定向斜孔钻探施工技术

定向斜孔钻探施工技术 定向斜孔钻探施工技术 魏树林谢同礼(安徽省煤田地质局第一勘探队) 摘要:罗元勘探区地层陡,多在60o,80o,施工定向孔可以增大钻孔遇 层角,获得代表性强的地质资料,有效控制煤层并减少钻探量. 关键词:定向钻探技术 1使用设备 1-1北京海蓝公司:YST一25型有线随钻仪,精度:顶角?0.2. 方位?0.5.,工具面?1.5.. 每工作500小时或放置半年以上不使用,均需校验. 1.2重庆地质仪器厂:TCH一2000型恒速测井绞车,配1.5KW 变频调速电动机. 1.3德州石油机械厂:7LZ95单弯螺杆钻,1.一根,1.5.二根, 2.一根,5LZ95单弯螺杆钻,O.75.一根. 1.4山东万达电缆厂:中5.6单芯承压电缆1500米. 1.5中105无磁钻铤-1根9.5m. 1.6大通经水笼头:1套. 1_7中118造斜牙轮钻头:3O只. 2施工对象 罗元勘探区地层陡,多在60.,80.,施工定向孔可以增大钻 孑L遇层角,获得代表性强的地质资料,有效控制煤层并减少钻探工程 量. 3施工技术 元39 第一步以罗—2孔为试验孔,进钻时间为2003年12月. ,直孔段285m,斜孔段335m,设计顶角2O., 该孔设计孔深620米 方位角179.. 将该孔孔身结构设计为四开. , 开:为了防止新地层坍塌,拉槽,设计孑L径为中190,下入 14O护壁套管. 二开:直孑L段,孔径中118mm. 三开造斜段,子L径为中118mm.设计造斜强度O.3./m,造斜 段长65m. 四开:稳斜取芯段:孔径为94mm. 实际施工中,一开采用中94mm孔径取芯钻进至风化带下完套 基岩后,测井扩子L为中190mm.扩孔钻具组合为:中19Omm钻头 +巾121mm钻铤(2根)+中68mm钻铤(4立根)+中50mm钻杆.使 用”双聚”护壁钻进,泥浆比重为1.O3,1.07,粘度21,26S,PH值 8,含砂量?4%. 二开:采用中94mm钻头取芯钻进至290m,扩孔至 中118mm.钻具组合为:中118mm钻头+中108mm钻铤 +中68mm钻铤+中5Omm钻杆.使用低固相泥浆护壁钻进,泥浆比 重为:1.03—1.O5,粘度23,28S,PH值8,9,含砂量?2%. 三开造斜段:采用中118mm造斜钻头+7LZ95螺杆钻 +中105mm无磁钻铤+中73mm钻杆的钻具组合,使用低固相润滑 泥浆护壁钻进48m.使用螺杆钻弯度为1.5.和1.两种,平均造斜 率O_42./m.钻进参数为:转速165r/min,泵量700L/min,钻压 1500,2000Kg泵压6,7Mpa,造斜终止深度338m,顶角20.,方 位角177.. 四开:稳斜取芯段,采用中94mm孔径取芯钻进,钻具组合为 中94ram钻头+中89ram岩芯段管+中68ram钻铤+中50ram钻 杆.使用低固相润滑泥浆护壁钻进.泥浆比重1.03,1.O5,粘度23, 28S,PH值8,9,含砂量?2%.使用钻进参数:压力表显示钻压 1.2,2T,转速12O,15Or/min.泵量150L/min. 钻进过程中,为减少起下钻次数,增加钻进时间,提高回次进尽, 我们采用了89mmX8厚皮岩芯管,同时采用了以下的技术措施: 3.1为了减少钻具磨损,坚持使用优质低固相润滑泥浆: 3_2起下钻具,一稳二慢,以防止岩芯脱落和孑L壁拉槽; 3.3当出现岩芯脱落时,采取岩芯管追至孔底,严禁使用无芯钻 头扫孔: 3,4使用卡簧卡取岩芯,防止岩芯脱落; 3.5经常检查钻具,发现钻铤接头磨损增大,立即更焕; 3.6根据钻具磨损情况,采取上下倒换,发现钻具磨损超限,立 即淘汰. 在该孔稳斜取芯钻进过程中,总计起下钻具141回次,未发出 现异常情况,顺利施工至终孔,终孔测井:顶角21..方位角185.. 第一个试验孔结束后,我队组织了四台钻机于2004年2月进 入罗元地区定向施工.目前定向钻孔施工9个孔,已完工6个孔,获 得了该地区螺杆钻造斜钻进的技术参数指标 弯外管15.PDC 牙轮 弯外管1.5.PDC 牙轮 弯外管1.PDC 5LZ95118牙轮 mm弯外管1.PDC 牙轮 弯外管O.75.PDC 牙轮 弯外管0.75.PDC 牙轮 O4—0.6泥岩砂质泥岩3—4 0.45—0.7泥岩砂质泥岩3—4 0.4,05砂岩4—5 0.45—06砂岩4—5 0.3,0.5泥岩砂质泥岩3—4 04,05泥岩砂质泥岩3—4 O.35,0.5砂岩4—5 04—05砂岩4—5 0.25一O.35泥岩砂质泥岩3—4 03,0.4泥岩砂质泥岩3—4 O25,O.35砂岩4—5 0,3—0,4砂岩4—5 已完工的6个孔全部中靶,中靶精度和其它质量指标均达到地 质要求,6个定向钻孔验收为特级孔. 4定向技术在潘北地面预注浆”S”孔的应用 潘北煤矿地面预注浆”S”孔,设计孔深712米,井身结构为: 一 开:405米,孔径中215mm,下入178mm护壁套管; 二开:405—415米直孔段,孔径13Omm; 三开:415-520米造斜段,孔径中130mm,钻孔平移14米,靶 域为直径中4m的圆,设计造斜率0.25—0.3./m; 四开:520—712米,直孔段,孔径13Omm.定向造斜段设计 为:造斜率03o/m,项角13,15.,采用先增斜后降斜的施工方法 进入预定靶域. 施工中,使用我队新购进的YST一25型随钻定向仪进行定向施 工.钻具组合为:中130mm钻头+7LZ95螺杆钻+105mm无磁 钻铤+中73mm钻杆;使用螺杆钻为1.,1.5.和2.三种. 钻进参数:钻压1.2—2T,转速165r/min,泵量600L/min,泵压 4—5mPa. 在该地区,1o螺杆钻造斜强度为O.2—0.25./m,1.5o螺杆钻为 0.25—0.45./m,2.螺杆钻为O.3一O.5./m. 潘北煤矿5个”S”孔均已中靶,达到设计要求. (上接第230页) 3.4.3指派专人负责,定时淋水养护,不能失职. 4结束语 上述即为笔者本工程转换层施工的要点分析.工程实践中采用 了以上行之有效的质量保证.高层建筑结构的多样性势必带来转换 层形式的多样性,转换层的施工应事先针对工程的具体情况制定详 细的施工方案,并精心组织施工,同时充分刨造有利条件变不利施工 为有利因素,以达到降低施工难度,节约施工成本,保证工程质量的 目的. 231