大型深水井鉆井施工綜合方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本參數(shù)本工程設(shè)計(jì)井深500米，采用三級(jí)井身結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì)鉆井周期35天。井場(chǎng)占地面積120m×100m，位于平原地貌區(qū)，地面絕對(duì)標(biāo)高134.5米，坐標(biāo)系統(tǒng)采用西安80坐標(biāo)系，高程采用國(guó)家85高程基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)出水量80m3/h，水質(zhì)需達(dá)到《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，井口裝置采用DN325×10螺旋鋼管，配套潛水泵放置于85米含水層段。1.2地質(zhì)條件分析根據(jù)前期物探及地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，自上而下地層分布特征如下：0-60米：第四系松散土層，以砂質(zhì)黏土為主，含少量礫石，易垮塌60-200米：白堊系砂巖與泥巖互層，存在3處弱透水層200-350米：三疊系灰?guī)r地層，局部含石膏層，存在鹽膏層蠕變風(fēng)險(xiǎn)350-500米：侏羅系砂巖含水層，孔隙度15-20%，滲透率10-50mD，為主要取水目的層地下水位埋深15米，穩(wěn)定含水層厚度60米（350-410米），靜止水位埋深18米，預(yù)計(jì)動(dòng)水位降深不超過(guò)50米。二、施工組織與管理2.1組織機(jī)構(gòu)設(shè)置實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，下設(shè)四個(gè)專業(yè)部門：工程技術(shù)部：配備鉆井工程師2人、地質(zhì)工程師1人、泥漿工程師1人，負(fù)責(zé)施工方案實(shí)施與技術(shù)交底安全質(zhì)量部：設(shè)HSE監(jiān)督2人、質(zhì)量檢查員1人，實(shí)施全過(guò)程安全監(jiān)管設(shè)備物資部：配置設(shè)備管理員2人、材料員1人，負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)及物資保障生產(chǎn)運(yùn)行部：包含司鉆3人、鉆工8人，實(shí)行24小時(shí)輪班作業(yè)（三班八小時(shí)制）2.2施工隊(duì)伍配置鉆井隊(duì)：定員25人，分3個(gè)班組，每班配置：司鉆1人、副司鉆1人、鉆工4人、泥漿工1人技術(shù)支持組：定向工程師1人、測(cè)井工程師1人、固井工程師1人應(yīng)急小組：由10人組成，含專職安全員、醫(yī)療急救員及設(shè)備搶修人員2.3施工進(jìn)度計(jì)劃施工階段工期(天)主要工作內(nèi)容鉆前準(zhǔn)備5井場(chǎng)平整、設(shè)備安裝、水電接入、泥漿配置一開作業(yè)7鉆進(jìn)至200米、下表層套管、固井二開作業(yè)12鉆進(jìn)至350米、下技術(shù)套管、固井三開作業(yè)8鉆進(jìn)至500米、下生產(chǎn)套管、成井洗井試驗(yàn)3洗井、抽水試驗(yàn)、水質(zhì)檢測(cè)三、施工準(zhǔn)備3.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會(huì)審：組織技術(shù)人員熟悉設(shè)計(jì)圖紙，編制施工技術(shù)交底文件測(cè)量放線：使用全站儀進(jìn)行井位精確放樣，設(shè)置十字控制樁地層預(yù)判：根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，制定針對(duì)性鉆井措施，重點(diǎn)關(guān)注280米處的石膏層和380米處的含水層技術(shù)交底：召開施工技術(shù)交底會(huì)，明確各崗位職責(zé)及技術(shù)要求3.2設(shè)備配置設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量主要參數(shù)工程鉆機(jī)GY-3000型1臺(tái)最大鉆深1000米，額定功率180kW泥漿泵BW-250/50型2臺(tái)流量250m3/h，工作壓力5MPa清水泵IS100-80-1601臺(tái)流量100m3/h，揚(yáng)程32m柴油機(jī)ZS11252臺(tái)功率55kW，轉(zhuǎn)速1500r/min井架25米四角架1套最大承載負(fù)荷300kN鉆具Φ127mm鉆桿800米屈服強(qiáng)度800MPa鉆頭Φ625mm三牙輪鉆頭3個(gè)適用松散地層Φ444.5mmPDC鉆頭2個(gè)適用巖石地層測(cè)斜儀JDT-5型1臺(tái)測(cè)量精度±0.5°3.3材料準(zhǔn)備井管材料：Φ325×10螺旋鋼管（井壁管），Φ273×6橋式濾水管（350-410米段）濾料：5-7mm圓礫石，含泥量≤3%，不均勻系數(shù)≤2.0水泥：G級(jí)油井水泥，抗壓強(qiáng)度≥30MPa（28天）泥漿材料：膨潤(rùn)土、純堿、聚丙烯酰胺、重晶石粉止水材料：優(yōu)質(zhì)黏土球（直徑5-8cm），含水量20-25%三、鉆井施工工藝3.1鉆前工程井場(chǎng)布置：鉆井作業(yè)區(qū)：設(shè)置于井場(chǎng)中央，布置鉆機(jī)、井架及循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)1.5m高防滲圍堰泥漿處理區(qū)：設(shè)置3個(gè)泥漿池（沉淀池3m×4m×2m、循環(huán)池2m×3m×1.5m、儲(chǔ)備池3m×3m×1.5m）材料堆放區(qū)：劃分鉆具區(qū)、套管區(qū)、水泥區(qū)，各類材料間距不小于2m生活區(qū)：距井口300m處設(shè)置臨時(shí)營(yíng)房，配備宿舍、食堂、衛(wèi)生間等設(shè)施設(shè)備安裝：井架安裝：采用整體起升法，天車、轉(zhuǎn)盤、井口中心三點(diǎn)一線偏差≤10mm底座安裝：水平度誤差≤0.5°，連接螺栓扭矩達(dá)3500N·m循環(huán)系統(tǒng)：泥漿泵吸入管直徑≥150mm，管路布置彎度不小于90°電氣系統(tǒng)：安裝防爆配電箱，接地電阻≤4Ω，電纜架空高度≥2.5m3.2鉆井作業(yè)流程3.2.1一開作業(yè)（0-200m）鉆具組合：Φ625mm三牙輪鉆頭+Φ197mm鉆鋌3根+Φ127mm鉆桿鉆井參數(shù)：鉆壓80-100kN，轉(zhuǎn)速60r/min，排量30L/s，泵壓8-10MPa鉆井液體系：膨潤(rùn)土漿，密度1.05-1.10g/cm3，黏度25-30s，API失水≤10mL施工要點(diǎn)：采用清水造漿，逐步加入膨潤(rùn)土（加量8-10%），純堿（加量0.5%）每鉆進(jìn)50m測(cè)斜一次，井斜超過(guò)1°采取吊打糾斜鉆至200m后循環(huán)洗井30min，測(cè)量孔深，誤差控制在±0.5m以內(nèi)下入Φ339.7mm表層套管，采用剛性扶正器（間距10m/個(gè)），套管柱懸重≤500kN固井作業(yè)：水泥漿配方：G級(jí)水泥+3%硅粉+0.5%降失水劑+0.2%消泡劑水泥漿密度1.85-1.90g/cm3，頂替量附加10%，替漿排量1.2m3/min侯凝時(shí)間≥24h，試壓10MPa/30min，壓降≤0.5MPa為合格3.2.2二開作業(yè)（200-350m）鉆具組合：Φ444.5mmPDC鉆頭+Φ178mm螺旋鉆鋌5根+Φ127mm加重鉆桿20根鉆井參數(shù)：鉆壓120-150kN，轉(zhuǎn)速80r/min，排量35L/s，泵壓12-15MPa鉆井液體系：聚合物鉆井液，密度1.15-1.20g/cm3，黏度40-45s，動(dòng)切力10-15Pa施工要點(diǎn)：鉆遇石膏層時(shí)，加入純堿（0.5-1.0%）控制鉆井液pH值9-10在280m鹽膏層段，采用飽和鹽水鉆井液，NaCl加量15-20%每30m取芯一次，巖芯收獲率≥85%，詳細(xì)記錄巖性變化鉆至350m后進(jìn)行電測(cè)，確定含水層位置及厚度固井作業(yè)：下入Φ244.5mm技術(shù)套管，采用雙級(jí)注水泥工藝水泥漿密度1.80-1.85g/cm3，返高至180m，頂部加20m泡沫水泥侯凝48h后試壓15MPa/30min，壓降≤0.5MPa為合格3.2.3三開作業(yè)（350-500m）鉆具組合：Φ311.1mmPDC鉆頭+Φ159mm無(wú)磁鉆鋌1根+Φ127mm鉆桿鉆井參數(shù)：鉆壓60-80kN，轉(zhuǎn)速100r/min，排量25L/s，泵壓15-18MPa鉆井液體系：抗鹽鉆井液，密度1.10-1.15g/cm3，黏度35-40s，API失水≤5mL含水層鉆進(jìn)：350-410m含水層段采用快速鉆進(jìn)，機(jī)械鉆速控制在1.5-2.0m/h采用低密度鉆井液，減少對(duì)含水層的污染每10m測(cè)量一次井徑，擴(kuò)徑率控制在≤15%鉆至設(shè)計(jì)井深500m后，循環(huán)洗井2h，清除孔內(nèi)巖屑3.3成井工藝3.3.1井管安裝井管結(jié)構(gòu)：350-410m：Φ273×6mm橋式濾水管，長(zhǎng)度60m，濾孔直徑10mm，孔隙率15%其余段：Φ325×10mm螺旋鋼管，采用焊接連接，焊口錯(cuò)開率≥50%下管工藝：采用懸吊下管法，使用專用吊卡，吊點(diǎn)間距15m濾水管段包裹32目尼龍網(wǎng)，外用12號(hào)鐵絲纏繞（間距10cm）每下30m測(cè)一次管柱垂直度，偏差≤0.5°/100m管底用6mm厚鋼板焊封，管內(nèi)加設(shè)扶正器（間距10m）3.3.2填礫與止水填礫作業(yè)：采用動(dòng)水填礫法，從井管與孔壁之間環(huán)形空間填入5-7mm圓礫石填礫高度從340m至420m（超填10m），填礫速度0.5-1.0m3/h采用套管外返水法檢查填礫質(zhì)量，確保無(wú)架橋現(xiàn)象計(jì)算填礫量：V=π×(D2-d2)/4×H×1.15（D-鉆孔直徑，d-井管外徑，H-填礫高度，1.15-充盈系數(shù)）止水作業(yè)：420-430m段：填入優(yōu)質(zhì)黏土球，搗實(shí)后止水地表下10m范圍內(nèi)：采用黏土球分層夯實(shí)（每層30cm）止水后進(jìn)行抽水試驗(yàn)，檢查止水效果，確保無(wú)上層水混入3.4洗井與抽水試驗(yàn)3.4.1洗井作業(yè)洗井方法：先用焦磷酸鈉溶液（濃度2%）浸泡24h采用活塞洗井與水泵洗井相結(jié)合的方法活塞洗井：從410m開始，每次提拉高度1.5-2.0m，逐步上移水泵洗井：采用80m3/h潛水泵，分3次洗井，每次連續(xù)抽水8h洗井標(biāo)準(zhǔn)：出水量達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上水質(zhì)清澈，含砂量≤1/20000洗井后水位恢復(fù)時(shí)間≤4h3.4.2抽水試驗(yàn)試驗(yàn)方法：采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，分3個(gè)降深級(jí)（10m、25m、40m）觀測(cè)要求：水位觀測(cè)：抽水前測(cè)靜止水位，抽水后每30min測(cè)一次動(dòng)水位水量觀測(cè)：采用容積法或流量計(jì)測(cè)量，每小時(shí)記錄一次水質(zhì)取樣：在最大降深穩(wěn)定后取全分析水樣2份試驗(yàn)成果：繪制Q-S曲線和Q-t、S-t曲線計(jì)算滲透系數(shù)K值和影響半徑R提交抽水試驗(yàn)報(bào)告，包含水位、水量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)四、設(shè)備選型與維護(hù)4.1主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)4.1.1GY-3000型工程鉆機(jī)最大鉆井深度：1000m轉(zhuǎn)盤開口直徑：750mm轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速：40-300r/min（無(wú)級(jí)調(diào)速）最大鉆柱重量：1500kN提升系統(tǒng)：最大提升力300kN，提升速度0-1.2m/s4.1.2BW-250/50型泥漿泵型式：三缸單作用活塞泵缸徑×沖程：150mm×220mm理論排量：250m3/h工作壓力：5MPa配套動(dòng)力：55kW柴油機(jī)4.2設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)日常維護(hù)：鉆機(jī)：每日檢查變速箱油位、剎車片磨損情況，每周更換液壓油泥漿泵：每工作100h檢查活塞磨損情況，更換密封件鉆桿：每次起下鉆檢查絲扣磨損情況，絲扣涂抹絲扣油動(dòng)力設(shè)備：每日檢查機(jī)油、冷卻水、燃油量，每周更換機(jī)油濾清器定期保養(yǎng)：周保養(yǎng)：檢查所有連接螺栓扭矩，潤(rùn)滑各運(yùn)動(dòng)部位月保養(yǎng)：解體檢查泥漿泵閥箱，更換磨損件季度保養(yǎng)：檢查井架結(jié)構(gòu)件，做無(wú)損探傷檢測(cè)五、安全與質(zhì)量管理5.1安全管理體系5.1.1安全組織措施安全責(zé)任制：項(xiàng)目經(jīng)理為安全第一責(zé)任人，每周組織一次安全檢查專職安全員負(fù)責(zé)日常安全監(jiān)督，佩戴紅袖章全程值守各班組設(shè)兼職安全員，負(fù)責(zé)班前安全講話安全教育培訓(xùn)：施工前進(jìn)行三級(jí)安全教育，培訓(xùn)時(shí)間不少于24學(xué)時(shí)特種作業(yè)人員持證上崗，證書復(fù)審合格每日開工前進(jìn)行安全技術(shù)交底，并有書面記錄5.1.2危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制危險(xiǎn)源類別主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施高處作業(yè)墜落、物體打擊設(shè)置安全網(wǎng)，佩戴雙鉤安全帶，工具系防墜繩電氣傷害觸電、火災(zāi)設(shè)備接地，使用漏電保護(hù)器，定期絕緣檢測(cè)機(jī)械傷害擠壓、卷入設(shè)置防護(hù)裝置，操作人員持證上崗井噴風(fēng)險(xiǎn)地層流體涌出安裝防噴器，儲(chǔ)備壓井材料中毒窒息有害氣體配備氣體檢測(cè)儀，通風(fēng)換氣5.1.3應(yīng)急管理應(yīng)急預(yù)案：編制井噴、火災(zāi)、觸電、高處墜落等專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案配備應(yīng)急物資：急救箱、滅火器、防噴器、壓井泥漿每半月組織一次應(yīng)急演練，記錄演練情況應(yīng)急響應(yīng)：設(shè)立應(yīng)急指揮小組，明確各成員職責(zé)現(xiàn)場(chǎng)配備急救員1名，具備急救證書緊急情況立即啟動(dòng)預(yù)案，同時(shí)上報(bào)相關(guān)部門5.2質(zhì)量管理措施5.2.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)鉆井質(zhì)量：井身垂直度：≤1°/100m井徑擴(kuò)大率：≤15%孔深誤差：≤±0.5m成井質(zhì)量：濾水管安裝位置偏差：≤±0.5m填礫均勻度：合格率≥90%止水效果：無(wú)上層水混入5.2.2質(zhì)量保證措施材料控制：所有進(jìn)場(chǎng)材料需提供合格證，抽樣送檢合格后方可使用井管進(jìn)行壓力試驗(yàn)（1.5倍工作壓力），保壓30min無(wú)泄漏濾料篩分試驗(yàn)，確保級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求過(guò)程控制：每道工序?qū)嵭?三檢制"（自檢、互檢、專檢）鉆井班報(bào)表每小時(shí)填寫，數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確關(guān)鍵工序留存影像資料，存檔備查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：洗井后出水量≥設(shè)計(jì)值的95%水質(zhì)檢測(cè)符合設(shè)計(jì)要求井口裝置安裝牢固，無(wú)滲漏六、環(huán)境保護(hù)措施6.1施工期環(huán)保措施廢水處理：鉆井廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后回用生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)設(shè)置防滲池（滲透系數(shù)≤10??cm/s）存儲(chǔ)廢棄泥漿固廢處理：鉆屑與廢棄泥漿固化處理后運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)生活垃圾集中收集，由環(huán)衛(wèi)部門定期清運(yùn)廢油、廢手套等危險(xiǎn)廢物單獨(dú)存放，交專業(yè)單位處置噪聲控制：選用低噪聲設(shè)備，對(duì)柴油機(jī)等設(shè)置隔音罩夜間22:00至次日6:00停止高噪聲作業(yè)施工場(chǎng)界噪聲符合《建筑施工場(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》6.2生態(tài)保護(hù)措施施工區(qū)域設(shè)置圍擋，減少對(duì)周邊植被的破壞井場(chǎng)進(jìn)出口設(shè)置洗車平臺(tái)，防止車輛帶泥上路施工結(jié)束后平整場(chǎng)地，恢復(fù)植被覆蓋率≥90%鉆井過(guò)程中采取防漏措施，防止污染地下水七、施工進(jìn)度計(jì)劃與保障措施7.1進(jìn)度計(jì)劃管理橫道圖計(jì)劃：鉆前工程：5天（含設(shè)備安裝調(diào)試）一開作業(yè)：7天（含固井）二開作業(yè)：12天（含固井）三開作業(yè)：8天（含成井）洗井試驗(yàn)：3天驗(yàn)收撤離：2天進(jìn)度控制措施：每周召開進(jìn)度分析會(huì)，及時(shí)調(diào)整計(jì)劃關(guān)鍵線路工序優(yōu)先保證資源供應(yīng)采用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度跟蹤管理7.2保障措施資源保障：儲(chǔ)備易損件：鉆頭3個(gè)、泥漿泵活塞5套、密封件1套材料提前進(jìn)場(chǎng)，確保滿足連續(xù)施工需求備用發(fā)電機(jī)（50kW）保障電力供應(yīng)技術(shù)保障：成立技術(shù)攻關(guān)小組，解決施工難題與地質(zhì)院校合作，提供技術(shù)支持采用先進(jìn)鉆井工藝，提高施工效率后勤保障：配備2輛通勤車，保障人員往返食堂每日提供三餐，保證飲食衛(wèi)生現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療點(diǎn)配備常用藥品和急救設(shè)備八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與資料歸檔8.1驗(yàn)收內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)成井質(zhì)量驗(yàn)收：井深：500±0.5m井徑：≥設(shè)計(jì)值的95%垂直度：≤1°/100m濾水管安裝位置偏差：≤±0.5m抽水試驗(yàn)驗(yàn)收：出水量：≥80m3/h含砂量：≤1/20000水位恢復(fù)：4h內(nèi)恢復(fù)至靜止水位的80%水質(zhì)：符合