A. 為了好搜索
1.鑽井工程在岩土工程中的作用?
答:鑽井工程是指在初步探明油、氣、水儲藏情況後通過鑽具(鑽頭、鑽桿、鑽鏈等)對地層鑽孔,然後用套管聯系並向下延伸到油、氣、水層的過程。
岩土工程:在工程建設中有關岩土或土的利用,整治或改造的科學技術。因此,我們可以知道鑽掘工程為岩土工程的發展起了很大的促進作用,主要是利用鑽井工程發現了地層下很豐富的物質資源,為岩土工程的發展提供了良好的條件和先進的技術,同時我們可以知道鑽井工程是岩土工程中的一小部分,岩土工程要想挖掘地下的物質資源必須要利用到鑽井技術,然後提取出資源,就是說鑽井工程為岩土工程發展取得決定性因素。
2.鑽井工程的全過程?
答:開鑽前要在設計的孔位處平整場地,控好鑽進沖洗液的循環槽、池和安裝鑽塔14、鑽機房15必須的基坑。按設計的鑽孔方向在鑽塔中安裝鑽機7,泵18和驅動鑽機與泵的電動機19。用安裝好的鑽機按設計的方向開孔,然後在孔口固定孔口管6。
鑽進時,首先用絞車16向孔內下方鑽柱,鑽柱由鑽頭岩心管3、異經接頭4和鑽桿柱5組成,鑽桿柱的總長度應大於孔深,各部分鑽柱之間用密封的螺紋連接。鑽桿柱上部穿過鑽機的迴旋立軸8,並用卡盤9夾持住。在鑽桿柱頂裝有鑽探水龍頭10,用高壓膠管17把它與泵18相連。一邊沖洗鑽孔一邊迴旋,小心的把鑽頭下至孔底並開始鑽進。
根據新鑽岩石的物理——力學性質,在軸向力和回轉力的共同作用下,鑽頭在孔底鑽出一個環形空間,兵產生了岩心2,隨著鑽孔加深岩心將充滿岩心管。
冷卻鑽頭,清除孔底破碎下來的岩屑並把它帶至地表,要用沖洗介質沖洗鑽孔。
岩心充滿岩心管時,應可靠地卡取岩心,並把它從岩心管的下部弄斷。
提鑽時把鑽桿柱卸成單獨的立根,並把它們擺放在立根台上。立根一般由2—4根鑽桿用螺紋連接而成,立根長度取決於鑽塔的高度,一般應比鑽塔低3米左右。提鑽時可通過拉力表測出鑽桿柱的質量。
鑽具提至地表後,擰下鑽頭,從岩心管內取出岩心。沖洗並去掉岩心上的泥皮,丈量岩心長度,再按順序擺放於岩心箱中,標明取心的孔段和岩心採取率。每次提鑽時仔細觀察,當其已磨損時應及時更新鑽頭,重復以上的步驟。
3.岩石的強度。
答:強度是固態物質在外載作用下抵抗破壞的性能指標。影響岩石強度的因素:(1)造岩礦物的強度。(2)孔隙度密度。(3)各向異性。(4)岩石受載方式。(5)應力狀態。(6)載入速度。
4.岩石的硬度
答:岩石的硬度:反應岩石抵抗外部更硬物體壓入其表面的能力。影響岩石硬度的因素:(1)岩石中新含礦物的性質。(2)各向異性。(3)在各向均勻壓縮條件下,岩石的硬度增加。(4)隨著載入速度增加,將導致岩石的塑性系數降低,硬度增加。
5.岩石的研磨性。
答:岩石的研磨性:岩石磨損工具的能力稱為岩石的研磨性。分為兩種:(1)摩擦磨損。(2)磨粒磨損。
影響岩石研磨性的因素:(1)岩石顆粒的硬度大,研磨性也越強。(2)岩石膠結構的粘結強度越低,岩石的研磨性越強。(3)岩石顆粒形狀越尖銳,顆粒尺寸越大,則岩石的研磨性越強。(4)空隙性岩石表面粗糙,與工具接觸的局部易產生應力集中,增強岩石的研磨性。(5)硬度相同,單礦物研磨性低,非物質和多礦物的岩石研磨性越強。(6)介質會改變岩石的研磨性。
6.岩石破碎的三種方式。
答:岩石破碎:是挖掘作業中使部分岩體脫離母體並破碎或岩塊的工藝和理論。分為切割破碎、沖擊破碎、爆炸破碎。
7.應軸式鑽機由哪幾部分組成。
答:動力機、離合器、變速箱、分動箱、立軸、卷揚、液壓器。
8、硬質合金鑽頭的結構三要素。
答:一定數量的硬質合金切割工具,按一定形式排列在鑽頭體上,可形成鑽進不同地層的鑽頭結構。這些決定鑽頭結構的要素稱為硬質合金鑽頭的結構要素。
鑽頭體:是切削具的支撐體。
切削具出刃分為:內外出刃,底出刃。
9、磨銳式鑽頭。
答:磨銳式硬質鑽頭合金鑽頭的切削具被磨損後,可重新用砂輪修磨成具有銳角的單斜面切削具,以利切入岩石隨著切削具的磨損,機械鑽速逐漸下降。鑽頭體的外形可把磨銳式鑽頭分成肋骨鑽和普通環狀鑽頭。
肋骨鑽頭是在鑽頭體外側均勻分布地焊上數塊肋骨片,並在肋骨上鑲焊小刃角的切削具。
普通環狀鑽頭:可鑽進中硬或中硬以上的弱研磨性地層。
10、自磨式鑽頭。
答:鑽進堅硬岩石時,除了採用金剛石鑽頭,鋼粒鑽頭外,常用自磨式硬質合金鑽頭。自磨式鑽頭的切割具斷面小被磨損後其接觸面積保持不變,不存在磨銳式鑽頭切削具逐漸變鈍的弱點。但小斷面切削具的抗折斷能力很差,就以必須用齒狀軟鋼支撐切削具。
11、金剛石鑽頭的類型及破岩機理。
答:(1)表鑲金剛石鑽頭。金剛石沿同心圓運動時,它向岩石傳遞,一定的質量,岩石吸收能量後產生破碎並形成小的溝槽。在彈—脆性岩石中,由於大小剪切體的產生,溝槽的寬度大大超過了金剛石吃入岩石的深度。金剛石被磨鈍後,必須在孔底某一點處多次重復補充荷載才能使岩石產生破碎,即這時的岩石破損過程具有疲勞破碎的性質。
(2)孕鑲金剛石鑽頭。孕鑲金剛石鑽頭的孔底碎岩過程不同於表鑲鑽頭,因為它用的金剛石顆粒小,且埋藏於胎體之中,孕鑲鑽頭必須在鑽進規程中保持自磨出刃的性質,才能維持鑽進速恆定而不衰減。
12、金剛石鑽頭的結構要素。
答:(1)鑽頭用的金剛石:天然和人造金剛石顆粒取決於新鑽岩性。(2)金剛石在胎體中的含量:金剛石的含量,影響鑽頭性能重要參數。(3)鑽頭的胎體性質:根據新鑽岩石正確選擇胎體硬度。(4)鑽頭的磨面形狀:磨面形狀多為平底線,在孔內磨合一段時間後便能自然形成圓弧狀。(5)鑽頭的水口:設計成多水口,小水口,這樣防止燒鑽。
13、鑽進速度。
答:(1)回次鑽速:從經孔內下放鑽具——鑽進——從孔內提起鑽具稱之為產生循環中的一個回次,隨著鑽孔加深和岩石可鑽性級別提高,在一個回次中起下鑽具的作業將佔去很多的時間。因此必須優選鑽進參數,實現鑽具升降作業機械化,以提高回次鑽進。
(2)循環鑽進:指的是從開孔到經孔整個生產大循環的平均鑽速。
14、鑽進規程(最優、合理、專用)
答:當地質——技術條件和鑽進方法已確定時,在保證鑽孔質量指標前提下,為獲取最高鑽速或最低每米鑽進成本而選擇的鑽進參數搭配叫做最優規程。
在給定的技術裝備下,當鑽進規程參數的選擇受到某種制約時,在保證鑽孔質量指標的同時爭取最大鑽速的鑽進參數組合叫做合理規程。
為完成特種取心,矯正孔斜,進行定向鑽進等任務事採用的參數搭配為專用規程。
15、金剛石鑽進的臨界規程。
答:鑽頭胎體溫升正常,功率消耗平穩,同時鑽頭磨損轉微,而在臨界規程下,鑽頭胎體升溫將急劇上升,功率消耗劇增,鑽頭磨損嚴重,甚至出現燒鑽。
(1) 胎體溫度與鑽壓P和鑽速n的關系。
(2) 功率消耗、機械鑽速與鑽進規程的關系。
(3) 胎體溫度與沖洗液的關系。
(4) 鑽頭磨損與鑽進規程的關系。
16、螺旋鑽頭的臨界轉速。
答:臨界轉速的概念:轉速較低時,鑽屑的離心的慣性力小,孔壁對鑽屑的摩擦力不足以使鑽屑與葉片之間產生相對運動,鑽屑只能隨時葉片旋轉而不上升。隨著轉速的增大孔壁對鑽屑的摩擦力也增大,轉速超過某一臨界點後,孔壁對鑽屑的摩擦力足以使鑽屑與螺旋葉片之間產生相對運動,鑽屑就會上升。這一轉速的臨界點稱為臨界轉速。
17、潛孔式鑽機。
答:(1)閥式沖擊器:正作用沖擊器、反作用沖擊器、雙作用沖擊器。
(2)無閥沖擊器:射流式沖擊器、射吸式沖擊器。
(3)有閥潛孔錘:排氣結構、防空打機構、配氣機構。
18、土芯的採取。
答:工程地質鑽探的主要任務之一是在岩土層中採取岩心或原狀土試樣,岩心試樣的天然結構一般不易破壞,而土的試樣卻很容易被擾動。
取土方法:(1)壓入法:分為連續壓入法和斷續壓入法。前者用滑輪組合裝置將取土器一次快速壓入地層適用於較軟土層中的取樣,後者將取土器分兩次或多次壓入地層中。
(2)擊入法:一般適用於較硬與堅硬土層取樣,分為孔外擊入法和孔內擊入法。
(3)回轉擊入法:採取堅硬土層中的土樣或岩樣時,若上述取土方法無法採取,可採用機械回轉鑽進的回轉壓入或取土器。
19、岩(礦)芯採取率及影響因素。
答:岩礦心採取率:實際自孔內取上的岩礦心長度與實際鑽進尺寸之比。對於岩礦心一般要求岩心不低於65%,礦心不低於75%,如果不足,應進行補取。
影響因素:
(1):自然因素:影響取心數量和質量的自然因素主要是新鑽岩石的物理力學性質和岩礦層的結構、構造。
(2)人為因素:①鑽進方法選擇合不合理:鋼粒鑽進時振動大,孔壁間隙大,鑽出的岩礦心細,對岩礦心磨損作用大,硬質合金鑽進時磨損轉輕微,金剛石鑽進時最小。②鑽具結構選用合不合理:鑽進中使用彎曲或偏心的鑽心管、鑽桿、鑽頭時,鑽進中鑽具回轉運動,產生離心力和水平振動,使岩心受到沖撞,磨損而破壞。③鑽進規程:壓力、轉速、泵量。④操作方法不正確:鑽進中盲目追求尺寸,回次時間時長,提鑽不及時,都會增加岩礦心在孔底被破壞的可能性。
20、取芯工具及方法。
答:(1)卡料卡取法:當用硬質合金和鋼粒鑽進中硬及中硬以上,完整的岩礦屬性時,鑽進回次終了是,可從鑽桿內向孔底投入卡料卡緊並扭斷岩心。
(2)卡簧卡取法:卡簧裝於鑽頭體的內錐面上,回次終了時稍上提鑽具,即可把岩心卡拉斷。
(3)干鑽卡取法:在回次終了停止送水,干鑽尺寸一小段利用來排除的岩粉來擠塞岩礦心,再通過回轉將其扭斷提出。
(4)沉澱卡取法:在回次終了停止沖洗液循環,利用岩心管內懸浮岩粉的沉澱,擠塞卡牢岩礦心。
(5)楔斷器卡取法:在鑽進混次終了將鑽具提出孔外,下入楔斷器,利用吊錘沖擊楔子將岩心楔斷,再下入夾具將岩心提出。
21、其他取芯方法。
答:(1)單層岩心管鑽具。
(2)雙管鑽具。①雙動雙管②單動雙管
(3)繩索取芯鑽具:①單動雙層岩心管②打撈器。
(4)反循環鑽進取心:①孔底局部反循環取芯②全孔反循環取芯。
22、鑽井液的作用。
答:(1)良好的冷卻散熱能力和潤滑性能。
(2)良好的剪切稀釋性能。
(3).良好護壁,防漏和抗禦外界影響的能力.
(4).具有自身不發酵變質和不腐蝕鑽具的性能.
23.鑽孔位置結構三要素.
通常我們把孔深,方位角和頂角叫做孔斜三要素,有了孔斜三要素便決定了鑽孔軌跡.
24.鑽孔彎曲的充要條件.
鑽孔彎曲的根本原因是粗徑鑽具軸線偏離鑽孔曲線.
1,存在孔壁間隙,為粗徑鑽具提供偏倒或彎曲的空間,此條件主要影響鑽孔彎曲強度.
2.具有傾倒或彎曲的力,為粗徑鑽具軸線偏離鑽孔軸線提供動力.
3.粗徑鑽具傾斜面方向穩定.粗徑鑽具傾斜面是指偏倒或彎曲的粗徑鑽具軸線與鑽孔軸線所決定的平面孔壁間隙和傾倒或彎曲時實現鑽孔彎曲的必要條件,而粗徑鑽具傾斜面方向穩定是殘生鑽孔彎曲的充分條件.
25.鑽孔漏失的判別,測量及堵漏方法
1.從岩層結構判斷:因為在鑽探中,初次漏失往往發在幾底.發現漏失後,首先應對鑽探取上的岩心進行分析觀察接近孔底的岩心是否有鬆散,裂隙,節理發育或溶蝕情況,完成程度如何.
2.從鑽進過程中判斷:如果在鑽進過程突然出現漏失並伴有鑽速突然加快或鑽具墜落,則應考慮是否遇到了破碎帶,大裂隙或大溶洞.
3.從孔內水位判斷:當在不含水底層中發生孔底漏失時,則孔內沒有穩定水位,即所謂全孔漏失.
測量方法1.現場簡便測定法1.止水測定法2.隔離壓力試驗法.
2.井溫測定法
3.鑽孔測漏儀
B. 鑽進技術方法
該期勘查雖然處於「文化大革命」時期,但是我國地質找礦事業並沒有受到太大的影響。根據前人提供的有關地質資料和鑽探技術報告,選擇鑽進技術方法:上部第四紀地層及灰岩、粉砂岩等地層採用大口徑合金鑽進,下部6~8級硬岩石主要採用鋼粒鑽進,見表4.2。
表4.2 不同地層採用的鑽進方法
4.3.1 普通合金鑽進
硬質合金鑽進用於1~6級和部分研磨性較弱的7~8級岩石,如:第四紀沖積坡和黃土卵石層,侏羅紀的流紋岩、粉砂岩、泥岩、煤線、砂岩、泥質灰岩等。
4.3.1.1 鑽頭的選擇
合金鑽頭的結構對鑽進效率、使用壽命、操作技術都有一定的影響,因此,如何根據不同的地層選擇不同的合金鑽頭極其重要。鑽頭的結構包括鑽頭的口徑、水槽和水口、出刃、合金型號、數目及排列形式、鑲焊角度等。
(1)空白鑽頭
選用35號或45號鋼的無縫鋼管由車間加工。根據地質情況,為了減少鑽進時岩心堵塞,減少沖洗液循環的阻力和便於卡取岩心,空白鑽頭內壁製作內錐度:Ф110 mm口徑採用3°25′的錐度,Ф130 mm口徑鑽頭採用1°47′的錐度。
(2)水口和水槽
合金鑽頭水口和水槽的作用是滿足保證沖洗液的暢通,充分冷卻鑽頭和沖排岩粉需要。鑽頭水口形狀和大小依鑽進岩層岩性、鑽頭的結構形式、沖洗液種類的不同來考慮和選擇。根據馬坑地層情況,鑽頭水口面積的總和,一般大於鑽頭與岩心之間或者鑽頭與孔壁之間環狀斷面的面積;上部地層岩石較軟,塑性不大,顆粒粗糙,鑽進時岩粒多,則水口相應選擇大些;水口高度為8~15mm,第四紀地層水口高度可增至20mm;水口數目可根據鑽頭合金排列來確定,一般3個、4個或6個不等。水口形式有:三角形、圓弧形、梯形、矩形等。
(3)合金鑽頭的出刃
合金鑽頭的出刃包括底出刃、內出刃和外出刃。
底出刃是鑽進岩石的主要部分。底出刃的變化,可以使孔底產生不同的階梯斷面,能增加破碎岩石的自由面,降低破碎岩石的阻力,延長合金的工作時間,達到提高鑽進效率的目的。
鑽頭的內、外出刃主要是保持鑽頭與岩心、孔壁之間的環狀間隙,使沖洗液通暢。鑽頭的內、外出刃的大小,應根據岩石的性質來決定:馬坑礦區上部松軟地層,溶洞充填、斷層破碎地層,鑽頭的出刃和水口數目應大些;如遇上塑性大、泥包石、遇水膨脹的地層通常造成憋泵現象,應採用肋骨式鑽頭;泥岩、砂岩、粉砂岩、灰岩等中硬地層,研磨性強、裂隙發育較強的地層,鑽頭的出刃應小些。
4.3.1.2 合金鑽進技術參數
硬質合金鑽進技術參數主要包括鑽進壓力、轉速、沖洗液量等。
(1)鑽壓
鑽壓是利用鑽具和鑽桿重量或從地面上加壓,使合金底出刃壓入孔底岩石的力量,它對鑽進效率影響很大。一般來說,泥岩、砂岩、粉砂岩、灰岩等岩石鑽進,採用較大的壓力;鑽進較松軟的岩石,採用較小壓力;研磨性強的岩石,採用大壓力;鑽進灰岩溶洞或裂隙等地層,因合金容易崩刃,壓力應比正常地層降低20%~30%,詳見表4.3。
(2)轉速
轉速是指主動鑽桿每分鍾回轉的次數,也是鑽頭在孔底每分鍾回轉的次數。轉速對鑽進效率影響很大,一般轉速越快,合金切入、破碎岩石的次數也越多,鑽進效率越高。表4.4是根據馬坑礦區實踐總結的不同岩層適用轉速。
表4.3 普通合金鑽進壓力選擇表
表4.4 普通合金鑽進轉速選擇表
(3)沖洗液量(泵量)
沖洗液在合金鑽進中的主要用途是冷卻鑽頭、排除孔底的岩粉和保護孔壁。沖洗液在鑽孔與鑽具間隙中循環,必須具有一定的上升流速,才能保證將孔底岩粉有效地攜帶到地表或取粉管內。一般沖洗液上升流速達到0.25~0.5m/s,即能滿足排除孔底岩粉的效果。
馬坑鐵礦區因地層復雜,一般開孔直徑為大口徑Ф150mm,需要較大沖洗液量以保證沖洗液循環的上升流速。口徑越大、鑽孔越深、岩石密度大、岩粉顆粒粗等,都要相應增加沖洗液量。
沖洗液量對孔壁的穩定性也有很大影響,嚴重時會導致孔壁坍塌。斷層、裂隙發育、溶洞充填、鬆散等地層鑽進時,應注意防止沖洗液對岩心的沖刷破壞,採用較小的沖洗液量。不同岩層所需沖洗液量見表4.5。
表4.5 普通合金鑽進泵量選擇表
馬坑鐵礦上部孔段(地層:風化泥岩、砂質泥岩、粉砂岩等;風化程度較弱的泥岩、砂質泥岩、粉砂岩以及大理岩等;灰岩及輕微硅化灰岩等)採用品字形合金鑽頭(外刃1.5 mm;內刃1.5 mm;底刃:超前刃3 mm;後刃2 mm)鑽進,使用的鑽進技術參數(單管鑽進時)為:壓力4000~8000N,轉速150r/min,泵量80~100L/min(鬆散層適當調小)。
4.3.2 針狀合金鑽進
馬坑鐵礦下部孔段(地層:泥岩、砂質泥岩、粉砂岩、硅化灰岩、透閃石灰岩;部分磁鐵礦)採用針狀合金鑽頭(胎塊尺寸15 mm×20 mm×10 mm;胎塊數量:Ф110 mm 6塊,Ф91 mm 4塊)鑽進,使用的鑽進技術參數為:壓力4000~8000 N(硬岩取上限,軟岩取下限),轉速150~300r/min,泵量80~100L/min。
4.3.3 鋼粒鑽進
鋼粒鑽進與鐵砂鑽進工藝基本相同。馬坑鐵礦中部孔段(地層:泥岩、砂質泥岩、粉砂岩、硅化灰岩等;硅質岩、矽卡岩、輝綠岩、部分磁鐵礦等;局部石英岩化泥岩、砂質泥岩、粉砂岩、砂礫岩等)採用鋼粒鑽頭(單弧形水口,高140~170mm,上寬20mm,下寬1/5~1/4周長)鑽進,使用的鑽進技術參數為:壓力4000~8000 N(硬岩取上限,軟岩取下限),轉速150r/min,泵量35~45L/min,投砂量0.5~1.5kg/回次(易斜地層嚴格控制投砂,取下限)。
鋼粒鑽進在馬坑礦區鑽探中應用,經常因判斷失誤、工藝操作、水量控制、投砂量把握等不當導致孔內事故,造成工作量報廢、鑽孔重打。根據實踐經驗,鋼粒鑽進應注意以下幾個問題:
1)應摸清規律,總結經驗,保證鑽進操作規程及方法相對統一。相同地層投砂量的相對一致,可保持孔壁規整,有利提高鑽孔質量,避免孔內事故。
2)在合金鑽進換鋼粒鑽進或下套管後換徑用鋼粒鑽進時應著重預防夾鑽事故。一般採用少砂量、小水量:砂量0.5~1kg,水量12~18L/min;鑽壓3000~4000N,轉速80~120 r/min。換徑一般採用舊鑽頭,鑽進孔段超過鑽具長度方可採用正常的規程。換徑操作時應根據孔內地層條件增加鑽具穩定性,以防止孔斜。
3)鋼粒鑽進中應時刻注意保持孔內干凈。一般鑽具都帶取粉管,每回次采心後應進行大泵量沖孔,將孔內殘留的岩粉和鋼粒粉沖到取粉管內提離孔內,以保持孔內清潔。
4)上班前、提鑽後,都應認真對機場或孔內的鑽頭、鑽桿、鑽具、鋼粒質量及磨損情況進行全面了解,發現未達規范要求的應及時更換。
5)保持較好的鑽進參數,提高鑽效,減少孔內事故。地層軟硬不均時,鑽進參數應採用低鑽壓、慢轉速、少水量,避免順層跑而造成孔斜。
C. 工程鑽探安全操作規程
第一條安裝、拆卸和搬遷鑽機必須遵守下列規定1.安裝、拆卸鑽塔前,應對鑽塔構件、工具、繩索和起落架等進行嚴格檢查。2.安、拆鑽塔工作應在機長的指揮下進行;安裝人員必須戴安全帽。在塔上工作時必須要穿平底的橡膠鞋;必要的工具、螺栓要放在工具袋內;不得在安、拆鑽塔的同時在塔下進行工作。3.豎立鑽架時,應先將鑽架頂部架起一定高度;架頂要栓好安全綳繩,兩腿底端暫時固定,另一腿(四角架則是兩腿)底部綁上鋼絲繩或粗麻繩,由專人統一指揮,用絞車或人力均勻牽引。工作人員必須離開鑽架起落范圍,並要有專人掌握綳繩,隨時注意觀察綳繩松緊程度和鑽架起落過程中的動向。4.拆卸各種機器時,禁止用大錘猛力敲打或盲目亂拆。由機器上拆下的小零件、儀表、等,應專人妥善保存。氣孔、油眼必須堵嚴。各連接螺栓、螺帽、軸座、銷子等,卸除後仍應裝回原處。5.嚴禁拋擲、滾放器材、工具。6.用汽車搬運機械時,要放穩綁牢。由有經驗的人指揮,並應互相配合好。人工裝卸時,應有足夠強度的跳板;用吊車或葫蘆起吊時,鋼絲繩、繩卡、掛鉤及吊架腿應牢固。多人抬動設備時,應有專人指揮,相互配合。鑽機整體遷移時,應在平坦短距離地面上進行,應採取防傾斜措施;禁止在高壓電線下和坡度超過15°坡上或凹凸不平和松軟地面整體遷移鑽機。7.在地形平緩、鑽孔相互間距離較近、又具有牽引設備時,可採用整體遷移和半整體遷移的方法搬運設備。遷移前要詳細了解通過地段的地面及空中狀況,遷移過程中要有專人指揮。在有高壓電網的地區不得在高壓線下作整體遷移。第二條升降鑽具應遵守下列規定1.升降鑽具前應做好以下工作a.准確丈量機上余尺;松開卡盤或打開倒桿器。b.認真檢查升降機的制動裝置、離合裝置、提引器、游動滑車和擰卸工具等是否安全、好用。天車要定期加油和檢查。c.檢查繩卡及鋼絲繩的磨損情況,鋼絲繩固定連接繩卡,應不少於3個,繩卡距繩頭,應大於鋼絲繩直徑的6倍;鋼絲繩,應定期檢查,變形、磨損、斷絲鋼絲繩應及時報廢更換,不得繼續使用;提引器處於孔口時,升降機捲筒鋼絲繩圈數不少於3圈。2.升降鑽具過程中必須遵守以下規定a.操作升降機人員應與孔口和塔上(或操作扶擺管)人員緊密配合,互相關照,並按他們發出的信號進行操作。b.操作升降機要穩,不得猛剎猛放。同時要防止提引器、游動滑車等碰撞台板(或鑽桿靠架)。升降過程中不得用手扶摸鋼絲繩。c.孔口操作人員必須站立在鑽具起落范圍以外。摘掛提引器時要注意防止回繩碰打。抽、插墊叉要防止砸手。d.跑鑽時嚴禁搶插墊叉。e.提鑽後應立即蓋好孔口蓋。粗徑鑽具處於懸吊狀態時,不許探視管內岩心。f.打開立軸箱後須蓋上橫軸箱齒輪防護罩。3.使用提引器必須遵守以下規定a.擰鑽桿立根前,要放鬆鋼絲繩。提引器沿鑽桿上行通過接箍部位時應減速。b.向外拖放粗徑鑽具時,要把鎖銷上好,同時斜口朝上(普通提引器是缺口朝下)。c.摘掛提引器時,不得用手扶提引器底部。第三條鑽進應遵守下列規定1.開孔鑽進前,應對設備、安全防護措施、設施進行檢查驗收。2.機械轉動時,禁止進行機器部件的擦洗、拆卸和維修;禁止跨越傳動皮帶、轉動部位或從其上方傳遞物件;禁止戴手套掛皮帶或打蠟;禁止用鐵器撥、卸、掛傳動中皮帶。3.鑽進時,禁止手扶持高壓膠管或水龍頭。修配高壓膠管或水龍頭應停機。4.調整回轉器、轉盤時應停機檢查,並將變速手把放在空檔位置。5.擴孔、掃脫落岩心、掃孔或遇溶洞、鬆散復雜地層鑽進時,應由機班長或熟練技工操作。第四條孔內事故處理應遵守下列規定1.孔內事故處理前,應全面檢查鑽塔(鑽架)構件、天車、游動滑車、鋼絲繩、繩卡、提引器、吊鉤、地腳螺絲等。2.處理孔內事故時,應有機班長或熟練技工操作升降機,並設專人指揮;除直接操作人員外,其它人員應撤離危險區。3.禁止同時使用升降機、千斤頂或吊錘起拔孔內事故鑽具。4.禁止超負荷強行起拔孔內事故鑽具。5.打吊錘時,吊錘下部鑽桿處應安裝沖擊把手或其它限位裝置;禁止手扶、握鑽桿或打箍;人力拉繩打吊錘時,應統一指揮。6.使用千斤頂回桿時,禁止使用升降機提吊被頂起的事故鑽具。7.人工反鑽具,搬桿回轉范圍內嚴禁站人;禁止使用鏈鉗、管鉗工具反事故鑽具。8.反轉鑽機反鑽具,應採用低速慢轉。9.使用鋼絲繩反管鑽具,連接物件應牢固可靠。第五條使用金剛石鑽進時應遵守下列規定1.鑽頭與擴孔器及卡簧之間要合理配合。擴孔器外徑應比鑽頭外徑大0.3~0.5毫米,岩層堅硬時應採用下限數值。卡簧的自由內徑應比鑽頭內徑小0.3~0.4毫米。2.新鑽頭到達孔底後,必須進行「初磨」,即輕壓(為正常鑽壓的1/3左右)、慢轉(100轉/分左右)鑽進10分鍾左右,然後再採用正常參數繼續鑽進。新鑽頭鑽進的第一個回次進尺不宜過長,應及時提鑽檢查鑽頭的磨耗情況。3.減壓鑽進倒桿時,必須先用升降機將孔內鑽具拉緊(不得提離孔底),倒桿後用油缸減壓並在小於正常鑽壓的情況下平穩開車。4.掌握「五不掃」,即不用金剛石鑽頭掃孔、掃殘留岩心、掃脫落岩心、掃掉塊和掃探頭石。5.掌握「三必提」,即遇下鑽受阻輕轉無效、岩心堵塞、鑽速驟降時必須提鑽。6.鑽頭出現以下情況時,不得再下入孔內:a.孕鑲鑽頭內外徑尺寸較標准尺寸磨耗0.4毫米以上的;b.表鑲鑽頭出刃尺寸超過金剛石顆粒直徑1/3的;c.表鑲鑽頭有少數金剛石脫落、擠裂或剪碎的;e.孕鑲鑽頭出現石墨化現象的;f.鑽頭出現明顯偏磨的;g.鑽頭水口和水槽小於標准尺寸的;h.胎體有明顯裂紋、掉塊、溝槽或嚴重被沖蝕的;i.鑽頭體變形,絲扣損壞的。7.避免鑽頭非正常損壞的措施a.孔底應保持清潔,當發現有硬質合金、胎塊、金剛石、金屬塊、脫落岩心及孔壁掉塊時應採用沖、撈、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除。b.不準在同一鑽孔中交替採用金剛石鑽進和鋼粒鑽進的方法。c.鑽具通過換徑、探頭石、孔壁掉塊等部位以及在斜孔和干孔中下鑽時,必須放慢下降速度。d.換徑後應用錐形鑽頭修整換徑台階。e.地層由硬變軟時應減壓並控制鑽進速度。f.鑽進過程中應有專人,定時觀察沖洗液消耗情況。第六條使用硬質合金鑽進時應遵守下列規定1.相鄰回次的硬質合金鑽頭內外徑不得相差過大。2.鑽頭下入鑽孔後,應慢速、輕壓掃孔到底,再逐漸加足所需壓力。鑽進硬岩層時嚴禁在壓力不足的情況下單純加快轉速。3.合理掌握回次提鑽長度。要根據鑽頭的磨損情況,改進下一個回次的鑽進技術參數。4.孔內殘留岩心在0.5米以上或有脫落岩心時,必須用舊鑽頭處理,不得下入新鑽頭。5.下鑽中途遇阻,不得猛墩,可用鉗子扭動鑽桿或開車試掃。針狀硬質合金鑽頭下鑽遇阻,經採取上述措施無效時,要換普通鑽頭處理。6.擰卸鑽頭時,嚴防鉗牙咬傷硬質合金、合金胎塊或夾扁鑽頭。嚴禁用大錘敲擊鑽頭。7.鑽進中要保持壓力均勻,不得無故提動鑽具或變更鑽進參數。倒桿後開車時,應降低孔底壓力。發現孔內有異狀,如糊鑽、憋水或岩心堵塞時,經處理無效,應立即提鑽。8.取心時要選擇合適的或卡簧。投入卡粒後應沖孔一段時間,待卡粒到達鑽頭部位後再開車,采心時,不要頻繁提動鑽具。9.孔底有硬質合金碎片時,必須設法撈凈或磨滅。10.使用肋骨鑽頭或刮刀鑽頭鑽進時,應及時劃眼。
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D. 鑽井安全小常識
1.做為鑽井隊安全員,需要學習那方面的安全知識
安全員崗位職責 一、在項目經理領導下,全面負責監督實施施工組織設計中的安全措施、並負責向作業班組進行安全技術交底。
二、檢查施工現場安全防護、地下管道、腳手架安全、機械設施、電氣線路、倉儲防水等是否符合安全規定和標准。如發現施工現場有不安全隱患,應及時提出改進措施,督促實施並對改進後的設施進行檢查驗收。
對不改進的,提出處置意見報項目負責人處理。 三、正確填報施工現場安全措施檢查情況的安全生產報告,定期提出安全生產的情況分析報告的意見。
四、處理一般性的安全事故。 五、按照規定進行工傷事故的登記,統計和分析工作。
六、同各施工班組及個人簽訂安全紀律協議書。 七、隨時對施工現場進行安全監督、檢查、指導,並做好安全檢查記錄。
對不符合安全規范施工的班組及個人進行安全教育、處罰,並及時責令整改。 八、在安全檢查工作中不深入、不細致及存在問題不提出意見又不向上級匯報,所造成的責任事故,應承擔全部責任及後果。
2.鑽井知識啊
海洋鑽井平台(drilling platform)是主要用於鑽探井的海上結構物。
平台上裝鑽井、動力、通訊、導航等設備,以及安全救生和人員生活設施,是海上油氣勘探開發不可缺少的手段。主要分為移動式平台和固定式平台兩大類。
其中按結構又可分為: (1)移動式平台: 坐底式平台、自升式平台、鑽井船、半潛式平台、張力腿式平台、牽索塔式平台 (2)固定式平台:導管架式平台、混凝土重力式平台、深水順應塔式平台固定式鑽井平台大都建在淺水中,它是藉助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置,平台上面鋪設甲板用於放置鑽井設備。支撐固定平台的樁腿是直接打入海底的,所以,鑽井平台的穩定性好,但因平台不能移動,故鑽井的成本較高。
為解決平台的移動性和深海鑽井問題,又出現了多種移動式鑽井平台,主要包括:坐底式鑽井平台、自升式鑽井平台、鑽井浮船和半潛式鑽井平台。
3.鑽進時安全注意事項有哪些呢
鑽進作業是鑽井生產的重要環節,油氣井的完成主要是 通過鑽進實現的,鑽進速度和質量與司鑽的素質和操作水平 有密切的關系。
在鑽進過程中,往往會遇到復雜的井下情況,稍有不慎都可能導致井下事故,造成巨大損失,進而威 脅到地面人員安全。所以要求司鑽嚴格按照鑽進參數進行作 業,操作剎把要精力集中,送鑽要均勻,要隨時注意指重表和泵壓表的變化,及時准確地判斷井下情況,嚴防溜鑽和頓 鑽事故的發生。
鑽進與起下鑽的明顯不同是:鑽進過程中泥漿泵工作,泥漿在管路中循環,泥漿壓力一般在15兆帕-20兆帕之間。因而在開泵前要檢查高壓管匯附近安全閥泄流管方向及傳動部分附近是否有人或放置其他障礙物,在人員離開或障礙物清除之後,方可開泵。
[事故案例) 某鑽井隊因泥漿泵出口受堵,造成泵壓升高,安全銷被剪斷,泄壓管線開裂,泄壓管線轉動,打在修理另一台泵的副司鑽頭部,經搶救無效死亡。 在正常檢修及保養設備時,必須切斷動力,非檢修人員不得擅自扳動手柄,以免發生誤操作造成人身事故和機械事故。
泥漿罐上須鋪設網狀鋼板以防滑,四周以及走道必須安裝好防護欄桿。
4.鑽進時安全注意事項有哪些
鑽進作業是鑽井生產的重要環節,油氣井的完成主要是 通過鑽進實現的,鑽進速度和質量與司鑽的素質和操作水平 有密切的關系。
在鑽進過程中,往往會遇到復雜的井下情況,稍有不慎都可能導致井下事故,造成巨大損失,進而威 脅到地面人員安全。所以要求司鑽嚴格按照鑽進參數進行作 業,操作剎把要精力集中,送鑽要均勻,要隨時注意指重表和泵壓表的變化,及時准確地判斷井下情況,嚴防溜鑽和頓 鑽事故的發生。
鑽進與起下鑽的明顯不同是:鑽進過程中泥漿泵工作,泥漿在管路中循環,泥漿壓力一般在15兆帕-20兆帕之間。因而在開泵前要檢查高壓管匯附近安全閥泄流管方向及傳動部分附近是否有人或放置其他障礙物,在人員離開或障礙物清除之後,方可開泵。
[事故案例) 某鑽井隊因泥漿泵出口受堵,造成泵壓升高,安全銷被剪斷,泄壓管線開裂,泄壓管線轉動,打在修理另一台泵的副司鑽頭部,經搶救無效死亡。 在正常檢修及保養設備時,必須切斷動力,非檢修人員不得擅自扳動手柄,以免發生誤操作造成人身事故和機械事故。
5.石油鑽井常識
鑽頭主要分為:刮刀鑽頭;牙輪鑽頭;金剛石鑽頭;硬質合金鑽頭;特種鑽頭等。
衡量鑽頭的主要指標是:鑽頭進尺和機械鑽速。 鑽機八大件 鑽機八大件是指:井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。
鑽柱組成及其作用 鑽柱通常的組成部分有:鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是:(1)起下鑽頭;(2)施加鑽壓;(3)傳遞動力;(4)輸送鑽井液;(5)進行特殊作業:擠水泥、處理井下事故等。
鑽井液的性能及作用 鑽井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)靜切力;(5)失水量;(6)泥餅厚度;(7)含砂量;(8)酸鹼度;(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液,其主作用是:1)攜帶、懸浮岩屑;2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具;3)清洗、沖刷井底,利於鑽井;4)利用鑽井液液柱壓力,防止井噴;5)保護井壁,防止井壁垮塌;6)為井下動力鑽具傳遞動力。
常用的鑽井液凈化設備 常用的鑽井液凈化設備:(1)振動篩,作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒;(2)旋流分離器,作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒;(3)螺桿式離心分離機,作用是回收重晶石,分離粘土顆粒;(4)篩筒式離心分離機,作用是回收重晶石。 鑽井中鑽井液的循環程序 鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。
鑽開油氣層過程中,鑽井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害:(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道;(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙;(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道;(4)產生水鎖效應,增加油氣流動阻力。 預測和監測地層壓力的方法 (1)鑽井前,採用地震法;(2)鑽井中,採用機械鑽速法,d、dc指數法,頁岩密度法;(3)完井後,採用密度測井,聲波時差測井,試油測試等方法。
鑽井液靜液壓力和鑽井中變化 靜液壓力,是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化,岩屑的進入會增加液柱壓力,油、氣水侵會降低靜液壓力,井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。
防止鑽井液靜液壓力變化的方法有:有效地凈化鑽井液;起鑽及時灌滿鑽井液。 噴射鑽井 噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時,所產生的高速射流的水力作用,提高機械鑽速的一種鑽井方法。
影響機械鑽速的因素 (1)鑽壓、轉速和鑽井液排量;(2)鑽井液性質;(3)鑽頭水力功率的大小;(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。 鑽井取心工具組成 (1)取心鑽頭:用於鑽取岩心;(2)外岩心筒:承受鑽壓、傳遞扭矩;(3)內岩心筒:儲存、保護岩心;(4)岩心爪:割斷、承托、取出岩心;(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。
取岩心 取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來,這種成塊的岩石叫做岩心,通過它可以測定岩石的各種性質,直觀地研究地下構造和岩石沉積環境,了解其中的流體性質等。 平衡壓力鑽井 在鑽井過程中,始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。
井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有:(1)地層壓力掌握不準;(2)泥漿密度偏低;(3)井內泥漿液柱高度降低;(4)起鑽抽吸;(5)其他措施不當等。
軟關井 就是在發現溢流關井時,先打開節流閥,後關防噴器,再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值,保證井控安全,一旦井內壓力過大,可節流放噴。
鑽井過程中溢流顯示 (1)鑽井液儲存罐液面升高;(2)鑽井液出口流速加快;(3)鑽速加快或放空;(4)鑽井液循環壓力下降;(5)井下油、氣、水顯示;(6)鑽井液在出口性能發生變化。 溢流關井程序 (1)停泵;(2)上提方鑽桿;(3)適當打開節流閥;(4)關防噴器;(5)試關緊節流閥;(6)發出信號,迅速報告隊長、技術員;(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。
鑽井中井下復雜情況 鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等,不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。 鑽井事故 是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意,而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。
井漏 井漏主要由下列現象發現,(1)泵入井內鑽井液量>返出量,嚴重時有進無出;(2)鑽井液罐液面下降,鑽井液量減少;(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重,泵壓下降越明顯。
卡鑽及造成原因 卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因,使鑽具在井內長時間不能自由活動,這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。
處理卡鑽事故的方法 (1)泡油解卡;(2)使用震擊器震擊解卡;(3)倒扣套銑;(4)爆炸松扣;(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。 固井 固井就是向井內下。
6.石油鑽井常識
在實踐鑽井過程中,鑽井工作者需要根據地質條件及地層特點,確定沖洗液的類型和性能要求,即選擇合適的鑽井液,這是成功完成一個鑽進項目的關鍵因素。
經過多年的科研開發和生產實踐,鑽井液已從僅滿足鑽頭鑽進發展到適應各方面需求的鑽井液體系。例如為快速鑽井服務的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物鑽井液,防卡鑽井液,針對岩石特點的防塌鑽井液,鑽鹽岩層的飽和鹽水鑽井液,保護油氣層的低密度水包油鑽井液,防堵塞油氣通道的油基鑽井液和開發低壓油氣田的泡沫鑽井液等。
形成了較為完整的鑽井液體系。
7.鑽井工安全操作規程
1、冬季施工應嚴格執行冬季操作規程,杜絕違章指揮、違章操作、違章施工的現象。
2、必須按規定時間對鑽具和配合接頭進行探傷,對鑽具本體及絲扣進行嚴格的檢查,不合格的絕對不允許下井。
3、所有鑽具必須上支架,接單根和下鑽時提前預熱鑽具螺紋,確保鑽具水眼暢通,螺紋清潔,螺紋脂符合要求、塗抹均勻,緊扣扭矩達到標准。下鑽時禁止用火燒專用管材螺紋部位。
4、手工具等小件物體嚴禁放在轉盤上,在井口使用手工具時必須繫上安全繩,以防失手掉入井內。起下鑽時圍井口,嚴防鉗銷、鉗牙等工具、配件落入孔內。
5、要堅持起下鑽遇卡、遇阻不能硬提硬放,防止擼死,避免發生卡鑽事故。
6、防凍保溫設施必須齊全、好用。
7、下完鑽前開泵時必須先試開泵,防止出現蹩泵和工程事故,造成嚴重後果。
8、確保各類計量器具、儀表靈活好用。
9、冬季施工要求剎把不離人,鑽台、泵房、機房不離人,值班人員不離現場。
10、鑽井液循環儲備系統、配漿系統、固控設備的安裝要符合要求,能滿足不同施工階段的需要,各罐攪拌器、蝶閥要靈活好用。
11、按規定挖好排污坑,排污坑尺寸不得小於設計要求。
12、加強冬季設備的日常維修保養工作,明確責任,確保設備正常使用。
13、作好鑽井液循環、儲備和配漿系統的保溫工作。
14、嚴格執行鑽井液設計方案,加強鑽井液的日常管理工作,做到勤測量、勤維護、勤處理,保證鑽井液性能穩定。
15、鑽井液地面循環量比夏季施工時要多20至30方,各鑽井隊要使用好刮泥器,確保鑽井液及時回收,減少浪費。 16、加強鑽井液材料的儲備和管理工作。 17、配齊各種鑽井液測試儀器,確保好用。
18、下套管過程中必須認真進行二次通徑,套管螺紋必須用試扣規試扣檢查,螺紋清潔、無傷痕、無變形,密封脂塗抹均勻,余扣不超過1扣,嚴禁場地接雙根,嚴禁將棉紗手套等物品放在套管內。 19、冬季固井施工應在白天進行,確保施工安全。
20、孔口工作面應保持干凈清潔,當出現灑落的循環液應及時清理以防上凍,並鋪上鋸末防滑。
來源於問問我
8.鑽井技術有什麼小知識
回轉式鑽機最早出現在瑞士,那還是19世紀後期,到現在高速金剛石鑽機和深孔鑽探機的出現,為鑽井的科學提供了條件。
下面武漢鑽井公司清源泉岩土工程有限公司跟大家說說鑽井機的控制系統有哪些標准。首先,鑽井機的控制系統控制多個設備,包括絞車運轉設備和絞車運轉系統,還有小型鑽井機轉盤。
轉盤旋轉是通過轉盤拖動還有控制系統實現,通過對電動機的調速,然後經過鑽桿和主動鑽桿,來驅動鑽頭旋轉,從而打破岩層鑽井。其次,在鑽井機鑽進的時候還需要對轉盤轉速進行改變,改變的依據就是在鑽井時泥漿沖洗效果怎樣和泥漿護壁以及井的直徑大小等等。
如果鑽井出現卡鑽的情況,控制系統就會為了保護鑽井機降低轉速,這樣機械就不容易損壞。最後,絞車拖動鑽井鑽具提升或者下降是通過控制系統對電動機調速,然後驅動懸吊系統實現的,如果絞車速度超過正常值,控制系統為了鑽井機的安全停車。