhǔn)確性和可靠性造成較大影響，特別是煤田水文孔固井質(zhì)量，會對煤礦 生產(chǎn)安全造成影響。在施工操作期間，若采用傳統(tǒng)止水方式將無法確保止水效果 和質(zhì)量。此次研究主要是探討分析礦區(qū)水文長觀孔固井施工工藝，希望能夠?qū)ο?關(guān)人員起到參考性價值。關(guān)鍵詞：礦區(qū)；水文長觀孔；固井；施工工藝在礦區(qū)施工建設(shè)之前，必須對水文地質(zhì)進(jìn)行勘察，而水文觀測孔固井止水會 對勘察質(zhì)量造成直接影響。固井質(zhì)量會決定水文地質(zhì)資料的可靠性和真實性，特 別是對于煤田水文孔固井質(zhì)量來說，會對煤礦生產(chǎn)安全造成影響。為了確保永久 性止水效果

2、，必須采用孔底水泥注漿閥塞管內(nèi)鉆桿注水泥固井施工方法，應(yīng)用效 果比較限制。1、礦區(qū)水文長觀孔固井施工工藝的優(yōu)勢分析縮短固井時間，從鉆桿內(nèi)部經(jīng)過孔底，可以將水泥漿壓入到管外環(huán)狀間隙中。 在替換水泥漿液時，只需要通過鉆桿就可以實現(xiàn)。此種方法可以減少水泥漿液替 換量，施工速度比較快。在完成注漿之后，通過止水閥能夠避免水泥漿液回流， 控制水泥漿液上移。在完成注漿之后，需要將鉆具提出到孔外，避免水泥凝固導(dǎo) 致注漿鉆桿無法應(yīng)用，容易引發(fā)固井安全事故。通過此種處理方法能夠確保套管 外水泥漿液面高度，加強(qiáng)固管質(zhì)量。在套管下放過程中，利用逆止閥能夠避免孔 內(nèi)水泥漿液進(jìn)入到套管內(nèi)，使套管內(nèi)部形成內(nèi)壓空間，使管內(nèi)浮

3、力上升，減少套 管柱重量，以此起到浮力塞效果。2、注漿閥塞工藝結(jié)構(gòu)分析在開展水文鉆孔施工過程中，需要特殊定制井底逆止閥，相應(yīng)增加施工成本。 在施工建設(shè)期間，需要使用自制井底注漿逆止閥塞，這樣不僅能夠確保施工質(zhì)量， 滿足施工需求，還能夠降低工程造價，加快施工周期。2.1注漿逆止閥此次工程建設(shè)所應(yīng)用的注漿逆止閥直徑為70mm，該逆止閥的結(jié)構(gòu)包括一節(jié) 地質(zhì)管（長度25cm、直徑70mm）；膠木球（直徑45mm）；彈簧（長度： 10cm、外直徑43mm、內(nèi)直徑：35mm）。注漿逆止閥結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。圖1注漿逆止閥結(jié)構(gòu)圖2.2制作注漿閥塞第一，使用鉆桿（長度：180cm、直徑50mm）連接于注漿逆止閥

4、，在鉆桿外 部留有反絲扣接頭，使用鋼筋（直徑：6mm）焊接在鉆桿體上，組成三組支架， 每組支架數(shù)量為6個，通過管內(nèi)直徑明確支架鋼筋長度，支架能夠起到水泥箍筋、 逆止閥和居中鉆桿作用。第二，選取下設(shè)一節(jié)止水套管，長度控制在180cm。徹底清理套管內(nèi)部，之 后逆止閥組件安裝在套管內(nèi)部。按照注漿閥塞工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，之后將鋼 筋支架與套管進(jìn)行焊接。將注漿逆止閥使用帆布進(jìn)行包裹，且確保綁扎效果。第三，將完成焊接處理的注漿閥塞套管立起，將干砂倒入至管內(nèi)，確保干砂 到達(dá)注漿閥塞水泥底部。第四，選擇清水、河沙以及普通硅酸鹽水泥，按照0.7:2.5:1比例進(jìn)行配制， 之后按照注漿逆止閥塞結(jié)構(gòu)，將砂漿導(dǎo)入至

5、套管內(nèi)進(jìn)行均勻搗實。在4h內(nèi)將清 水注入到套管內(nèi)，避免出現(xiàn)干裂問題。于48h后放到套管，徹底清理水泥逆止閥， 并且焊接于原先套管內(nèi)。2.3鉆孔布設(shè)此次工程施工觀測孔聯(lián)合現(xiàn)有觀測孔，以此建立動態(tài)觀測系統(tǒng)。采用鉆芯鉆 進(jìn)明確煤層底板與含水層發(fā)育情況，以此加強(qiáng)勘察鉆孔功能。聯(lián)合區(qū)域內(nèi)地下水 流向，通過觀測線對鉆孔進(jìn)行布設(shè)。2.4鉆探工藝布設(shè)此次長觀孔工作共布設(shè)4個鉆孔，位于礦井暗斜井內(nèi)，鉆探進(jìn)尺400m。為了 確保施工安全質(zhì)量，在設(shè)計鉆孔時使用多級變徑結(jié)構(gòu)，下放至套管進(jìn)行固管操作， 安裝孔口閘閥，按照終孔孔徑明確開孔孔徑，將終孔孔徑設(shè)置在75mm左右。3、下管固井施工在下放套管之前需要實施換漿處理，

6、將稀泥漿液灌注到孔內(nèi)，以此稀釋孔內(nèi) 泥漿。在整個操作期間必須將泥漿密度控制在1.1以內(nèi)，且入孔泥漿性能必須與 孔內(nèi)泥漿性能相近。在孔口位置取樣進(jìn)行檢驗時，應(yīng)當(dāng)確保無粉砂沉淀。在下放 套管時，應(yīng)當(dāng)在套管引鞋上部安裝注漿閥套管，并且下放至孔內(nèi)預(yù)設(shè)深度。由于 在下放注漿閥塞套管時會產(chǎn)生浮力塞作用，當(dāng)浮力比較大時，注漿閥塞套管無法 下放，需要將清水注入到注漿閥塞套管內(nèi)，以此減少浮力。將注漿閥塞套管下放至孔底部時，應(yīng)當(dāng)確保孔底部注漿閥塞接頭與注漿鉆桿 對接。對于固井漿液和水泥配比問題來說，應(yīng)當(dāng)合理選擇固井水泥質(zhì)量，避免對 固井施工造成影響。針對水泥漿液來說，必須確保其比重和黏度性能，并且具備 良好的可泵

7、性，初凝時間、終凝時間、固化時間都應(yīng)當(dāng)縮短，確保固化處理后水 泥強(qiáng)度。水泥質(zhì)量和水灰比會對水泥強(qiáng)度以及凝結(jié)固化時間造成影響。當(dāng)水泥水 灰比比較大時，初凝時間和終凝時間比較長，相應(yīng)降低水泥凝固強(qiáng)度。針對固井 材料使用量問題來說，應(yīng)當(dāng)按照井管與鉆孔環(huán)狀間隙、漿液損耗系數(shù)、漿液配比 等指標(biāo)，對用水量、水泥用量以及漿液使用量進(jìn)行計算。在計算水泥加水量和漿液固井加水量時，可以按照以下計算方法：使用水泥 100kg進(jìn)行分析，該水泥水灰比控制在3.1，水泥體積為30L，水灰比為0.5:1，固 井環(huán)狀間隙水泥需求量為1.22V，固井環(huán)狀間隙用水需求量為0.61V。從上述計算 能夠看出，1L水泥漿液需要1.22

8、kg水泥，需水量為0.61kg。固井前必須做好前期準(zhǔn)備工作，防止固井工作不間斷施工。固孔施工的時間 必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免超過漿液灌入的初凝時間。將清水注入到泵體之前，首 先需要對泥漿泵管理密封效果、工作性能以及耐壓性能進(jìn)行檢查，并且做好管外 循環(huán)工作。在整個施工操作期間，必須保證每一個系統(tǒng)的運(yùn)行效果，確認(rèn)無誤之 后才能夠開展注水泥固井施工。在施工過程中，需要使用泥漿泵將水泥頂?shù)娇椎?，該工藝需要利用鉆桿通過 注漿逆止閥實現(xiàn)。水泥漿液沿著套管外環(huán)間隙，能夠從孔底返回至孔口位置，水 泥漿液上返至孔孔之后可以停止泥漿泵運(yùn)行。借助于彈簧壓力能夠使逆止閥自動 復(fù)位，有效避免水泥漿液返回至套管內(nèi)。根據(jù)漿液

9、泵和管理容積進(jìn)行計算，使用 等量清水替換輸漿管路和漿液泵中的水泥漿液，并且將泵管路上的泄壓閥打開， 對水泥漿液回漿情況進(jìn)行檢查，這樣能夠?qū)δ嬷归y工作狀態(tài)進(jìn)行判斷。當(dāng)確保逆 止閥起作用之后，應(yīng)當(dāng)將井底反絲扣街頭拆卸掉。之后將漿鉆具提離井底部0.9m， 并且使用清水對起鉆和管理進(jìn)行清洗。當(dāng)水泥凝固1d之后，需要對水泥面進(jìn)行鉆探，充分?jǐn)嚢柚蟠_保其不凝固。 在3d之后需要下放鉆套掃水泥柱，并且將注漿逆止閥打撈上來。4、結(jié)束語綜上所述，按照此次對礦區(qū)水文長觀孔固井施工工藝的分析能夠看出，在鉆 孔固井施工中應(yīng)用注漿逆止閥塞具有明顯作用，逆止閥結(jié)構(gòu)簡單，能夠縮短施工 周期，且經(jīng)濟(jì)成本比較低。在此次水文孔固井施工中得以廣泛應(yīng)用。希望通過此 次工程技術(shù)工藝的分析，能夠為同類工程起到參考性價值。參考文獻(xiàn)高偉軍.新疆油田石油行業(yè)固井施工作業(yè)現(xiàn)場的安全隱患排查與治理J.化工 設(shè)計通訊,2019,45(04):246.王敬朋,王雪剛，溫培源，等.卻勒103井鹽膏層尾管超高密度水泥漿固井技術(shù) 研究J.新疆石油科技,2018,28(04):1-5.鄭忠茂，閆振峰,劉天恩，許莉，夏斌.小間隙尾管固井配套技術(shù)在伊拉克米桑油 田的應(yīng)