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本站公告: 昆明财利植物胶厂,生产钻探专用植物胶,兼代理钻井专用膨润土。http://www.clzwj.com
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信息内容
CL植物胶在采空区砂卵砾石钻探工程中的应用
发布者:昆明财利植物胶厂 发布时间:2013-03-09 15:06:26 阅读:6253

摘要:根据工程概况,介绍了CL植物胶配制成的低固相浆液和金刚石单管跟管钻进的施工方法,阐述了泥浆的配制方法和管理要求,提出了钻机施工操作要点,总结了使用CL植物胶的体会。

关键词CL植物胶,泥浆配制,钻进参数,钻机施工

1、工程概述

采空区位于离石市。我们所钻进的ER11ER12两钻孔位置处在河漫滩上,属于季节河流,河床上分布有冲击松散漂卵石、砂砾石为主,粗砂充填透水性强,水位1米。漂石、卵石成分以花岗岩、片麻岩、石英砂岩为主,磨圆度高,研磨性强,易塌孔,覆盖层厚度80m~160m之间。200310月施工时用膨润土泥浆跟管钻进,施工中极易掉块,塌孔,致使无法跟管,钻探效率低,材料消耗较大,至年底两孔进尺分别在40m70m左右,且岩芯采取率低,后因天气寒冷停工。20043月恢复施工,采用了CL植物胶配制成的低固相的浆液和金刚石单管跟管钻进施工方法,经过近一个月时间的应用,分别顺利通过了ER11ER12两孔覆盖的89m165m卵石层,最终完成了钻孔任务。

2、钻进施工方法

1、根据井内情况,重新开孔确定不同钻孔结构用Ф130mm金刚石单管钻具钻到30m处下入Ф127mm套管,将上部松散层护壁。

2、用Ф110mm金刚石单管钻具,钻进到56m处,下入Ф108mm套管26m

3、然后用Ф94mm金刚石钻进,在钻进过成中,一直未发生掉块、塌孔现象,顺利通过了上部覆盖层。

4、在跟管时如遇漂石,孤石,套管下不去时,不能强行下管,而应提出大管,进行扫孔,重新下管,如强行下管将导致套管帽损坏,将影响下一级配钻具的通过。

5、在使用CL植物胶后,如遇较大的裂隙,不能用水泥堵漏,而用投入粘土球加压用浓浆扫孔方法堵漏。因水泥与植物胶起化学反应,致水泥不凝固。

3、泥浆配制

根据地层情况,选用CL型植物胶,作为低固相泥浆处理剂,是因为CL型植物胶具弹粘性、粘度高,失水量小,有良好的护壁作用,护壁抗岩粉效果好,且能保持孔内清洁,对水敏地层起保护作用,减少卡钻、埋钻事故,在松散破碎地层无需反复捞取沉淀岩粉及砂,减少了辅助时间,提高了钻进效率。

3.1、配方

CL胶的浓度一般为0.3%~0.8%,膨润土的浓度为3%~5%,火碱浓度为土粉和CL胶总量的4%~6%,如遇特殊情况可增加CL胶的含量,另可增加0.2%的羧甲基纤维素,可进一步降低浆液的失水量,提高防塌效果。

3.2、配制方法

在搅拌机中加入定量的清水后,将溶解的火碱溶液倒入搅均,同时开动搅拌机,均匀的将CL胶粉及膨润土倒入搅拌,不可快速倒入,防止结团,致使搅拌不均匀(搅拌约20min),搅拌同时注意观察,待胶粉完全搅拌均匀,充分溶解后无结块,方可将浆液放入泥浆池。现场应尽量让回浆沟长些,沉淀池大一点,以便井内排出的砂及岩粉有沉淀的时间。

3.3、泥浆的管理

1)应有专人管理,随时清理回浆沟及沉淀池内的砂、岩粉,保证泥浆的指标,密度在1.0 g/cm3~1.20 g/cm3之间,粘度60s以上。

2)注意观察泥浆质量,如不符合要求时,及时配制新的浆液补充,如发现变质,及时更换。

3)一般不准许在泥浆坑内直接加入CL粉及膨润土,直接加入时可造成搅拌不均匀,结块、堵住吸水笼头,造成井内事故。

4)按时检查含砂量,如含砂高,应更换浆液。

4、钻机施工中的钻进参数及操作要领

4.1、钻进参数(见表1)

1 钻进参数

 

钻压(KN

转速(r/min

泵量(L/min

泵压(MPa

Ф130

7~9

200~400

40~60

0.5

Ф108

6~8

500~600

30~40

0.5

Ф94

5~7

600~800

20~40

0.5

4.2、操作要领

1)钻进参数的选择,应符合金刚石钻进“低压力、高转速、小泵量”的原则来确定。

2)控制合理的上下钻速度,升降平稳,防止抽汲现象,保障孔壁完整。

3)钻进时随时调查泥浆指标,保持孔内清洁才能提高取芯质量,增加回次进尺,提高钻头寿命,避免提钻前长时间冲孔,防止孔壁扩大。

4)当由于岩芯堵塞而无法进尺时,应及时提钻处理,不可长时间往复提动、扫孔。

5)不可使用弯曲钻杆、钻具,以避免钻具回转时对孔壁的碰撞敲打。

6)回次进尺后要检查钻具的完好性,避免因钻具磨损,造成井内事故。

7)如遇砂卵石粒径较小时,地层结构松散,取芯困难时,要做到以下两点:a、要尽量降低泵量,最小可降到20L/min以下。只要不断浆,则不会烧钻;b、在提钻前,应停泵,采用烧钻法钻进10cm,让其自然堵塞再提钻。

8)搅拌CL胶时,搅拌均匀后,最好浸泡12h,待粘度提高后才能使用,否则达不到预期效果。

5、达到目的

5.1、短时间顺利通过卵砾石层,为全孔的完成取得时间。

5.2CL胶与低固相泥浆施工对比表(见表2

2  CL胶与低固相泥浆施工对比表

 

 

砾石层厚度(m)

施工进度(m)

完成的天数(d

2003

ER11

89

40

63

2004

ER11(CL)

89

49

12

2003

ER12

165

70

70

2004

ER12(CL)

165

95

23

5.320046月,在鄂尔多斯、塔然高勒矿区,施工3个钻孔,均采用了CL胶低固相泥浆,极少发生掉块、坍塌孔事故。

6、施工中使用CL植物胶后的体会

1CL胶植物胶具有弹粘性,粘度高,失水量小,具良好的护壁、排粉效果,孔内清洁,对水敏地层有明显的保护作用,减少了卡钻,缩径造成的井内事故,在松散卵砾石层中,减少了反复捞取沉淀物,减少了辅助时间,提高了钻进效率,一般可提高30%~50%

2CL胶润滑性能好,孔内阻力小,功率消耗降低,减轻机械钻具磨损,拆钻杆、钻具省力,降低了劳动强度。

3)在松散层不需全孔跟管钻进,只需将上部跟管下部裸孔钻进,节省材料,降低成本。

4)取芯效果明显,因CL胶有明显的护壁作用,使用金刚石钻头后,其单动性好,同心度高,稳定性强,使岩性保持原状结构,提高采取率到80%~95%

5)由于对CL植物胶使用的时间短,CL胶的某些特点还未完全掌握,还需我们进一步的积累经验,加以总结。

7、结语

1)植物胶有良好的护壁、润滑性,对覆盖层及水敏地层有良好护壁作用,提高效率40%,采取率高达90%以上。

2)植物胶的配制,在施工现场配制,并在钻进中不断的改进和总结。

3CL植物胶使用中如遇较大的裂隙,如需用水泥,必须用清水将所需封堵处,植物胶冲洗净,以免造成水泥的不凝,造成封堵失败。

4)植物胶的配制搅拌必须均匀,全部溶解,方能达到效果,浆液配方不合理时,及时调整。

5)失败原因:施工前准备不足,搅拌不均匀,配方不合理,与水泥同时使用,未能达到合理的泥浆性能指标。

 
 

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