钻探施工流程图

为了确保地质勘探质量工作，提高钻探生产技术科学施工，规范钻探工艺生产流程，并促进各勘探项目在施工工期内钻探质量指标完满完成，特制定131队钻探施工流程。根据我队现参与施工的项目，钻孔类型可分为：探煤孔、水文孔、水井、井筒检查孔、瓦斯排放孔、煤层气井等，钻探施工工艺流程如下：钻探施工工艺流程图:1.地质设计任务（标）书2.钻探施工设计7.开孔验收5.搬迁安装4.修路平场3.定孔6.钻前准备8.钻孔施工（开孔-终孔，包括探煤孔、水文孔、水井、井筒检查孔、瓦斯排放孔、煤层气孔等）9.原始资料交验10.拆卸搬迁一、前期工作步骤：任务（标）书地质设计包括施工目的、任务和技术要求，设计工程量、施工顺序、勘探区内地层及地质构造介绍等。钻探施工设计依据地质设计要求编写钻探施工设计，包括设备选择、钻进方法、钻孔结构、钻进工艺、安全质量环保措施等，经主管队长和总工程师审批后，项目部（公司）和钻机必须严格执行。定孔根据地质设计和施工合同，以及选用的施工设备，由钻探、地质及有关部门人员一起进行现场实地踏勘，在不影响地质设计和施工合同的情况下，应综合考虑道路交通、水源、居住及地形地貌等影响因素，为钻探施工创造安全、便利的条件，尽量少占用农田。同时应防范可能发生的洪水、泥石流、坍塌、滑坡等自然灾害。孔位一经确定，不得擅自改动。修路平场简易道路必须满足搬运设备车辆的安全行车要求。钻场地基应平坦、稳固、安全、适用，需填方时，其填方面积不应超过塔底面积的1／4，地基土层松软时，应采用加固措施，地基大小应满足设备安装和钻探施工的需要。搬迁安装设备的搬迁安装工作应有专人指挥，相互配合，符合《中华人民共和国道路交通安全法》有关规定，严格遵守《煤炭地质钻探规程》（MT/T1076-2008）、《地质勘探安全规程》（AQ2004-2005）和省局《钻探现场安全文明生产标准》（Q/SMDZ001-2009）中的相关规定及要求，严防“三违”现象的发生。钻前准备人员配置、分工及岗前培训，各项管理制度和安全措施的落实，各种材料的准备。检查好钻具、各类配合接头，配套打捞工具。作好下井钻具的丈量和记录，准备好各种生产用原始记录表格、报表。准备足够量的开孔泥浆。按技术要求调校仪表，保证灵敏准确；高低压管线、油水管线按规定试压合格，保证灵、通,无跑、冒、滴、漏现象。（1）开孔前，项目部组织安监、生产、地质等相关人员对钻场的安全防护设施、钻塔和机械设备的安装、冲洗液循环系统、各项安全制度的落实、劳动保护用品的配置、材料的准备情况等进行全面检查验收，并对机械设备进行试车运转，检查合格后，填写钻孔开工验收书，若发现问题应及时整改处理。（2）召开孔验收会，由地质人员介绍钻孔的地质预想柱状、设计目的、岩矿层情况、技术质量要求及终孔层位等；钻探技术人员介绍钻探施工设计和相关的技术要求和措施；安监人员提出安全要求及注意事项；机长提出具体施工方案；最后由项目部下达开孔通知书后，钻机方准开孔施工。开孔验收二、各类型孔钻孔施工过程根据我队参与施工的各类勘探项目，钻孔类型可分为：煤田孔、水文地质孔、水井、井筒检查孔、瓦斯排放孔、煤层气井等。1、煤田孔施工过程开孔（松散层）钻进选择三翼或刮刀钻头，不取心。防止孔口塌陷和确保钻孔垂直，对水龙头和高压胶管要用绳牵引或用导向装置将其扶正，钻进过程中要用升降机将主动钻杆吊直，防止主动钻杆倾斜、摆动。开孔泥浆选用细分散泥浆，钻遇松散沙层时，坚持提钻回灌，钻进参数采用轻压慢转适当的泵量；在严重风化带和卵石层中钻进时要提高泥浆粘度，防止孔壁坍塌，必要时下套管护孔。基岩（取芯）钻进钻进参数钻压：根据镶嵌合金型号、数量确定，一般0.5kN-1kN/颗，中硬、完整岩层取大值；较软及破碎岩层选较小值。转速：线速度以0.5m/s-2m/s为宜，一般中硬、完整、致密岩层取大值；较软、破碎岩层取小值。针对不同口径和岩层硬度及产状差异选取不同转速。泵量：应满足上返速度的需要，一般以0.1m/s-0.6m/s为宜，钻速快、岩屑颗粒大时选大值，反之可减小泵量。钻进注意事项拧卸钻头时要严防牙钳咬伤合金和夹扁钻头；不允许用大锤敲击钻头。孔内脱落岩心或残留岩心在0.5m以上时，应用旧钻头处理；下钻遇阻不得猛蹾，可用自由钳拧动钻杆或开车试扫。发现切削具磨钝、崩刃或钻头水口减小时，应进行修磨，符合要求后才能继续使用。新钻头下孔时，应在距孔底0.5m-1m以上慢转扫孔到底，逐渐调整到正常钻进参数。钻进中保持压力均匀，不许无故提动钻具，发现孔内有异常，经处理无效应及时提钻。钻进硬岩层时，严禁在压力不足情况下单纯加快转速。钻井液的选择1)应根据地层、岩(煤)性质、地下水情况、钻进方法、钻孔深度及工程要求选用不同类型的冲洗液。2)钻进完整、孔壁稳定的地层，可采用清水作冲洗液。金刚石钻进、斜孔、定向孔和深孔应加入润滑剂减阻。3)钻进较完整、轻微水敏性地层应采用低固相或无固相冲洗液。4)钻进蚀变严重、水敏性强的岩层(如糜棱岩、千枚岩、泥页岩)，应在冲洗液中加入适量的防塌抑制剂。5)钻进岩盐、芒硝、钾盐、天然碱等水溶性地层，应选用饱和盐水等强抑制性冲洗液。6)钻进中地层发生漏失或涌水，应根据压力平衡钻进技术，采用低密度冲洗液(如泡沫泥浆、充气泡沫冲洗液等)或加重泥浆。测井钻机钻进至终孔层位后，由岩心鉴定员到现场进行判层，确定钻进至终孔层位后下达测井通知书，通知测井。测井前应了解清楚孔内情况和泥浆性能，用原钻进钻具进行通孔，并超过最大测深10m，并采用性能良好的泥浆进行充分冲孔、循环。下仪器前，应对仪器、电缆（钢丝绳）连接处、绞车制动进行认真检查；下放仪器应均匀、缓慢，中途遇阻应提出仪器重新下钻通孔，并调整泥浆性能，充分冲孔、循环后，再下入仪器。现场验收测井结束后，地质、钻探技术负责人根据测井资料与实际钻探资料的对比，对钻孔质量进行初步验收，包括岩煤采取率、煤层的厚度和深度误差、孔斜、原始资料等，如果偏差超过规范要求，必须采取补救措施。封孔现场验收合格后，由地质鉴定员下达封孔通知书，经项目负责人和监理签字后方可封孔。(1)封孔应严格按照封孔设计要求进行。一般采用水泥封孔。应使用合格的封孔材料，如水泥应是标号32．5或以上，过期失效、受潮结块者严禁使用；水质清洁无污染。（2）应根据所封钻孔实际情况确定封闭方法，如泵送、导管或注送器；应准确计算出所需封孔材料的数量，备足材料。（3）使用泥浆做冲洗液的钻孔，应根据情况使用清水自下而上冲洗封闭孔段上的泥皮。（4）需要分段封孔时，应选择合适的架桥材料做隔离塞，并将其牢靠地固定在预定的孔深。钻具下端水泥浆出口处与隔离塞上端面的距离应控制在0．5m以内。（5）应严格按照配比，配制封孔水泥浆，水灰比一般为0．5；还应根据所用水泥品种、灌注量大小、天气温度酌情适当调整水灰比。（6）用水泥浆进行封孔时，其所需水泥量和水量可按公式(1)和公式(2)计算：G水／G灰=m……………..（1）G水/r水+G灰/r灰﹦V……………..（2）式中：m——水灰比；G水——水的质量，单位为千克(kg)；G灰——水泥的质量，单位为千克(kg)；r水——水的密度，r水=1；r灰——水泥的密度，r灰=3.1；V——需配制的水泥浆体积，单位为升(L)。（7）应根据孔内水位的高低，计算出并备好所需的替浆水量，以便压送钻杆中的水泥浆液。严禁以水泵排量和泵送时间估算替浆水量的多少，否则影响封孔质量。（8）替浆水量按式(15)计算：)15(KgtLQ式中：Q——替浆水量，单位为升(L)；L——钻杆长度，单位为米(m)；t——孔内水位高度，单位为米(m)；g——每米钻杆容积，单位为升(L)；K——地面管路的容积，单位为升(L)。一般常规钻进地面管路容积为50L～60L，金刚石钻进地面管路容积为40L～50L。如果采用漏斗灌注法就不必加K(地面管路的容积)。（9）应在替浆水压送完后，将钻具提出水泥浆面10m～15m，再用清水清洗钻具、水泵等。（10）封孔注浆过程不应中断，封闭长度在5m以内禁止提动钻具；长孔段、大剂量灌注水泥浆时，可采用边灌注边提升钻具的方法。但应控制钻具下端不提出水泥浆液面，以保证水泥浆灌注的连续性。（11）在灌注水泥浆时，应观察孔口返水情况，防止封住钻具。在封闭层段内，若遇有漏水、涌水、裂隙发育或溶洞时，应先隔离或止水后再进行封闭，并适当加大配比材料系数。（12）用套管护壁的钻孔，应先封好套管下部各封闭段后再起拔套管。（13）每一封闭层段应在设计封孔层段顶部采取砂浆样，并装入砂浆样盒保存备查。封孔作业凡未达到设计要求时，均应补封。2、水文地质孔和井筒检查孔施工过程水文孔和井筒检查孔施工流程基本一样，一般要求全孔取芯，岩芯直径要满足岩石力学样要求。先采用小径取芯，然后用大径一次或逐级扩孔，满足抽水试验和下止水套管的要求，井筒检查孔孔斜要求较高，钻进过程中必须按设计要求及时做好测斜工作。施工流程如下：开孔钻进时要加强防斜措施，必要时加上扶正器。松散层取芯按设计要求进行，沙土层采用冲击取芯或干钻取芯，卵砾石层可采用钢丝钻头取芯。开孔至见基岩。二开（基岩）钻进钻进方法和工艺与探煤孔一样，但水文孔和井筒检查孔的岩芯采取率要求较高，必须根据地层情况和设计要求，正确选择取芯工艺和钻进参数，严格执行操作规程，保证岩煤芯采取率达到设计要求。测井同煤田孔扩孔钻头选择在松软地层宜选用螺旋翼片钻头（或复合片扩孔钻头），在卵砾石层和基岩中宜选用牙轮扩孔钻头（或潜孔锤钻头）。扩孔钻头应具有超前导向结构。扩孔技术参数钻压：根据岩性确定，钻头直径单位长度上的压力在第四系沙土地层为0.25kN/cm-0.5kN/cm，在黏土层为0.3kN/cm-0.6kN/cm,在卵砾石层和基岩为0.8kN/cm-1.5kN/cm。转速：根据岩性和钻头直径确定，一般以钻头外沿的线速度表示，黏土层为1.5m/s-2.5m/s，沙土层为1.5m/s-2m/s，卵砾石、破碎地层为0.6m/s-1m/s。泵量：尽可能采用大泵量扩孔，冲洗液上返速度应大于0.1m/s。操作注意事项根据设备、钻具的负荷能力和地层岩性合理选择扩孔口径的级差，条件允许的情况下，应尽量增大扩孔级差，减少扩孔次数。扩孔钻具应带有扶正器，扩孔时要保持钻孔圆直和下部小孔通畅，每小班应提钻一次，发现问题及时处理。扩孔速度不宜过快，应与地层相适应；保持连续进行，中途停钻应将钻具提出孔外。加强泥浆净化，保持孔内清洁，在确保孔壁安全的情况下，尽量降低泥浆粘度和密度。一开（松散层）钻进注：如果需要进行多次抽水试验，在起拔套管之后重复扩孔往后的工序下管止水止水方法一般上托盘压缩止水法或同径止水法，止水材料选用止水胶带和膨胀橡胶。下套管前必须做好冲孔、排渣、探孔和换浆工作，认真检查套管质量、校正套管长度和孔深。为了防止套管无法正常起拔，在止水器上5-10m处加1-2个正反扣安全接手。螺纹连接的井管，丝扣要涂油，连接螺纹要上满拧紧。若螺纹配合不好，丝扣上歪或丝扣损坏时，不得勉强紧扣，要卸开修复，重上或更换。焊接的井管．其两端应车平，并倒角。焊接时，管口内外壁要对平、焊正、焊牢，必要时应采用拉筋加固。洗井洗井方法：根据含水层类型确定洗井方法，一般选用活塞洗井、空压机洗井或液态二氧化碳洗井，在同一钻孔中，也可以采用多种方法联合洗井。洗井工艺必须按《水文地质钻探规程》（DZ/T0148-94）和施工设计要求进行。抽水试验1）抽水设备的选择主要取决于含水层的水文地质条件，水文孔和井筒检查孔一般水位埋深较大，常用的抽水设备以空压机和深井潜水泵为主。2）抽水试验应在洗井质量达到要求后进行。抽水时，抽水降深安排、抽水稳定时间、抽水观测资料等，应根据钻孔类型，按水文地质规范执行。3）水量观测器具选择和要求：a)选用流量计、水位计测量。也可在水量小于0.2L/s时用量桶测量，大于0.2L/s时用堰箱或孔板流量计测量。b)三角堰箱结构要求：三角堰口应开成90°，堰口旁设垂直刻度标尺，其零点应与堰口最低点对正，堰板刃口厚度不得超过1mm，刃口坡面应位于水流跌