地热钻井操作规程

1、安全管理文书地热钻井操作规程日期：单位：地热钻井操作规程地热钻井综合了石油钻井技术和水文钻井技术，有与前两者的共 性，又有其特殊性，如对泥浆的抗高温性能和钻具的抗腐蚀性都有一定 的要求，所以地热钻井应有专门的工艺规程，以很好高效的指导现场作 业。一、钻探机场的修建及设备的安装1钻探机场的修建a钻探机场的是钻机施工活动的场所，主要用于安装钻塔、钻探 设备，设置冲洗液循环系统，以及放置管材物资等。场地的选择应根据 地质设计的要求（孔位、孔深、方位及倾角）和施工安全、方便、节约 的原则进行选择。b、钻探机场的修建必须平坦、坚实、稳固、实用，保证在其上布 置的基台和安装的钻塔及机械设备不会发生塌陷、溜

2、方歪斜，在整个钻 井施工中能安全顺利进行。地盘若为松土层，必要时通过打桩加混凝土 底板来提咼抗压能力。c、基台木是根据所用钻探设备的类型， 按一定的规格和形式排列， 分上下两层交错并用螺丝连接而成。 横顺枕的主要交错处一定要构成直 角，并用螺栓连接固定。钻塔、钻机的地脚螺栓也应连接在横顺枕的相 交点上。d、机场周围应开挖排水沟，将雨水及时导向它处，若在地势低洼带或雨季施工时，还得修建防洪措施。地下电缆埋设应距地基钻孔 5m 以上，并合理的避开公用通讯电缆、煤气管道、水管道、等重要建筑物。e、根据钻孔结构、地层情况、场地条件，制定适合钻井的泥浆循 环系统，循环系统一般包括一大一小水源池，两个沉淀

3、池，大池标准宜为6X 6X 2m3小池宜为2X 2X 1.5m3,沉淀池体积在 0.30.5m3,循 环槽断面为0.4 X0.4川，长度不宜小于15m,坡度为1/1001/80，槽 边缘高于地面100伽，以防雨水侵入，影响泥浆性能，地热井超过1000m 时，宜安装震动筛和旋流除砂器。2、钻探设备的安装a钻塔的安装：安装前必须对所有构件进行检查，符合要求方可 使用；安装时应在机长的统一指挥下，严格按照安全操作规程，塔上塔 下不得同时作业；安装人员必须穿戴防护服具；夜间及恶虐天气下禁止 安装。b、设备的安装：必须达到周正水平，稳固的要求；钻机立轴中心 与天车中心（前轮缘）、孔口中心线在一条直线上；

4、转动部件应设置防 护罩或栏杆；固定设备的螺杆必须符合规格，并应带垫片和防松动螺帽 拧紧；钻探设备的安装应易于操作和确保工作安全。3、附属设备的安装a机场应有足够的防火设备，专人看管，冬季施工时，火炉的烟 囱通向厂房外，烟囱与厂房壁接触应有绝热层保护，火炉与地板、塔布 应保持安全距离。b、 绷绳为保护钻塔平稳和抵御大风钻塔的侵袭而倾倒，对 17m以 下钻塔的每根塔腿各设一根绷绳，系于塔高3/4处，17米以上每根塔腿 两根绷绳，设于天梁处和塔腰处，并加上拉紧器，必须对称，与水平面夹角宜为3045。c、避雷针安装高度必须高出塔顶1.5m以上，引下线宜用单芯铜制 电缆线，与绷绳间距大于1m与电机、孔口

5、管、绷绳、地锚、人行道间 距大于3m,接地电阻小于15Q。二、钻进方法1钻具a地热钻探常用的钻头有刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石材料钻头 三大类，根据地层因素，合理的选择钻头。应考虑的因素有：地层的软 硬程度和研磨性、钻进井段的深浅、易斜地层、软硬交错的地层。b、一般在钻进第四系及较软地层时，使用刮刀钻头；钻进较硬地 层时使用镶齿牙轮钻头；钻进极硬地层时，使用金刚石复合片钻头（PD）c、开孔或孔深比较浅时应采用扶正器扶正，深孔时若发生孔斜时 采用钟摆钻具修正。d、钻铤的重量是根据设计钻压来定的，一般使用钻压为钻铤总重 量的2/3，尽量采用粗钻铤，防止中和点偏高，尽量使钻铤总长度小， 钻铤长度的确定

6、应通过公式来计算。2、钻进规程a、钻井规程包括钻压、转速、泵量，钻进时应根据岩石性质、钻 头结构、设备条件及钻孔质量要求合理配合规程参数。b、软岩石研磨性小，易切入，应注意排粉、钻头寿命，故采取低 钻压、高转速、大泵量；研磨性较强的中硬及部分硬岩石，得采用大钻 压、较低钻速、中等泵量的参数配合；介于两者之间则采用中间状态。c、为提高效率和钻头寿命，还得再操作上注意以下几点：下钻及 开始钻进时要轻、均匀加压、正常情况下不要随意窜动钻具。3、冲洗液a钻进致密、稳定地层，一般可选用无固相冲洗液。如水解聚丙 烯酰胺无固相泥浆，无固相泡沫泥浆；钻进松散、易坍塌、易遇水膨胀地层，可选用粘度较大、相对密度略

7、高、失水量小的淡水泥浆或钙处理 泥浆，也可选用粘度较大的不分散低固相泥浆；钻进裂隙、漏失地层， 宜选用相对密度较低的冲洗液，如泡沫泥浆，无固相冲洗液，还可采用 空气作为冲洗介质。b、泥浆所用粘度一般为膨润土，要求造浆率在 10m3以上，所用水 一般要求硬度不超过15度，偏高的在配制好后用磷酸钠处理，配制时粘土需要预水化24小时，泥浆需要专有设备净化。c、现场需要测试的冲洗液参数有：漏斗粘度、比重、温度、含砂 量、失水量，还有就是泥皮质量，需定时测量，并对数据总结对比，然 后根据地层适时调整泥浆性能。d、 现场必须具有的处理剂有：重晶石、水泥、 NaOH NaCO3 CMC 聚丙烯酰胺（PAM或

8、 PHP、腐植酸钾、铁铬木质素磺酸盐、 KCI、磺化 沥青等，对于不同地层，配合使用。冲洗液使用对钻探是至关重要的，对不稳定地层或有漏失地层等复杂地层一定要预防为主，应急措施要适当有效。三、成井1、测井a、钻探是个系统工程，要有大局观，平时钻进时就要注意井斜的 控制，井径超缩，为测井及下管创造条件。测井前需把泥浆调整到适当 的性能，既要保证孔壁的稳定，又要确保测井的顺利进行。b、测井前提钻时要注意速度，以免产生抽吸作用，导致井壁垮塌， 提钻后，必须回灌泥浆。2、下管与固井a、表层管和技术管必须要考虑下部孔径大小，下部的滤水管直径必须按照业主要求安装潜水泵直径的大小来确定，一般直径不小于108m

9、mob、 地热井管的安防位置，上部表管与技术管必须重叠不小于10m下部的滤水管的位置必须与热储层相一致；滤水管的长度必须依照储层厚度来确定，安防位置偏差为士 2.0m。c、为了不使浅层水渗入孔内和固定井管位置，必须进行固井，固 井所用水泥宜为普硅32.5水泥，若地层不稳定，也可选用 42.5水泥， 表层管水灰比为1: 2,技术管为1: 1.5，搅拌好的水泥浆密度要达到 1.801.90g/cm 3。固完井一般至少侯凝8小时，水泥浆开始凝结成水 泥块，抗压强度可达到2.3MPa以上即可开始下一次钻进。d、 常用的水泥添加剂有：加重剂（重晶石）、减轻剂（粘土粉）、 缓凝剂（铁铬木质素磺酸盐）、促凝

10、剂（氯化钙）、减阻剂（铁铬木质素 磺酸盐）、降失水（粘土粉）、防漏失剂（纤维材料）等。3、洗井及抽水a、洗井的目的在于彻底清除井内岩屑和泥浆，破坏井壁泥皮，同 时抽出含水层中的泥土和粉砂、细砂已经渗入含水层中的泥浆，以消除 泥浆的影响和疏通含水层。b、洗井方法很多，要根据热储层的地层情况、完井泥浆、和孔底 岩屑的多少来制定使用何种洗井方法，一般有以下洗井方法：活塞洗井、 抽水洗井、抽筒洗井、空压机震荡洗井、液态二氧化碳洗井、焦磷酸钠 洗井、酸化洗井、联合洗井，总之，根据实际情况灵活的综合使用各种洗净方法，以达到最佳的洗净效果。c、抽水试验是为获取水量、水位、水质和水温等资料，为评价地下含水层的

11、水文地质参数和合理开发地下水提供可靠的依据。d、抽水一般使用的设备有：潜水泵、空压机等，使用的仪器有：三角堰、耐温 水表、电位仪及温度计，地热井抽水试验应按照供水水文地质勘查规 范执行。四、井内事故的处理1处理事故的基本要求a井内事故坚持预防第一的原则，钻井工程实施前（尤其是井深 较大、地质情况复杂的地热井）应结合已有的地质资料，进行详细的钻 井设计，并制定详实的各种事故的预防措施，如粘吸卡钻事故、坍塌卡 钻事故、缩径卡钻事故、落物卡钻事故、干钻卡钻事故、钻具断落事故 等。b、机场必须配备常用的公锥、母锥、导向器等打捞工具，同时应 加强与石油钻井公司，兄弟单位，同行高校等研究部门的联系与沟通，

12、 从而增加事故处理的可利用资源。c、事故发生后，必须将事故原因搞清，以做到事故处理时有的放 矢；若发生钻具断落事故必须弄清并详细记录事故发生的井深、机上余 尺、事故钻具的位置、规格、类型、数量以及井内情况等，可用示意图 标明事故钻具的状态。d、事故发生后，要正确分析判断，订出出力方案，积极进行处理。 交接班时，交班班长要将本班采用的工具、方法、步骤以及取得的效果 等详细向接班班长交代清楚。较复杂的事故，由机长主持处理。短时间 不能排除的重大事故，应立即向技术部门上报，研究处理方案。e、处理井内事故时，各岗位人员明确分工、密切配合，严防“事 故加事故”。f、事故排除后，由机长召集全机人员认真分析

13、事故的原因，及时总结，吸取教训，拟定防范措施，避免类似事故再发生。2、钻具事故及处理常见的钻具事故有：钻杆折断、钻铤折断，具体处理的方法有：a卡瓦打捞筒打捞；b、公、母锥的打捞；c、打捞矛打捞。3、落物事故的处理常见的落物事故有牙轮（包括牙轮、牙轮轴、断巴掌、掉弹子） 垫叉、测斜仪、大锤、扳手、电缆等，处理方法如下：a、井壁埋藏法，在井深较浅、地层较软、落物较小时采用；b、磁铁打捞法，广泛用于打捞牙轮、弹子、小工具；c、反循环打捞篮打捞，用于打捞牙轮和小工具；d、随钻打捞，用于打捞钻头脱齿、断齿、弹子等粒状物；e、一把抓打捞，用于打捞钻头、牙轮之类的落物。4、卡钻事故的处理钻进过程中常见的卡钻

14、类型：压差卡钻、沉砂卡钻、井塌卡钻、砂 桥卡钻、落物卡钻、缩径卡钻、钻头泥包卡钻、键槽卡钻等，处理方法 如下：a上提、下放和转动钻头解卡：如果是沉砂卡钻或井塌卡钻则不 要上提钻具，以免卡的更死，可用下放或旋转钻具，并想法憋开环空通 道，使钻井液上下循环，用倒划眼的方法慢慢上提解卡。起钻遇卡（键槽、缩径或泥包卡钻）时，可提到原钻具重量后猛松 手把下放钻具，切不可猛力上提，以免将钻卡的更死。下钻遇阻、压力过大而卡钻，则应用较大的力量上提解卡；对于压差卡钻，可以米取猛提猛放旋转钻具的方法使较轻的粘附卡钻得以解 卡。b、浴井解卡：在采用上述方法失效时，对于压差、泥包、缩径、 沉砂卡钻等情况，可采用浴井

15、解卡，此方法是向井内泡油（含水层禁用）、 泡盐水、泡酸或采用清水循环等方法，泡松粘稠的泥饼，降低粘滞系数， 减少接触面积，减少压差，活动钻具解卡。c、切除法：当环空能下入另一套钻具时，可采用环刀从井口套在 井内钻柱上，用另一套钻具送入环刀，以铲除钻具与井壁的粘附之处。d、上击、下击解卡：在钻进中遇到垮塌、粘性、膨胀性地层易卡 地层，可在钻杆与钻铤之间或钻铤之间接上震击器，一旦遇卡，则立即 上击或下击解卡。起钻中遇卡，如缩径、键槽等引起的卡钻活动不能解除时，可以再 卡点处倒开钻具，再接上震击器，对扣后，下击解卡。然后循环冲孔， 上提钻具，如遇卡阻现象时，可以转动钻具倒划眼轻轻上提。下钻过程中遇阻

16、，未能及时发现而导致卡钻，或较轻的泥饼粘附卡 钻时，均可用上击器向上击震解卡。e、倒扣、套铣解卡：遇到严重的卡钻时不能解除或不能循环冲孔 时，常用倒扣、套铣的方法来取出井内全部或部分钻具。f、爆炸测钻新井眼：当采用上述各种方法无效或卡点很深，用倒 扣方法处理很浪费时间，情况严重恶化时，可将未卡部分用炸药炸断取 出，然后在留在井内的钻具顶上打水泥塞，再侧钻形成新井眼。五、安全管理措施1钻进中的技术安全措施a、禁止将用完的工具和机件放在台板上、活动工作台上或皮带防护罩上；b、钻机停止回转时，必须要将开关或离合器锁紧；c、在不停车扒皮带时，必须用法光滑地方木棒顺着皮带运转的方 向扒皮带的下端。不允许

17、用手扒皮带；d、开车前，要观察周围的情况，并且发出开车信号，或经直接操 作者允许以后，方可开车；e、上班前不准喝酒。进机场要穿工作服，带安全帽；f、操作人员必须要精力集中，不允许和其他人交谈，更不允许打 闹；g、使用固体火碱时，要带眼镜，带胶皮手套，防止碱水溅到脸上。2、升降钻具的技术安全措施a升降钻具时，必须预先检查制动装置和升降机的手把是否灵活 好用；b、升降机作者，注意提引器的起落，发生危险或听到呼喊时，立 即刹车；c、提引钢丝绳绳卡要卡牢，禁止用打结和断股过多的钢丝绳，以 免脱扣或折断伤人；d、钢丝绳缠绕时，禁止用手或脚动钢丝绳；e、使用拧管机拧卸钻杆时，上垫叉要有保护装置，以免弹出伤人。3、处理孔内事故的技术安全措施a强力起拔钻具时，除升降机操作者以外，其他人必须散到钻塔 以外；b、用千斤顶起拔钻具时，卡瓦应该用冲击把手卡住，并且用绳子 或钢丝将冲击把手或千斤顶帽子栓在一起，以免顶断钻具，卡瓦飞出伤人;C、人工反转钻具时，操作者要躲开钳把的反转范围；d在操作者范围以内的地板上，禁止防止任何物件。4、防火和防