專業(yè)打巖石井施工方案一、工程概況1.1工程基本信息本工程為專業(yè)巖石井施工項目，設計井深500米，井口直徑1.2米，終孔直徑0.8米。項目地點位于山地與平原過渡地帶，主要用途為地下水開采及地質(zhì)數(shù)據(jù)采集。施工區(qū)域地形坡度15-25度，地面標高230-250米，需滿足日涌水量≥50立方米的設計要求。1.2地質(zhì)條件分析根據(jù)前期勘察數(shù)據(jù)，施工區(qū)域地層分布如下：表層覆蓋層（0-60米）：含碎石黏性土，松散結(jié)構(gòu)，標準貫入擊數(shù)N=8-12擊，雨季易發(fā)生流砂現(xiàn)象基巖段（60-500米）：60-200米：玄武巖，致密塊狀結(jié)構(gòu)，含杏仁狀氣孔構(gòu)造，單軸抗壓強度120-150MPa200-350米：混合花崗巖，中粗粒結(jié)構(gòu)，石英含量35-45%，磨蝕性強350-500米：砂巖夾泥巖互層，泥質(zhì)膠結(jié)，存在高角度裂隙1.3工程技術(shù)參數(shù)設計井深：500米鉆孔垂直度：≤1°/100米，全井最大偏差不超過3°井管材質(zhì)：Φ244.5mm表層套管（J55鋼級），Φ177.8mm技術(shù)套管（N80鋼級）固井要求：水泥返高至地表下20米，水泥膠結(jié)強度≥15MPa/24h完井方式：Φ127mm橋式篩管完井二、施工準備2.1場地準備場地平整：清理施工區(qū)域內(nèi)雜草、石塊及障礙物，平整出15m×20m作業(yè)平臺場地坡度控制在≤2°，采用素土夯實處理，承載力≥180kPa鋪設300mm厚級配砂石墊層，設置2%排水坡度臨時設施搭建：搭建泥漿循環(huán)系統(tǒng)：3個泥漿池（沉淀池、循環(huán)池、儲備池），總?cè)莘e≥150m3建設材料倉庫（20m2）、工具房（15m2）及值班房（30m2）設置安全防護欄（高度1.2米）及警示標志，劃分危險作業(yè)區(qū)域排水系統(tǒng)：開挖環(huán)形排水溝（寬0.5米×深0.6米），采用M7.5水泥砂漿砌筑配備4臺Φ150mm污水泵（揚程≥30米），確保雨季排水暢通2.2設備配置設備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)鉆機ZJ30DB型轉(zhuǎn)盤鉆機1臺最大鉆壓300kN，提升能力450kN泥漿泵3NB-350型2臺排量350m3/h，工作壓力20MPa發(fā)電機200kW柴油發(fā)電機1臺輸出電壓380V，連續(xù)供電時間≥12h振動篩ZS203型1臺處理量150m3/h，篩網(wǎng)目數(shù)120目除砂器CSQ250型1臺分離粒度≥44μm測斜儀KXP-2A型1臺測量精度±0.1°，深度誤差≤0.1%電焊機BX1-500型2臺額定電流500A，暫載率60%空壓機VY-12/7型1臺排氣量12m3/min，工作壓力0.7MPa2.3材料準備鉆具材料：Φ127mm鉆桿（屈服強度800MPa）：600米，每1000米配備備用鉆桿15%鉆頭：Φ311mm三牙輪鉆頭3只，Φ215.9mmPDC鉆頭4只，Φ152mm孕鑲金剛石鉆頭3只鉆鋌：Φ172mm×9m規(guī)格6根，Φ203mm×9m規(guī)格4根固井材料：G級油井水泥：200噸，水泥細度80μm篩余≤10%硅粉：15噸，SiO?含量≥92%降失水劑：5噸，API濾失量≤5mL/30min緩凝劑：2噸，初凝時間可調(diào)范圍4-12h鉆井液材料：鈉基膨潤土：30噸，造漿率≥15m3/t聚丙烯酰胺：3噸，分子量800萬磺化瀝青：5噸，軟化點80-100℃褐煤樹脂：2噸，抗溫能力≥180℃2.4技術(shù)準備圖紙會審：組織技術(shù)人員進行施工圖紙會審，編制《鉆井工程技術(shù)交底書》測量放線：使用全站儀進行井位精確放樣，設置4個永久控制點制定鉆進參數(shù)表：根據(jù)不同地層特性，制定詳細的鉆進參數(shù)方案編制應急預案：針對井噴、卡鉆、坍塌等突發(fā)情況制定應急處置流程三、施工工藝3.1鉆進施工3.1.1一開施工（0-60米）鉆孔工藝：采用Φ311mm三牙輪鉆頭，鉆壓80-100kN，轉(zhuǎn)速60-80r/min鉆井液體系：聚合物鉆井液，配方為清水+3%膨潤土+0.5%聚丙烯酰胺+0.3%純堿鉆進參數(shù)控制：排量250-300m3/h，泵壓8-10MPa，機械鉆速控制在1.5-2m/h質(zhì)量控制：每鉆進5米測定一次井斜，確保井斜角≤0.5°鉆井液黏度控制在35-45s（漏斗黏度），密度1.05-1.10g/cm3及時清理振動篩返出的巖屑，每2米取樣保存下套管作業(yè)：下入Φ244.5mm×8.94mm表層套管，單根長度6米，絲扣連接套管串配置：引鞋+套管+扶正器（每30米設置1個）+聯(lián)頂節(jié)套管柱懸重控制：采用200kN吊卡，勻速下放，速度≤0.5m/s3.1.2二開施工（60-350米）玄武巖段（60-200米）：鉆頭選型：Φ215.9mm孕鑲金剛石鉆頭，鉆壓60-80kN，轉(zhuǎn)速40-50r/min鉆井液體系：鉀基鉆井液，密度1.20-1.30g/cm3，加入2%磺化瀝青防塌劑特殊措施：每鉆進30米進行短起下鉆，破壞巖柱形成，預防井斜花崗巖段（200-350米）：鉆頭選型：Φ215.9mmPDC鉆頭（16刀翼），鉆壓120-150kN，轉(zhuǎn)速80-100r/min鉆進參數(shù)：排量200-250m3/h，泵壓12-15MPa，機械鉆速控制在0.8-1.2m/h鉆井液處理：每周補充3%膨潤土，維持黏度45-55s，API濾失量≤5mL/30min測井作業(yè)：完成350米鉆進后進行聲波測井和電阻率測井測井儀器：Φ89mm聲波儀，測速50m/h，縱向分辨率≤0.1m測井曲線質(zhì)量要求：幅度差≤5%，曲線連續(xù)率≥95%3.1.3三開施工（350-500米）砂巖段鉆進：采用Φ152mmPDC鉆頭，鉆壓80-100kN，轉(zhuǎn)速60-80r/min鉆井液體系：抗高溫鉆井液，添加0.5%褐煤樹脂，高溫高壓濾失量≤15mL/30min鉆進控制：每鉆進50米進行單點測斜，井斜角超過1.5°時采用鐘擺鉆具糾斜特殊地層處理：裂隙發(fā)育段：混入2%纖維堵漏劑（長度3-5mm），配合橋接劑（核桃殼+云母片=3:1）泥巖膨脹層：維持鉆井液中K?濃度≥0.3%，加入1%聚胺抑制劑漏失層處理：采用水泥-鋸末堵漏漿（水泥:鋸末=3:1），候凝時間≥24h完井電測：進行自然伽馬、聲波時差、井徑測井，確定含水層位置測井儀器居中，測速≤30m/h，確保曲線清晰繪制綜合測井圖，標注含水層、漏失層及巖性變化界面3.2固井施工3.2.1表層固井（0-60米）水泥漿配方：G級水泥+4%硅粉+0.5%降失水劑，水灰比0.44施工參數(shù)：替漿排量：1.2-1.5m3/min，紊流頂替效率≥90%水泥用量：50m3，返高至地面施工壓力：≤15MPa，施工時間控制在90min內(nèi)候凝要求：普通硅酸鹽水泥候凝時間≥48h，期間每6h測定一次井口壓力3.2.2技術(shù)套管固井（60-350米）水泥漿體系：領漿：低密度水泥漿（1.60g/cm3），摻入15%漂珠，用量30m3尾漿：常規(guī)密度水泥漿（1.85g/cm3），用量45m3水泥石抗壓強度≥15MPa/24h，≥25MPa/48h固井作業(yè)流程：下套管前通井：采用Φ215mm通井規(guī)，通井至井底，確保套管順利下入套管串結(jié)構(gòu)：引鞋+套管+浮箍+套管+扶正器（每50米1個）+聯(lián)頂節(jié)注水泥作業(yè)：先注前置液（10m3），再注水泥漿，最后替鉆井液碰壓控制：替漿至設計量后，穩(wěn)壓15MPa/5min，壓降≤0.5MPa為合格質(zhì)量檢測：候凝48h后進行聲幅測井，水泥膠結(jié)指數(shù)（CBL）≥0.8為合格3.3完井作業(yè)3.3.1篩管下入完井管柱結(jié)構(gòu)：自下而上：絲堵+篩管（Φ127mm×3.5mm）+短接+套管+扶正器+懸掛器篩管長度：根據(jù)含水層位置確定，確保所有含水層均被篩管覆蓋絲扣連接：采用API標準圓螺紋，涂抹螺紋脂，扭矩控制在2500-3000N·m下入工藝：下入前檢查篩管縫隙尺寸（0.5-1.0mm），均勻度誤差≤0.1mm采用專用吊卡，勻速下放，速度控制在0.3-0.5m/s每下入10根篩管，灌一次鉆井液，平衡管內(nèi)外壓力3.3.2洗井作業(yè)洗井方式：采用"正循環(huán)-反循環(huán)-正循環(huán)"三段式洗井洗井參數(shù)：正循環(huán)：排量150m3/h，持續(xù)2h，洗井液密度1.05g/cm3反循環(huán)：排量100m3/h，持續(xù)1.5h，井口回壓控制在2-3MPa最終洗井標準：出口水質(zhì)含砂量≤0.2%，持續(xù)循環(huán)2h無明顯沉砂抽水試驗：采用階梯降深法，降深級數(shù)3級（5m、10m、15m）每級穩(wěn)定時間≥4h，測量水位、涌水量及水溫計算滲透系數(shù)、影響半徑等水文地質(zhì)參數(shù)四、質(zhì)量控制4.1鉆進質(zhì)量控制井身質(zhì)量：井斜測量：每50米進行單點測斜，發(fā)現(xiàn)井斜超差立即采取糾斜措施井徑控制：基巖段井徑擴大率≤10%，松散層≤15%井底水平位移：≤1.5m/100m，全井最大位移不超過7.5m巖屑錄井：每2米撈取巖樣，洗凈烘干后裝袋編號，標注深度、巖性特征繪制巖屑錄井剖面，與測井曲線對比驗證對含水層巖樣進行permeability測試，記錄滲透率數(shù)據(jù)鉆井液性能：每4h測定黏度、密度、失水量等6項指標，填寫鉆井液性能報表維持鉆井液黏度35-55s，密度1.05-1.30g/cm3，pH值8-10固相含量控制≤15%，含砂量≤0.5%4.2固井質(zhì)量控制水泥漿性能檢測：施工前進行水泥漿稠化時間、流變性、失水等性能測試水泥漿初凝時間控制在4-6h，終凝時間≤12h抗壓強度：24h≥15MPa，48h≥25MPa固井施工監(jiān)控：實時監(jiān)測泵壓、排量、水泥漿密度等參數(shù)，繪制施工曲線替漿過程中密切關注返出情況，防止替空或過量碰壓后穩(wěn)壓5min，壓降≤0.5MPa為合格質(zhì)量驗收：固井后48h進行聲幅測井，評價水泥膠結(jié)質(zhì)量水泥膠結(jié)指數(shù)（CBL）≥0.8為優(yōu)質(zhì)段，≥0.6為合格段不合格段采取擠水泥補救措施，擠入壓力≤20MPa4.3完井質(zhì)量控制篩管安裝質(zhì)量：篩管縫隙均勻，無堵塞、變形，安裝位置偏差≤0.5m絲扣連接緊密，經(jīng)2MPa壓力測試無泄漏扶正器安裝牢固，確保篩管居中洗井質(zhì)量：出口水質(zhì)清澈，含砂量≤0.2%，懸浮物≤10mg/L水溫、pH值穩(wěn)定，無明顯波動抽水試驗曲線平滑，無突變現(xiàn)象資料整理：編制《鉆井工程竣工報告》，包含井身結(jié)構(gòu)、巖性剖面、測井曲線等資料整理原始記錄、質(zhì)量檢測報告及驗收單，形成完整技術(shù)檔案繪制井身結(jié)構(gòu)圖、固井質(zhì)量評價圖等成果圖表五、安全措施5.1施工安全管理人員管理：所有施工人員必須經(jīng)過崗前培訓，特種作業(yè)人員持證上崗每天召開班前安全會，強調(diào)當日作業(yè)風險及控制措施實行作業(yè)許可制度，進入受限空間必須辦理作業(yè)許可證設備安全：鉆機安裝穩(wěn)固，鉆塔垂直度偏差≤1°，地錨拉力≥150kN傳動部位設置防護罩，電氣設備安裝漏電保護器（動作電流≤30mA）定期檢查提升系統(tǒng)，鋼絲繩安全系數(shù)≥8，繩卡數(shù)量≥3個作業(yè)安全：井口設置防護欄，高度1.2米，作業(yè)時必須關閉防護門起下鉆時，井口嚴禁站人，鉆臺面上最多允許2人作業(yè)夜間施工配備充足照明，照度≥50lux，設置警示燈5.2專項安全措施井控安全：配備2FZ35-21型防噴器組，額定工作壓力21MPa，定期進行試壓儲備足量壓井液（≥井筒容積1.5倍），確保井控裝備處于待命狀態(tài)制定井噴應急預案，每季度組織一次井控演練防火防爆：施工現(xiàn)場配備8kg干粉滅火器10個，消防沙2m3，消防水桶10個氧氣瓶與乙炔瓶間距≥5米，距明火點≥10米，直立放置并固定電氣設備防爆等級符合ExdⅡBT4要求，避免產(chǎn)生電火花防塵防毒：鉆進作業(yè)采用濕式除塵，配備高效除塵器，粉塵濃度≤2mg/m3接觸水泥、鉆井液等材料時佩戴防塵口罩（過濾效率≥95%）定期檢測作業(yè)場所空氣質(zhì)量，CO濃度≤24ppm，H?S濃度≤10ppm5.3應急管理應急預案：編制井噴、卡鉆、坍塌、火災等專項應急預案成立應急小組，配備應急車輛及通訊設備，確保24h應急響應儲備應急物資：急救箱、擔架、應急照明、備用鉆具等應急演練：每月組織一次應急演練，包括井噴處置、傷員急救等科目演練后進行評估總結(jié)，持續(xù)改進應急預案對演練情況進行記錄存檔，作為應急能力評估依據(jù)事故處理：發(fā)生事故立即啟動應急預案，組織搶險救援按照"四不放過"原則調(diào)查處理事故，落實整改措施及時上報事故情況，不得遲報、漏報、瞞報六、施工進度計劃6.1施工周期安排施工階段工作內(nèi)容工期（天）備注施工準備場地平整、設備安裝、材料進場7含設備調(diào)試一開施工0-60米鉆進、下套管、固井5含候凝時間二開施工60-350米鉆進、測井、固井20含復雜地層處理三開施工350-500米鉆進、完井電測15含漏失層處理完井作業(yè)下篩管、洗井、抽水試驗8含資料整理驗收交付工程驗收、資料移交5含整改時間總計60含不可預見因素5天6.2進度保證措施資源保障：配備2套鉆具，實現(xiàn)"人停機不停"的三班作業(yè)制度關鍵材料儲備量≥設計用量的120%，避免材料短缺影響進度備用設備：1臺泥漿泵、2套鉆頭、100米鉆桿技術(shù)保障：成立技術(shù)攻關小組，針對復雜地層制定專項鉆進方案采用PDC鉆頭等高效鉆進工具，提高機械鉆速應用隨鉆監(jiān)測技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理井下異常情況管理保障：實行周進度計劃考核，滯后時采取增加人員、設備等趕工措施加強與供應商協(xié)作，確保材料及時供應優(yōu)化工序銜接，減少工序間隔時間七、環(huán)境保護7.1施工期環(huán)保措施廢水處理：鉆井廢水經(jīng)三級沉淀池處理后回用，不外排生活污水經(jīng)化糞池處理后用于農(nóng)田灌溉設置廢水監(jiān)測點，定期檢測pH值、懸浮物等指標固廢處理：巖屑分類堆放，可利用部分用于場地回填，其余運至指定棄渣場生活垃圾集中收集，由環(huán)衛(wèi)部門定期清運廢棄鉆井液經(jīng)脫水處理后，固相運至合規(guī)處置場所噪聲控制：選用低噪聲設備，對鉆機、泥漿泵等設備采取減振、隔聲措施合理安排高噪聲作業(yè)時間，避免夜間（22:00-6:00）施工場界噪聲控制：晝間≤70dB(A)，夜間≤55dB(A)7.2生態(tài)保護植被保護：施工區(qū)域設置圍擋，避免破壞周邊植被臨時用地盡量選擇荒地，減少耕地占用工程結(jié)束后及時恢復植被，恢復率≥90%水土保持：場地周邊修建截排水溝，防止水土流失棄渣場采取擋渣墻、截排水等水土保持措施施工期土壤侵蝕模數(shù)控制在500t/km2·a以內(nèi)野生動物保護：嚴禁捕獵野生動物，保護施工區(qū)域生物多樣性夜間施工減少強光照射，避免驚擾野生動物發(fā)現(xiàn)珍稀野