鄆城風(fēng)井鉆井法鑿井快速施工分析

1、鄆城風(fēng)井鉆井法鑿井快速施工分析鄆城風(fēng)井鉆井法鑿井快速施工分析蔡鑫（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司鉆井工程處）鉆井工程處）摘要：要：通過鄆城風(fēng)井鉆井法鑿井施工情況介紹，對(duì)加快施工速度的各種因素進(jìn)行了認(rèn)真地分析，提煉出了提高鉆井法施工成井速度應(yīng)采取的一些措施，以供以后施工時(shí)參考。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鉆井法鑿井鉆進(jìn)速度豎井鉆機(jī)1概況概況鄆城煤礦為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力2.4Mta的大型礦井。其中央風(fēng)井采用鉆井法鑿井，由中煤特殊鑿

2、井集團(tuán)公司采用AS9500豎井鉆機(jī)施工。井筒設(shè)計(jì)井深921.9m，鉆井深度為565.6m，設(shè)計(jì)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(yù)制質(zhì)量和壁后充填質(zhì)量均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)要求。1.11.1地質(zhì)條件地質(zhì)條件中央風(fēng)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(zhì)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(zhì)，遇水膨脹，自然造漿能力強(qiáng)，鉆進(jìn)時(shí)易泥包鉆頭和縮徑?；鶐r段主要由砂巖和泥巖構(gòu)成，上部風(fēng)化嚴(yán)重。1.21.2鉆井設(shè)計(jì)方案及鉆進(jìn)情況鉆井設(shè)計(jì)方案及鉆進(jìn)情況原設(shè)計(jì)鉆井方案為1級(jí)超前，2級(jí)擴(kuò)孔。超前鉆孔直徑為4.0m，第1級(jí)擴(kuò)孔為φ7.8m，2級(jí)擴(kuò)孔為φ9.0m。當(dāng)?shù)?級(jí)超前孔φ4.0m完成后，進(jìn)行φ7.8m擴(kuò)孔鉆進(jìn)，但當(dāng)鉆至324.24m時(shí)進(jìn)尺較為緩慢，且掏孔次數(shù)頻繁，嚴(yán)重影響鉆進(jìn)速度，經(jīng)研究改

4、為φ6.1m鉆進(jìn)。最后用φ9.0m鉆頭擴(kuò)孔。該井自2006年1月20日開鉆至2007年3月17日鉆進(jìn)工作全部結(jié)束，總鉆進(jìn)時(shí)間421天，平均鉆進(jìn)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(jìn)的速度是影響施工速度的主要因素：2.12.1科學(xué)合理的鉆進(jìn)工藝科學(xué)合理的鉆進(jìn)工藝改進(jìn)前1級(jí)超前，2級(jí)擴(kuò)孔，其破巖面積分別是12.56，35.2和15.83m2；改進(jìn)后2級(jí)擴(kuò)孔的破巖面積分別為16.66和3

5、4.4m2。通過改進(jìn)前后對(duì)比，我們只是調(diào)整了擴(kuò)孔的破巖面積，但對(duì)鉆井速度的影響卻非常大。就其原因分析，改進(jìn)前，一級(jí)擴(kuò)孔破巖面積為超前鉆的2.8倍，鉆碴在小孔內(nèi)很快就填滿了。而改進(jìn)后，一級(jí)擴(kuò)孔破巖面積僅為超前鉆的1.3倍，二級(jí)擴(kuò)孔破巖面積為前兩級(jí)鉆孔破巖面積的1.17倍。由此可見，改進(jìn)后的分級(jí)方案更科學(xué)合理。因此，科學(xué)合理的鉆進(jìn)工藝是影響鉆進(jìn)速度的一個(gè)重要原因。2.22.2設(shè)備設(shè)備AS9500豎井鉆機(jī)使用的控制系統(tǒng)是改造后的由西門子公司生

6、產(chǎn)的直流調(diào)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(jì)算結(jié)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(nèi)泥漿

7、實(shí)際上升速度。，ms；36002??SQV式中:Q—泥漿循環(huán)量，Q=1337.6m3h；S—鉆桿內(nèi)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(nèi)均允許。只是鉆桿內(nèi)徑所限沒有必要了。揚(yáng)程低時(shí)，可適當(dāng)少開壓風(fēng)機(jī)。（2）、所需最大供風(fēng)量：，m3min；600QVV?總Q=1337.6m3；①風(fēng)漿比：(正常鉆進(jìn)時(shí))，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(yáng)程，h=18.5m；H0—風(fēng)管理深，m；100????YPPHP—供風(fēng)壓力，MPa；ΔP—管路損失，ΔP=3kgcm2；H0=(1531.3)10=92.3m；H實(shí)=13.5kgcm2；V0=2.461.318.523lg(1.313.1010)10=59.307329.1719=2.033m3m3；②總供風(fēng)量：V