鄆城風井鉆井法鑿井快速施工分析

1、鄆城風井鉆井法鑿井快速施工分析鄆城風井鉆井法鑿井快速施工分析蔡鑫（中煤礦山建設集團有限責任公司（中煤礦山建設集團有限責任公司鉆井工程處）鉆井工程處）摘要：要：通過鄆城風井鉆井法鑿井施工情況介紹，對加快施工速度的各種因素進行了認真地分析，提煉出了提高鉆井法施工成井速度應采取的一些措施，以供以后施工時參考。關鍵詞：關鍵詞：鉆井法鑿井鉆進速度豎井鉆機1概況概況鄆城煤礦為設計生產能力2.4Mta的大型礦井。其中央風井采用鉆井法鑿井，由中煤特殊鑿

2、井集團公司采用AS9500豎井鉆機施工。井筒設計井深921.9m，鉆井深度為565.6m，設計凈徑為φ6.0m。自2006年1月20日正式開鉆到2007年5月8日完成充填固井，總施工工期15.6月，平均月成井36.25m，偏斜率0.154‰，有效圓直徑5.912m，井壁預制質量和壁后充填質量均達到或超過設計要求。1.11.1地質條件地質條件中央風井所穿過的第四系沖積層厚533.39m，基巖厚32.21m。沖積層主要由粘土、砂質粘土及砂組

3、成。其中粘土層普遍較厚，粘性好，呈硬塑性，含鈣質，遇水膨脹，自然造漿能力強，鉆進時易泥包鉆頭和縮徑。基巖段主要由砂巖和泥巖構成，上部風化嚴重。1.21.2鉆井設計方案及鉆進情況鉆井設計方案及鉆進情況原設計鉆井方案為1級超前，2級擴孔。超前鉆孔直徑為4.0m，第1級擴孔為φ7.8m，2級擴孔為φ9.0m。當?shù)?級超前孔φ4.0m完成后，進行φ7.8m擴孔鉆進，但當鉆至324.24m時進尺較為緩慢，且掏孔次數(shù)頻繁，嚴重影響鉆進速度，經研究改

4、為φ6.1m鉆進。最后用φ9.0m鉆頭擴孔。該井自2006年1月20日開鉆至2007年3月17日鉆進工作全部結束，總鉆進時間421天，平均鉆進速度為40.3m月。2影響施工速度的主要因素影響施工速度的主要因素在鉆井法鑿井施工過程中，鉆進的速度是影響施工速度的主要因素：2.12.1科學合理的鉆進工藝科學合理的鉆進工藝改進前1級超前，2級擴孔，其破巖面積分別是12.56，35.2和15.83m2；改進后2級擴孔的破巖面積分別為16.66和3

5、4.4m2。通過改進前后對比，我們只是調整了擴孔的破巖面積，但對鉆井速度的影響卻非常大。就其原因分析，改進前，一級擴孔破巖面積為超前鉆的2.8倍，鉆碴在小孔內很快就填滿了。而改進后，一級擴孔破巖面積僅為超前鉆的1.3倍，二級擴孔破巖面積為前兩級鉆孔破巖面積的1.17倍。由此可見，改進后的分級方案更科學合理。因此，科學合理的鉆進工藝是影響鉆進速度的一個重要原因。2.22.2設備設備AS9500豎井鉆機使用的控制系統(tǒng)是改造后的由西門子公司生

6、產的直流調速系Q=63.620.90.04=1431.35，m3h。①巖屑上升臨界速度：，cms；drrKV????????1111式中K1系數(shù)，K1=38~50，取50；r1巖石密度，取2.6，gcm3；r—泥漿密度，取1.3，gcm3；d—巖屑粒徑，cm；計算結果見表3。表3巖屑上升臨界速度巖屑徑cm臨界速度V1m?s10.520.7074161.22581.414101.581151.9362020236403.162②鉆桿內泥漿

7、實際上升速度。，ms；36002??SQV式中:Q—泥漿循環(huán)量，Q=1337.6m3h；S—鉆桿內截面積，S=0.78540.3662=0.1052m2；V2=1337.6（0.10523600）=3.53ms。③V2在舉升巖屑直徑50cm以內均允許。只是鉆桿內徑所限沒有必要了。揚程低時，可適當少開壓風機。（2）、所需最大供風量：，m3min；600QVV?總Q=1337.6m3；①風漿比：(正常鉆進時)，m3m3；??1010lg23

8、010??rHrhKV式中:K1—系數(shù)，K1=2.170.01618.5=2.46；r—泥漿密度，r=1.3gcm3；h—揚程，h=18.5m；H0—風管理深，m；100????YPPHP—供風壓力，MPa；ΔP—管路損失，ΔP=3kgcm2；H0=(1531.3)10=92.3m；H實=13.5kgcm2；V0=2.461.318.523lg(1.313.1010)10=59.307329.1719=2.033m3m3；②總供風量：V