惠州地區(qū)鉆井工程施工方案一、地質(zhì)概況與區(qū)域特征1.1地形地貌條件施工區(qū)域位于惠州市中部臺(tái)地平原區(qū)，北依羅浮山余脈，南臨東江沖積平原，地面高程12-35米，地形坡度2°-5°。場地周邊500米范圍內(nèi)無活動(dòng)性斷裂帶分布，但需注意東北部蓮花山斷裂帶可能引發(fā)的構(gòu)造應(yīng)力影響。表層覆蓋2-5米厚第四紀(jì)河流沖積層，由砂礫石層與黏土層交替分布組成，下部為燕山期花崗巖侵入體，巖體完整性系數(shù)0.7-0.85，局部發(fā)育風(fēng)化裂隙帶。1.2地層巖性特征0-5m：松散砂礫石層，粒徑2-80mm，分選性差，滲透系數(shù)15-30m/d，易發(fā)生漏失5-25m：紅褐色黏土層，含氧化鐵結(jié)核，液性指數(shù)0.35-0.55，具弱膨脹性25-80m：強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，呈砂土狀結(jié)構(gòu)，長石礦物風(fēng)化蝕變嚴(yán)重，RQD值＜30%80-150m：中風(fēng)化花崗巖，塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，主要發(fā)育兩組共軛節(jié)理，走向分別為NE45°和NW315°，間距0.5-1.2m150m以下：微風(fēng)化花崗巖，新鮮巖體抗壓強(qiáng)度85-110MPa，石英含量25-30%1.3水文地質(zhì)條件區(qū)域地下水分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類型?？紫端饕x存于表層沖積層中，水位埋深1.5-3.0m，單井涌水量50-150m3/d；基巖裂隙水主要分布于花崗巖風(fēng)化帶及構(gòu)造破碎帶，水位埋深5-8m，富水性不均，滲透系數(shù)2.5-8.0m/d。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。1.4不良地質(zhì)現(xiàn)象施工需重點(diǎn)防范以下地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：季節(jié)性滑坡：雨季（4-9月）在強(qiáng)風(fēng)化巖邊坡可能發(fā)生順層滑動(dòng)，滑動(dòng)面傾角15°-20°巖溶發(fā)育：在120-140m深度可能遇見隱伏溶洞，洞徑一般0.3-1.5m，充填率60-80%斷裂破碎帶：鉆探揭示在85-92m深度存在NW向小斷層，破碎帶寬2-3m，由構(gòu)造角礫巖組成花崗巖球狀風(fēng)化體：在60-75m深度可能遇見直徑1-3m的孤石，導(dǎo)致鉆進(jìn)跳鉆現(xiàn)象二、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1井型參數(shù)設(shè)計(jì)井深：300m（基巖段進(jìn)入微風(fēng)化層≥50m）井眼軌跡：直井結(jié)構(gòu)，最大井斜角≤1.5°/100m完井直徑：219mm（濾水管段），273mm（井壁管段）井口坐標(biāo)：X=2587642.35m，Y=38564219.72m（2000國家大地坐標(biāo)系）2.2套管程序設(shè)計(jì)開鉆次數(shù)井段(m)鉆頭直徑(mm)套管類型套管直徑(mm)下入深度(m)水泥返高一開0-30444.5表層套管339.729.5地面二開30-180311.1技術(shù)套管244.5179.8地面三開180-300215.9濾水管219300.0175m2.3井身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)井斜度：≤1°/100m（全井段），井底水平位移≤3m井徑擴(kuò)大率：基巖段≤15%，松散層段≤25%井底沉砂：≤0.3m固井質(zhì)量：水泥環(huán)連續(xù)完整，聲幅測井合格率≥90%，管外竄槽≤5%三、設(shè)備選型與配置3.1主要鉆井設(shè)備設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量技術(shù)參數(shù)鉆機(jī)主機(jī)ZJ30DB1臺(tái)最大鉤載300kN，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速0-300r/min鉆井泵3NB-16002臺(tái)額定排量30L/s，工作壓力15MPa井架JJ225/45-K1座有效高度45m，最大靜負(fù)荷2250kN水龍頭SL3001臺(tái)額定工作壓力35MPa轉(zhuǎn)盤ZP2751臺(tái)通孔直徑275mm，最大扭矩27.5kN·m3.2輔助設(shè)備配置泥漿循環(huán)系統(tǒng)：30m3泥漿池（3級(jí)凈化），25m3清水池，φ300振動(dòng)篩（2臺(tái)），除砂器（1臺(tái)），除泥器（1臺(tái)）固控設(shè)備：真空除氣器（1臺(tái)），剪切泵（1臺(tái)，功率37kW），離心機(jī)（1臺(tái)，處理量25m3/h）動(dòng)力系統(tǒng)：柴油發(fā)電機(jī)組（2臺(tái)，250kW/臺(tái)），不間斷電源（1套，50kVA）井口工具：B型吊鉗（2套），吊環(huán)（2只，300kN），卡瓦（3副），安全卡瓦（2副）3.3測量與檢測設(shè)備井斜測量：JDT-4陀螺測斜儀（測量精度±0.1°）鉆井液性能：六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)（ZNN-D6B），失水儀（SD-6），固相含量測定儀（WJ-2）巖土測試：現(xiàn)場巖土力學(xué)試驗(yàn)箱（含點(diǎn)荷載儀、滲透儀）安全監(jiān)測：H?S檢測儀（量程0-100ppm），可燃?xì)怏w檢測儀（0-100%LEL）四、施工技術(shù)方案4.1鉆前工程準(zhǔn)備4.1.1場地平整清理施工區(qū)域內(nèi)雜草、障礙物，平整場地面積20m×30m，碾壓密實(shí)度≥90%修筑環(huán)形排水溝（寬0.5m×深0.6m），設(shè)置4個(gè)集水井（φ1m×深1.5m）井場入口處設(shè)置洗車平臺(tái)（長5m×寬3m），配備三級(jí)沉淀池4.1.2設(shè)備安裝井架基礎(chǔ)采用C30混凝土澆筑，尺寸4m×4m×0.8m，預(yù)埋16組地腳螺栓鉆井設(shè)備安裝偏差控制：井架垂直度≤1‰，轉(zhuǎn)盤中心與井口中心偏差≤10mm泥漿循環(huán)系統(tǒng)安裝坡度1.5%，走向由高至低依次為振動(dòng)篩→除砂器→除泥器→沉淀池4.2分階段鉆井工藝4.2.1一開鉆井（0-30m）鉆頭選型：HJT517三牙輪鉆頭（適應(yīng)松散地層）鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓8-12kN，轉(zhuǎn)速60-80r/min，排量25-30L/s鉆井液：膨潤土漿（密度1.05-1.10g/cm3，黏度22-25s）施工要點(diǎn)：采用吊打鉆進(jìn)工藝，控制下放速度≤0.5m/s每鉆進(jìn)5m測定井斜，及時(shí)調(diào)整鉆具組合下套管前進(jìn)行徹底洗井，循環(huán)排量≥30L/s，循環(huán)時(shí)間≥2h4.2.2二開鉆井（30-180m）鉆頭選型：PDC鉆頭（φ311.1mm，16mm切削齒）鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓15-25kN，轉(zhuǎn)速80-120r/min，泵壓8-12MPa鉆井液：鉀基聚合物鉆井液（密度1.10-1.15g/cm3，黏度30-35s，失水≤8mL/30min）特殊工藝：85-92m斷層破碎帶采用"輕壓快轉(zhuǎn)"工藝，鉆壓降至10-15kN每30m進(jìn)行短起下鉆，檢查井眼穩(wěn)定性150m處進(jìn)行地層漏失試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力1.5-2.0MPa4.2.3三開鉆井（180-300m）鉆頭選型：金剛石復(fù)合片鉆頭（φ215.9mm，胎體硬度HRC35-40）鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓8-15kN，轉(zhuǎn)速100-150r/min，泵壓12-15MPa鉆井液：無固相鉆井液（密度1.05-1.08g/cm3，黏度25-30s，含砂量≤0.3%）取心要求：微風(fēng)化花崗巖段連續(xù)取心，取心長度≥5m巖心采取率≥85%，巖心直徑≥89mm取心過程中控制鉆時(shí)≤30min/m4.3固井施工工藝4.3.1表層套管固井水泥漿配方：G級(jí)油井水泥+4%硅粉+2%降失水劑+0.5%緩凝劑施工參數(shù)：替漿排量1.2-1.5m3/min，碰壓壓力5-6MPa，候凝時(shí)間≥24h質(zhì)量控制：水泥漿密度1.85-1.90g/cm3，API失水≤50mL/30min，稠化時(shí)間≥180min4.3.2技術(shù)套管固井水泥漿體系：雙級(jí)水泥漿（領(lǐng)漿密度1.65g/cm3，尾漿密度1.90g/cm3）扶正器配置：每10m安裝1只剛性扶正器，底部30m加密至每5m1只施工工藝：采用分級(jí)固井工藝，一級(jí)注水泥至80m，二級(jí)注水泥至地面候凝要求：井口加壓2MPa候凝，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥48h，水泥石抗壓強(qiáng)度≥15MPa4.3.3濾水管安裝濾水管類型：橋式濾水管（開孔率15%，濾孔直徑10mm）纏絲規(guī)格：φ2mm不銹鋼絲，螺距3mm，外包雙層尼龍網(wǎng)（80目）安裝工藝：采用浮箍浮鞋結(jié)構(gòu)，管外環(huán)狀間隙填充石英砂（粒徑2-4mm）止水措施：濾水管頂部設(shè)置2m長止水環(huán)，采用膨脹橡膠止水4.4完井作業(yè)洗井工藝：采用三級(jí)洗井法，依次為替漿洗井（清水）→壓縮空氣洗井→活塞洗井出水量測試：穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，降深3次（5m、10m、15m），每次穩(wěn)定時(shí)間≥8h水質(zhì)檢測：采集水樣檢測35項(xiàng)指標(biāo)，重點(diǎn)檢測鐵、錳、氨氮及重金屬含量井口裝置：安裝Q235鋼質(zhì)保護(hù)管（φ325mm×8mm），高出地面0.8m，設(shè)置防盜井蓋五、安全環(huán)保措施5.1安全生產(chǎn)管理5.1.1井控安全井控設(shè)備：安裝全套防噴系統(tǒng)（含環(huán)形防噴器、雙閘板防噴器、節(jié)流壓井管匯）壓力監(jiān)測：實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆井液池液面變化，設(shè)置聲光報(bào)警裝置（報(bào)警值±0.5m3）應(yīng)急演練：每周開展防噴演習(xí)，每月進(jìn)行井噴失控應(yīng)急處置演練井控規(guī)定：鉆開高壓水層前必須進(jìn)行地層承壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為預(yù)測壓力1.2倍5.1.2高空作業(yè)安全井架防護(hù)：設(shè)置三層作業(yè)平臺(tái)，配備防墜器（承載能力≥22kN）安全帶管理：采用雙鉤五點(diǎn)式安全帶，每半年進(jìn)行一次靜負(fù)荷試驗(yàn)（225kg，5min）夜間施工：井架設(shè)置LED防爆燈（照度≥50lux），作業(yè)平臺(tái)邊緣設(shè)置反光警示帶5.2環(huán)境保護(hù)措施5.2.1廢水處理鉆井廢水：采用"調(diào)節(jié)池+氣浮+生物接觸氧化"處理工藝，處理能力5m3/h生活污水：設(shè)置一體化污水處理設(shè)備（MBR工藝），出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923）清下水：經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后回用，回用率≥80%5.2.2固廢處置廢棄泥漿：采用固化處理（添加20%水泥+5%石灰），固化體抗壓強(qiáng)度≥1.5MPa巖屑處理：分類存放，中風(fēng)化以上巖屑可綜合利用為建筑骨料，其余送至合規(guī)填埋場生活垃圾：設(shè)置分類垃圾桶，由環(huán)衛(wèi)部門定期清運(yùn)，清運(yùn)頻率≥1次/天5.2.3噪聲控制設(shè)備降噪：鉆井泵、柴油機(jī)等設(shè)備安裝隔音罩（降噪量≥25dB）距離控制：高噪聲設(shè)備與周邊居民區(qū)距離≥150m，敏感時(shí)段（夜間22:00-6:00）噪聲≤55dB(A)監(jiān)測要求：每3天監(jiān)測一次廠界噪聲，建立噪聲監(jiān)測臺(tái)賬5.3地質(zhì)災(zāi)害防范邊坡防護(hù)：井場周邊開挖截水溝（深0.8m×寬1.0m），邊坡采用漿砌片石護(hù)面（厚度300mm）排水系統(tǒng)：配備4臺(tái)Φ150mm潛水泵（揚(yáng)程≥20m），雨季備用2臺(tái)應(yīng)急排水設(shè)備監(jiān)測預(yù)警：在坡頂設(shè)置3處位移監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測頻率雨季1次/天，非雨季1次/周六、質(zhì)量控制與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)6.1鉆井工程質(zhì)量控制點(diǎn)控制項(xiàng)目允許偏差檢測方法檢測頻率井眼垂直度≤1°/100m陀螺測斜儀每50m一次井徑擴(kuò)大率≤20%井徑儀全井段連續(xù)測量固井水泥返高≥設(shè)計(jì)值聲幅測井固井后24h套管柱試壓10MPa/30min壓降≤0.5MPa水壓試驗(yàn)固井后48h濾水管孔隙率15±2%超聲波檢測安裝前100%檢測6.2完井驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)出水量：穩(wěn)定出水量≥50m3/h（降深10m時(shí)）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)井口裝置：密封性能試驗(yàn)壓力1.0MPa，30min無滲漏工程資料：包含鉆井日志、測井曲線、巖心標(biāo)本、試驗(yàn)報(bào)告等12項(xiàng)資料6.3質(zhì)量保證措施材料控制：套管、水泥等主要材料需提供出廠合格證及第三方檢測報(bào)告過程檢驗(yàn)：每道工序?qū)嵭?三檢制"（自檢、互檢、專檢），檢驗(yàn)合格率100%儀器校驗(yàn)：測量儀器在有效期內(nèi)使用，每季度進(jìn)行一次校驗(yàn)質(zhì)量追溯：建立工程質(zhì)量終身責(zé)任制，關(guān)鍵工序留存影像資料七、施工組織與進(jìn)度計(jì)劃7.1施工隊(duì)伍配置管理人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，安全監(jiān)督員1人專業(yè)班組：鉆井班（6人），固井班（4人），機(jī)電班（3人），地質(zhì)班（2人）后勤保障：炊事員1人，材料員1人，司機(jī)2人7.2施工進(jìn)度計(jì)劃施工階段工作內(nèi)容工期(d)備注準(zhǔn)備階段場地平整、設(shè)備安裝7含設(shè)備調(diào)試一開鉆進(jìn)鉆井、下套管、固井5含候凝時(shí)間二開鉆進(jìn)鉆井、取心、固井12含測井時(shí)間三開鉆進(jìn)鉆井、下濾水管、洗井8含抽水試驗(yàn)驗(yàn)收階段資料整理、竣工驗(yàn)收3含整改時(shí)間總工期35不含不可預(yù)見因素7.3進(jìn)度保障措施設(shè)備保障：關(guān)鍵設(shè)備配備備用件（泥漿泵缸套、鉆頭、鉆桿等）材料儲(chǔ)備：主要材料儲(chǔ)備量滿足15天連續(xù)施工需求應(yīng)急預(yù)案：制定雨季施工專項(xiàng)方案，配備防雨布（200m2）、排水泵（4臺(tái)）進(jìn)度考核：實(shí)行周進(jìn)度考核制度，延誤超過3天啟動(dòng)趕工措施八、應(yīng)急預(yù)案8.1井漏處理預(yù)案輕微漏失（漏速＜5m3/h）：加入2%隨鉆堵漏劑，增大鉆井液黏度至35-40s中度漏失（5-20m3/h）：采用"橋接堵漏"技術(shù)，注入2-3m3橋接堵漏漿（核桃殼+云母+纖維）嚴(yán)重漏失（＞20m3/h）：立即起鉆至安全井段，采用水泥漿堵漏（密度1.85g/cm3，候凝48h）8.2卡鉆事故處理黏附卡鉆：采用上下活動(dòng)鉆具（活動(dòng)幅度2-3m），注入解卡劑（濃度15%）井塌卡鉆：