东周窑矿大口径投料孔.doc

东周窑矿大口径投料孔施工组织设计东周窑矿大口径投料孔施工组织设计一、 工程概况: 我公司在保证安全施工的前提下,确保质量符合矿山井巷工施工及验收规范和煤矿安全规程的要求。1、钻孔每30-50m测斜一次，终孔位置用进行系统测斜，准确测定孔底坐标，确保孔斜率5。2、工作管必须是无缝钢管。3、套管及工作管与孔壁间隙用水泥封实固牢。4、松散层用套管止水，套管下至稳定的未风化砂岩层位。5、工作管内沉淀物小于1.5m，管口高出地面3.50m。6、东周窑矿大口径投料孔工程参数表：钻孔名称孔口坐标（m）设计孔深（m）工作管径（mm）孔底标高（m）投料孔X=Y=Z=485Q345B无缝钢管42612二、钻孔结构及工程量（一）井孔结构根据工程技术要求和地质情况，钻孔结构设计如下：井身结构力求简化，利于施工管理，降低消耗，根据本区地层性质，参照以往经验，按二级结构设计，即先用表层护壁套管对上部松散层护壁，表层护壁套管下至风化带以下完整砂岩层（约12m），封隔表土层，防止孔壁垮塌、缩径、确保钻孔安全施工，最后钻进扩孔至设计深度下入工作管固管成井。（ 柱状图）（二）、工程质量1、 工作管中心在落点范围：4m4m 一个矩形范围内2、终孔计算坐标与井管实际位置的误差0.8m。3、工程交付时工作管内无水淋滴。三、设备与安装（一） 主要设备钻塔：22.5m钻塔1套钻机:水_1000型石油钻机1台（钻机性能见表）泥浆泵：WB1-850/50型 1台除砂器：JNs-1流量100m/h 1台；测斜仪：CX-45型，精度顶角1，方位30。 JDT-5A型（陀螺仪和陀螺定向仪）随钻定向仪：YST-25型（有线随钻）定向螺杆钻具：LY165-7A型3套动力电机： 120KW 2台;；110KW 1台; 电焊机：10KW 1台。现场每台套所需电力约400/h;清水量60-80m/h。（二） 钻塔安装由于钻塔是地面整体安装，自行起放具有安装速度快，安全可靠。地基加固钻场有回填土，井口设埋钢护筒。（三） 设备安装1、钻塔安装钻塔是在钻孔前35m场地内进行地面组装，起塔时应统一指挥，确保安全，并要求：(1)钻塔底盘整体周正，坚固，地基地梁形成整体。(2)钻塔螺栓齐全紧固。(3)绷绳被迫移位，若影响安全，要采取加固措施。绷绳设紧绳器，地锚或地锚桩，埋深大于1.5m。2、钻机安装：(1)钻机安装在底盘上，要求螺栓垫片齐全紧固。(2)钻机安装周正水平，转盘中心、天车中心、井孔中心三点成一垂线，固紧螺母。3、水泵安装：水泵安装要求底盘下设地梁，做到水平、周正、稳固、保证吸水笼头浸入泥浆池的3/4处，以便连续泵浆。4、电机安装：电机地基打砼，设安全防护栏。四、钻具组合采用石油钻杆连接加重钻铤及扶正器的组合方式（一）、导向孔钻具组合215.9mm喷射牙轮钻头215.9mm扶正器（长1.5m）+159mm钻铤1根（长9m）+215.9mm扶正器（长1.5m）+159mm钻铤1根（长9m）215.9mm扶正器（长1.5m）+159mm钻铤6根（54m）+159mm钻铤1根（9m）+127mm钻杆+主动钻杆。钻铤总重量在15吨左右。（二）、扩孔钻具组合扩孔钻具组合与导向孔钻进相同，只需更换钻头和扶正器的类型和规格，根据岩层情况适当增加加重块，加重在3以保证扩孔时的稳定性和扩孔进尺效率。五、钻探工艺（一） 钻探方法为了保证孔内施工安全及成井质量,预防孔斜,导向孔采用牙轮钻头喷射钻进工艺,先用小径（215.9mm）在井孔中心钻进导向孔，随钻进监测孔斜,导向孔钻进到终孔层位孔斜符合要求后，第一次扩孔孔径410mm孔深485米；第二次扩孔孔径610mm孔深485米；，最后固管成井。（二） 钻头选择本孔使用钻头的原则是：1、190mm牙轮喷射钻头开导向孔，冲积层使用多牙轮组合钻头扩孔。2、基岩导向孔钻进，以191mm带喷嘴镶齿牙轮钻头为主。3、基岩扩孔使用组合牙轮钻头或滚刀钻头，用若干个镶齿式球齿牙轮钻头的单掌组焊成扩孔钻头，选用单掌时规格和新旧程度应一致，排放高度、角度严密均匀，加焊挡板，防止牙轮脱落，造成钻头损坏及孔内事故。（三） 钻进参数选择为了保证钻进安全提高钻进效率和防止孔斜,采用喷射钻进，根据孔深、孔径和岩性综合选择钻进参数。1、小径导向孔钻进(191mm)冲积层和煤系地层软岩钻机立轴转速：6393r/min钻压：4080KN泵量：1500L/min硬岩：钻机立轴转速：43-93r/min钻压：80120KN泵量：扩孔为1500L/min（四） 导向孔定向技术导致钻孔弯曲的因素很多，虽有一定的规律但是钻孔弯曲不可避免的，大口径钻孔力求垂直，否则不仅会给钻进造成困难，同时粗大的井管也难以下入孔内，本工程导向定向钻进技术，首先是防斜，力求钻孔垂直，然后是定向纠斜的思路，实现靶点定向钻进。1、防斜技术防斜方法包括合理选用钻具组合和钻进技术参数，严格操作要求，牢牢把住孔斜三个关键环节：安装、开孔、换径主要侧重于下列三方面：粗径钻具组合：使用127mm钻杆和粗径钻具是大口径扩孔所必须的，同时有利于满足215.9mm导向孔钻进井底压力的需要。增设扶正器三个，扶正器与215.9mm钻头同径，分别连接在159mm钻铤的三个不同部位，使满眼钻进长度达到20m，有效地减少钻具与孔壁之间的间隙，防止钻头偏斜。合理控制钻压，采用轻压悬吊式钻进方法把孔斜控制在最小范围内，本孔采用的防斜技术，预计可使钻孔偏斜率控制在35.初级定向钻孔的技术：所施工钻孔基岩段较厚，施工中可根据井区地层产状，利用淮南地区钻孔一般逆向地层倾斜偏移的规律，开孔孔位作一定的位置移动，以保证中靶和减少钻孔纠偏，使下管更顺利，钻效更高。1、导向孔纠偏导向孔要及时测斜，随钻进掌握钻孔的偏移量，测点段距定为3050m，10m一个测点,一旦发现超偏迹象，及时采取纠斜措施。纠斜方法选择随钻螺杆定向钻进技术，这是保证中靶钻进最可靠的钻探工程技术。（五） 泥浆的选用与净化施工大口径投料孔孔，无论是冲积层还是基岩，都是无芯钻进，有大量的砂粒、岩粉排出，因此，选择好泥浆类型，调配好其性能，方可保证钻进及成井安全。1、泥浆的选用冲积层段泥浆类型和性能冲积层段钻进速度快，在施工中要严格控制泥浆的粘度、比重、失水量、含沙量，在泥浆的调配中要适量加入部分降失水剂和稀释剂，以确保施工的顺利进行和下套管的一次性成功。冲 积 层 泥 浆 配 方材料膨润土（Kg）CMC(kg)PHP(ppm)Na2CO3(Kg)加量502.53005001.52基岩段钻进和扩孔的泥浆类型和性能基岩一般选用双聚低固相泥浆，具有除砂好，流变性好，配制简单的特点，泥皮薄而坚韧,可防止地层垮塌.材料膨润土CMPHP（ppm）KHMNa2CO3加量（Kg）50801.53005001.521.52泥 浆 性 能项 目比 重粘 度失水量mL/30min含砂量%PH值冲积层1.11.224281013489基 岩1.081.12192310124892、泥浆的的净化机械净化，人工捞砂和长槽沉淀三种方法同步进行，其中机械除砂为主，人工捞砂和长槽沉淀为辅，以求全面清除泥浆中的无用固相，保持和稳定泥浆的性能，达到良性循环。1、配备泥浆性能测量仪器，每天测定泥浆性能，以便及时调整和补充。六、成井工艺（一）下管工作1、管材与加工连接管材的规格和材质表层护壁套管材质为D24.50*11.05(N80)无逢钢管；工作管D177.8*9.19无缝钢管。管路的安装连接井管采用直接对焊连接，利用自制的管口对接扶正环，保证管口合缝、同心，焊条采用J506，按照下管作业流程，逐根检查对接，下部接缝焊牢，上部井管焊缝突出，确保焊缝密实、牢固，外加焊加强筋，加强筋规格及数量执行技术设计。3、下管提吊方法本孔采用割孔穿杠钢绳牵引提吊的下管方法，就是在管口上端0.4m处对称切割150mm圆孔。穿杠，用钢丝绳连接游车大钩，起吊井管，井管对接后，抽出穿杠，将切下的园板填入割孔内，焊牢。然后在割孔外补焊方板加强。4、井管准备工作(1)穿杠器具(2)穿杠孔加强板和焊缝加强筋。(3)检查管内外径、弯曲度、管口水平度、寻求壁厚、园度、管口、平面尺寸一致的井管，作为对接井管、编号标记，丈量长度。(4)成孔后期泥浆调整。(5)加工尾管：下部一根焊注浆浮力阀，该阀要求有严格的单向密封性能，最高承压能力在10Mpa，这也是下管和固管成功的保证。(6)下管组织分工(7)撸孔5、下管作业800*11.05mm表层护壁套管和425*12mm工作管的下管工作力求快速，施工中除正确使用泥浆外，尽量缩短下管时间。七 、 固 管固管设备1、固井泵BQ350型1台（性能如下）：最高高工作压力：35Mpa最大排量：1000L/min2、15m3搅拌机2台3、水泥浆混合器2台套固管方法本孔两路井管均采用孔底灌注水泥浆从孔壁与管壁之间的环状间隙返出井口的全固管方法，用泥浆替出钻具中泥浆，此时，尾管中为泥浆与水泥浆的混浆或保留部分水泥塞。（三）固管准备工作：1、建造15m3圆形搅拌池，安装搅拌机。（2台套）2、安装和维护固井泵3、安装水泥浆混合器4、确保清水足量。5、固井管路连接试机。6、孔内返浆及时抽排（四）孔底注浆1、下钻：下管作业结束，立即下固井钻具。2、灌孔利用排浆泵向管内灌浆，保证管内外压力平衡。3、开泵冲孔：稀浆循环120分钟替出孔内稠浆。4、制浆：下灰混合水泥浆入池搅拌5、泵浆固管：水泥浆从孔底经环状间隙返出井口，停泵水泥情泥混合器水源回浆阀泥浆池钻孔泵浆池水泵搅拌池（五）固管后工作1、泵浆结束后，将管口固定在护筒中心，保持管口、天轮、转盘中心在同一轴线上。2、水泥养护72小时。3、下钻头切割浮力阀并打捞。4、技术套管固管后还需清理泥浆池，重新调配泥浆。八、施工步骤本工程施工按下列九个步骤进行：1、平整场地，加固地基，做灰土盘，下入井口钢护筒。安装钻塔钻机等设备，建造泥浆循环系统，整理钻具，配制泥浆，组织学习施工组织设计和有关安全质量规程规定，举行开工验收安全会。2、开钻：新地层段190mm导向孔钻进，随钻监测孔斜,导向孔钻进至巷道以上20m停钻。3、扩孔：技术套管段1000mm扩孔，扩孔至12m。4、下管：下入800mm11.05mm(N80)护壁管。5、固管6、清理泥浆池，更换泥浆。7、基岩扩孔钻进，一次扩孔用410mm牙轮组合扩孔钻头或滚刀钻头由地面扩孔至485m。二次扩孔用610mm牙轮组合扩孔钻头或滚刀钻头由地面扩孔至485m8、下管：下入426*mm12mm工作管485m。9、固管成井九、工程质量和安全文明施工保证措施工程质量保证措施1、按照ISO9002质量体系的要求实施工程质量管理。成立工程项目部，项目部配备各质量岗位人员，即项目经理、技术负责人、施工技术人员、质检员、材料员、安全员、设备员和技术工人。2、实各岗位人员质量职责。项目经理全面负责工程质量、进度表、检查落实工程各工序质量管理工作；技术负责人负责技术质量的管理工作，对主要工序进行技术交底。及时解决施工中出现的技术问题，接受建设单位、监理单位、设计单位的监督指导；质检员负责对施工过程中的每道工序按要求进行质量检验，材料员把好材料进场关，不合格材料不得使用；设备员做好设备的维修保养工作。3、施工需要配备能确保工程质量、进度要求的施工设备、检验测量和试验设备。各种设备在使用前按要求进行校验。保证施工中设备运行良好。4、严格按照施工组织设计、瓦斯抽放地面钻孔施工合同、行业标准及规范、作业指导书的要求进行施工，技术人员向施工班组进行技术交底，各岗位实行交接班制度并认真做好各种施工记录。按照操作者自检、施工班组交接检验和质检员专检的“三检制度”对施工过程进行检验，未验收合格不得进入下道工序。安全保证措施1、本工程坚决贯彻“安全第一，预防为主”的安全方针，认真执行安全岗位责任制。2、钻机施工严格执行钻探操作安全规定，杜绝人身事故、孔内事故，杜绝“三违”，确保安全生产。3、开钻前向矿方提出开钻申请，经矿方组织对安全措施、安全供电即安全技术措施贯彻情况进行检查，合格后下达开钻通知书，方可开钻。4、各专业生产人员配备必要的安全防护用具，进入施工现场必须穿工作服，戴安全帽，上塔工作系安全带。5、钻场所有电气设备配备可靠接地保护装置。施工设备传动部分设安全防护罩。钻场配备一定数量的干粉灭火器。6、各专业人员持证上岗。7、施工中发生安全质量事故要及时向矿调度室汇报。8、矿方实施计划停电，可能影响到钻进施工时，矿调度室必须提前通知钻机，避免发生孔内埋钻事故。9钻孔穿过煤层时，地面孔口20m范围内严禁火源。(三)文明施工措施1、为创文明工地，项目经理需把文明施工作为一项重要工作来抓，建立文明工地标准制度。2、按照施工计划，合理布置施工区域，泥浆池、泥浆沟槽、泥浆排放由专人负责，杜绝泥浆外溢污染场地，超标泥浆及时外运。3、施工区、宿舍、办公室每天清扫一次，清扫的垃圾倒至指定地点，确保室内外整洁。4、现场管材堆放整齐，挂牌施工，责任到人，开展文明竞赛，明确奖惩制度。5、实行工地文明标准化管理，加强宣传力度，在工地醒目处张贴宣传标语，创造文明施工气氛。6、现场施工人员统一着装。十、施工技术工艺特殊措施根据