钻井水泥浆灌注工艺

钻井水泥浆灌注工艺1公升其实就是1升1升水的重量=1kg=1公斤=2市斤=2斤我们说的50斤塑料壶就是25升，而上面写的却是25公升向孔内灌注水泥的方法有水泵灌注法、灌注器灌注法、孔口灌注法及干料投放法等。水泵灌注法水泵灌注法是最常用的方法，它是通过钻杆将水泥浆用水泵压入孔内漏失或坍塌的岩层，以达到护堵的目的。此方法适用于灌浆量大，不受钻孔深度限制的水泥灌注。在钻孔中部只要架桥后也可适用。用此方法还可实现加压灌注。利用水泵灌注法施工简便，无需特珠设备和工具，但对水泥浆要求流动性好，易于泵送。图12-12灌注水泥示意图水泵灌注法的操作过程为：堵漏时，钻具下到预定深度距孔底约0.3〜0.5m左右时，先泵入清水以检查钻杆内部确实畅通良好时，即可泵入配好的水泥浆。将水泵莲蓬头放入水泥浆桶内即泵送水泥浆。不论堵漏或护壁，刚开泵时应先打开水泵回水管，将吸水管及水泵中的清水排出，喷浆后再打开三通将水泥浆送入孔内。待泵吸水泥浆过程完后，立即将莲蓬头放入准备好的替浆水桶中，开泵替浆。为了使孔底返流均匀，替浆时可适当慢转钻具。替浆的压力量应根据孔内水位高低，以达到孔内液柱压力平衡为原则，可按下式进行估计计算：&=们二*+队 (12-23)式中：@压一一替水泥浆所需压水量，kg；L--钻杆柱长度，m；l--孔内静水位离孔口高度，m；q--每米钻杆内容积，L；Q『-地面管线及水泵容积；K--压水系数，浅孔取0.9、深孔取0.95。根据上式计算，当孔内无水或水位很低时，压水量达到机上钻杆后(约60〜80L)，即应停泵，然后拆开机上钻杆，靠钻杆内外液柱压力差，使水泥浆继续沿钻杆内下降，并从钻具底部返出钻杆外，直至钻杆内外压力达到平衡为止。当水位很高或返水孔，则压水量接近于钻具内容积加上地面管线容积乘以压水系数，可以保证水不压出钻具底部，这时钻杆外的水泥浆高度比钻具的水泥浆高度会大一些。当提钻时，会向钻杆内回流或填补孔底空间，水泥浆不会被稀释。替浆完毕即可提钻，应将钻具提离水泥面10〜15m以上（1〜2个立根）后再冲洗钻具。提钻速度一定要慢，过快则易发生抽吸作用而使灌注工作失败。为了保证孔内压力平衡，还应考虑在孔口回灌清水。当机上钻杆卸开以后，应开泵清洗水泵、高压管线和机上钻杆内的残留浆液，以保证循环畅通。综上所述水泵灌注法应遵循的技术规程如下：（1） 堵漏时，坚持冲孔；护壁时，坚持扫孔到底，保证清除孔内岩屑并检查钻具通畅。（2） 钻具下到离孔底0.3〜0.5m或架桥处，以减少水泥浆的稀释。图7-13灌注水泥示意图（3） 灌注过程或灌浆完毕，可转动钻具，不能上提钻具，待替浆后方能上提钻具。（4） 全部浆量应一次灌完，不得中途停泵，防止浆液断开或被水稀释。（5） 泵浆前打开回水管，排出清水不得注入孔内。（6） 应考虑孔内水位高低，准确计算替浆压水量。（7）替浆完提钻应离开水泥面10〜15m方能清洗钻具。（8）提钻速度要慢，防止抽吸作用并及时在孔口回灌清水。（9）尽量减小水灰比，采用水泥减水剂保证浆液可泵性好。（10）坚持探测水泥面强度，合理确定候凝时间。水泵灌注法还可用在下列特殊情况下：（1） 加压灌注法为了保证水泥浆液能更好地进入所堵漏地层，形成足够的渗流半径，有效地加固孔壁岩石，可采用孔口管上部加密封装置，或在钻杆上加钻孔封隔器以封堵漏失层上部，以使在灌注时孔内造成高压，迫使水泥浆进入地层。（2） 分段灌注法当遇到厚度较大的破碎地带如硬脆碎的松散地层时，大小不等的孵砾石在钻进时会经常出现遇阻、卡钻或提钻后垮塌现象，这时可采用钻进一段灌注一段的分段灌注法。（3）充填注浆法当裂隙较大或遇小溶洞时，灌注前最好先投入一定量的惰性材料起到堵塞、架桥、充填作用。投入后，下钻具进行挤压，然后再进行灌注。这样既可减少流失，又能提高封堵效果。（4）网袋注水泥法当遇到较大溶洞时，为了降低水泥浆的大量流失，最好采用网袋注水泥，以控制水泥浆的扩散流失范围（图12-13）。图12-13网袋灌注水泥浆示意图1-钻孔；2-钻杆；3-正反接头；4-布袋；5-带孔眼的钻杆；6-溶洞；7-水泥浆；8-堵塞物灌注器灌注法当堵塞大的裂隙或溶洞时，为了减少水泥浆的流失，往往选用水灰比较小（0.3〜0.35）、浓度大的水泥浆或速效混合液进行灌注。这时水泵无法吸入泵送，可采用灌注器灌注法。有时当封闭的孔段较短，浆量不多或钻进中遇到多层间断漏失，为了及时处理也可采用此法。此法优点是不受孔深限制，浆液性能不受流动性限制且对水泥浆稀释较少，但需专用灌注器，灌注时要求相当严格。灌注器的种类较多，目前大多采用水压活塞式灌注器，其工作原理是：灌浆时，将水泥浆装入盛浆管内，然后将灌注器用钻杆下至漏失层位，开动水泵后压力水经钻杆进入灌注器推动水泥浆，上部活塞将灌注器的排浆阀打开，则水泥浆被压出进入漏失层。图7-14所示是一种水压活塞式灌注器。其结构简单，操作方便，工作时在水压作用下通过活塞6把盛浆管4的水泥浆往下挤压，剪断销钉9,打开活门8,水泥浆即可排出管外，进入需要封堵的部位。图12-14活塞式灌注器1-压盖；2-滑动接头；3-钻杆；4-盛浆管；5-分水接头；6-活塞；7-接头；8-阀门；9-销钉目前，现场为了加大灌注量，采用不同尺寸的岩芯管作为盛浆管，制造简易的岩芯管灌注器，取得了良好的技术经济效益。孔口灌注法当孔较浅，裂隙宽且孔内水位很低，则可从孔口直接倒入浓度较大的水泥浆，利用孔口与孔内液面高差所产生的位能，将水泥浆压入所封堵层。为了使孔口灌注顺利，也可在孔口插入小尺寸套管至灌注孔段，再从套管中倒入水泥浆，借水泥浆的自重下入。干料投放法