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地熱鉆井操作規(guī)程

更新時間:2024-05-12 查看人數(shù):45

地熱鉆井操作規(guī)程

有哪些

地熱鉆井操作規(guī)程

地熱鉆井是一項技術性強、風險高的工程活動,涉及多個步驟和環(huán)節(jié)。主要包括以下內(nèi)容:

1. 地質(zhì)勘查與選址:在開始鉆井前,需要進行地質(zhì)調(diào)查,確定地熱資源的分布和地質(zhì)構造,選定合適的鉆井位置。

2. 設計鉆井方案:根據(jù)地質(zhì)資料,制定鉆井深度、井徑、鉆井液類型等參數(shù),設計鉆井工藝流程。

3. 鉆井設備準備:選擇合適的鉆機、鉆具、泥漿泵等設備,并進行檢查和調(diào)試。

4. 開始鉆進:安裝鉆井平臺,啟動鉆機,開始鉆孔作業(yè),同時監(jiān)控鉆井過程中的各項參數(shù)。

5. 泥漿循環(huán)與維護:保持鉆井液的性能穩(wěn)定,防止井壁坍塌,清除鉆屑。

6. 安裝井下工具:如遇特殊情況,可能需要安裝井下套管、封隔器等設備。

7. 完井測試:鉆井完成后,進行壓力測試和產(chǎn)能測試,確保井的安全性和經(jīng)濟性。

8. 井筒完井:根據(jù)測試結果,進行固井、射孔等操作,使井筒具備開采條件。

9. 運營與維護:鉆井完成后,進入地熱能的開發(fā)利用階段,定期對井進行維護和檢查。

目的和意義

地熱鉆井的主要目的是挖掘地球內(nèi)部的熱能,為電力生產(chǎn)、供暖、農(nóng)業(yè)溫室等提供清潔能源。這一過程不僅有助于減少對化石燃料的依賴,降低溫室氣體排放,而且可以提高能源供應的穩(wěn)定性,促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。地熱鉆井對于地質(zhì)科學研究也有重要意義,它能揭示地下結構,為地質(zhì)災害預警和資源勘探提供數(shù)據(jù)支持。

注意事項

1. 安全第一:嚴格遵守操作規(guī)程,確保人員安全,防止設備損壞和環(huán)境污染。

2. 實時監(jiān)測:密切關注鉆井過程中的各項參數(shù),如鉆壓、轉速、泥漿性能等,及時調(diào)整作業(yè)策略。

3. 井控管理:防止井噴、井漏等事故,確保井筒穩(wěn)定。

4. 質(zhì)量控制:確保鉆井質(zhì)量,如井眼直徑、垂直度等,以滿足后續(xù)完井和生產(chǎn)需求。

5. 環(huán)保意識:合理處理鉆井廢棄物,遵守環(huán)保法規(guī),減少對環(huán)境的影響。

6. 應急預案:建立健全應急預案,應對可能出現(xiàn)的技術和設備故障。

7. 專業(yè)培訓:鉆井團隊需接受專業(yè)訓練,熟悉設備操作和應急處理程序。

8. 維護保養(yǎng):定期對設備進行保養(yǎng)和檢查,保證其良好運行狀態(tài)。

9. 協(xié)調(diào)配合:各環(huán)節(jié)工作需緊密配合,確保鉆井作業(yè)順利進行。

通過以上規(guī)程,我們旨在確保地熱鉆井的安全、高效和可持續(xù)發(fā)展,為社會帶來更多的綠色能源。在實際操作中,應根據(jù)具體情況進行靈活調(diào)整,遵循科學、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,實現(xiàn)地熱資源的最大化利用。

地熱鉆井操作規(guī)程范文

地熱鉆井綜合了石油鉆井技術和水文鉆井技術,有與前兩者的共性,又有其特殊性,如對泥漿的抗高溫性能和鉆具的抗腐蝕性都有一定的要求,所以地熱鉆井應有專門的工藝規(guī)程,以很好高效的指導現(xiàn)場作業(yè)。

一、鉆探機場的修建及設備的安裝

1、鉆探機場的修建

a、鉆探機場的是鉆機施工活動的場所,主要用于安裝鉆塔、鉆探設備,設置沖洗液循環(huán)系統(tǒng),以及放置管材物資等。場地的選擇應根據(jù)地質(zhì)設計的要求(孔位、孔深、方位及傾角)和施工安全、方便、節(jié)約的原則進行選擇。

b、鉆探機場的修建必須平坦、堅實、穩(wěn)固、實用,保證在其上布置的基臺和安裝的鉆塔及機械設備不會發(fā)生塌陷、溜方歪斜,在整個鉆井施工中能安全順利進行。地盤若為松土層,必要時通過打樁加混凝土底板來提高抗壓能力。

c、基臺木是根據(jù)所用鉆探設備的類型,按一定的規(guī)格和形式排列,分上下兩層交錯并用螺絲連接而成。橫順枕的主要交錯處一定要構成直角,并用螺栓連接固定。鉆塔、鉆機的地腳螺栓也應連接在橫順枕的相交點上。

d、機場周圍應開挖排水溝,將雨水及時導向它處,若在地勢低洼帶或雨季施工時,還得修建防洪措施。地下電纜埋設應距地基鉆孔5m以上,并合理的避開公用通訊電纜、煤氣管道、水管道、等重要建筑物。

e、根據(jù)鉆孔結構、地層情況、場地條件,制定適合鉆井的泥漿循環(huán)系統(tǒng),循環(huán)系統(tǒng)一般包括一大一小水源池,兩個沉淀池,大池標準宜為6×6×2m3 ,小池宜為2×2×1.5 m3,沉淀池體積在0.3~0.5 m3,循環(huán)槽斷面為0.4×0.4㎡,長度不宜小于15m,坡度為1/100~1/80,槽邊緣高于地面100㎜,以防雨水侵入,影響泥漿性能,地熱井超過1000m時,宜安裝震動篩和旋流除砂器。

2、鉆探設備的安裝

a、鉆塔的安裝:安裝前必須對所有構件進行檢查,符合要求方可使用;安裝時應在機長的統(tǒng)一指揮下,嚴格按照安全操作規(guī)程,塔上塔下不得同時作業(yè);安裝人員必須穿戴防護服具;夜間及惡虐天氣下禁止安裝。

b、設備的安裝:必須達到周正水平,穩(wěn)固的要求;鉆機立軸中心與天車中心(前輪緣)、孔口中心線在一條直線上;轉動部件應設置防護罩或欄桿;固定設備的螺桿必須符合規(guī)格,并應帶墊片和防松動螺帽擰緊;鉆探設備的安裝應易于操作和確保工作安全。

3、附屬設備的安裝

a、機場應有足夠的防火設備,專人看管,冬季施工時,火爐的煙囪通向廠房外,煙囪與廠房壁接觸應有絕熱層保護,火爐與地板、塔布應保持安全距離。

b、繃繩為保護鉆塔平穩(wěn)和抵御大風鉆塔的侵襲而傾倒,對17m以下鉆塔的每根塔腿各設一根繃繩,系于塔高3/4處,17米以上每根塔腿兩根繃繩,設于天梁處和塔腰處,并加上拉緊器,必須對稱,與水平面夾角宜為30°~45°。

c、避雷針安裝高度必須高出塔頂1.5m以上,引下線宜用單芯銅制電纜線,與繃繩間距大于1m,與電機、孔口管、繃繩、地錨、人行道間距大于3m,接地電阻小于15ω。

二、鉆進方法

1、鉆具

a、地熱鉆探常用的鉆頭有刮刀鉆頭、牙輪鉆頭、金剛石材料鉆頭三大類,根據(jù)地層因素,合理的選擇鉆頭。應考慮的因素有:地層的軟硬程度和研磨性、鉆進井段的深淺、易斜地層、軟硬交錯的地層。

b、一般在鉆進第四系及較軟地層時,使用刮刀鉆頭;鉆進較硬地層時使用鑲齒牙輪鉆頭;鉆進極硬地層時,使用金剛石復合片鉆頭(pdc)。

c、開孔或孔深比較淺時應采用扶正器扶正,深孔時若發(fā)生孔斜時采用鐘擺鉆具修正。

d、鉆鋌的重量是根據(jù)設計鉆壓來定的,一般使用鉆壓為鉆鋌總重量的2/3,盡量采用粗鉆鋌,防止中和點偏高,盡量使鉆鋌總長度小,鉆鋌長度的確定應通過公式來計算。

2、鉆進規(guī)程

a、鉆井規(guī)程包括鉆壓、轉速、泵量,鉆進時應根據(jù)巖石性質(zhì)、鉆頭結構、設備條件及鉆孔質(zhì)量要求合理配合規(guī)程參數(shù)。

b、軟巖石研磨性小,易切入,應注意排粉、鉆頭壽命,故采取低鉆壓、高轉速、大泵量;研磨性較強的中硬及部分硬巖石,得采用大鉆壓、較低鉆速、中等泵量的參數(shù)配合;介于兩者之間則采用中間狀態(tài)。

c、為提高效率和鉆頭壽命,還得再操作上注意以下幾點:下鉆及開始鉆進時要輕、均勻加壓、正常情況下不要隨意竄動鉆具。

3、沖洗液

a、鉆進致密、穩(wěn)定地層,一般可選用無固相沖洗液。如水解聚丙烯酰胺無固相泥漿,無固相泡沫泥漿;鉆進松散、易坍塌、易遇水膨脹地層,可選用粘度較大、相對密度略高、失水量小的淡水泥漿或鈣處理泥漿,也可選用粘度較大的不分散低固相泥漿;鉆進裂隙、漏失地層,宜選用相對密度較低的沖洗液,如泡沫泥漿,無固相沖洗液,還可采用空氣作為沖洗介質(zhì)。

b、泥漿所用粘度一般為膨潤土,要求造漿率在10 m3以上,所用水一般要求硬度不超過15度,偏高的在配制好后用磷酸鈉處理,配制時粘土需要預水化24小時,泥漿需要專有設備凈化。

c、現(xiàn)場需要測試的沖洗液參數(shù)有:漏斗粘度、比重、溫度、含砂量、失水量,還有就是泥皮質(zhì)量,需定時測量,并對數(shù)據(jù)總結對比,然后根據(jù)地層適時調(diào)整泥漿性能。

d、現(xiàn)場必須具有的處理劑有:重晶石、水泥、naoh、naco3、cmc、聚丙烯酰胺(pam或php)、腐植酸鉀、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、kcl、磺化瀝青等,對于不同地層,配合使用。沖洗液使用對鉆探是至關重要的,對不穩(wěn)定地層或有漏失地層等復雜地層一定要預防為主,應急措施要適當有效。

三、成井

1、測井

a、鉆探是個系統(tǒng)工程,要有大局觀,平時鉆進時就要注意井斜的控制,井徑超縮,為測井及下管創(chuàng)造條件。測井前需把泥漿調(diào)整到適當?shù)男阅?,既要保證孔壁的穩(wěn)定,又要確保測井的順利進行。

b、測井前提鉆時要注意速度,以免產(chǎn)生抽吸作用,導致井壁垮塌,提鉆后,必須回灌泥漿。

2、下管與固井

a、表層管和技術管必須要考慮下部孔徑大小,下部的濾水管直徑必須按照業(yè)主要求安裝潛水泵直徑的大小來確定,一般直徑不小于108㎜。

b、地熱井管的安防位置,上部表管與技術管必須重疊不小于10 m,下部的濾水管的位置必須與熱儲層相一致;濾水管的長度必須依照儲層厚度來確定,安防位置偏差為±2.0 m。

c、為了不使淺層水滲入孔內(nèi)和固定井管位置,必須進行固井,固井所用水泥宜為普硅32.5水泥,若地層不穩(wěn)定,也可選用42.5水泥,表層管水灰比為1:2,技術管為1:1.5,攪拌好的水泥漿密度要達到1.80~1.90g/㎝3。固完井一般至少侯凝8小時,水泥漿開始凝結成水泥塊,抗壓強度可達到2.3mpa以上即可開始下一次鉆進。

d、常用的水泥添加劑有:加重劑(重晶石)、減輕劑(粘土粉)、緩凝劑(鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽)、促凝劑(氯化鈣)、減阻劑(鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽)、降失水(粘土粉)、防漏失劑(纖維材料)等。

3、洗井及抽水

a、洗井的目的在于徹底清除井內(nèi)巖屑和泥漿,破壞井壁泥皮,同時抽出含水層中的泥土和粉砂、細砂已經(jīng)滲入含水層中的泥漿,以消除泥漿的影響和疏通含水層。

b、洗井方法很多,要根據(jù)熱儲層的地層情況、完井泥漿、和孔底巖屑的多少來制定使用何種洗井方法,一般有以下洗井方法:活塞洗井、抽水洗井、抽筒洗井、空壓機震蕩洗井、液態(tài)二氧化碳洗井、焦磷酸鈉洗井、酸化洗井、聯(lián)合洗井,總之,根據(jù)實際情況靈活的綜合使用各種洗凈方法,以達到最佳的洗凈效果。

c、抽水試驗是為獲取水量、水位、水質(zhì)和水溫等資料,為評價地下含水層的水文地質(zhì)參數(shù)和合理開發(fā)地下水提供可靠的依據(jù)。

d、抽水一般使用的設備有:潛水泵、空壓機等,使用的儀器有:三角堰、耐溫水表、電位儀及溫度計,地熱井抽水試驗應按照《供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范》執(zhí)行。

四、井內(nèi)事故的處理

1、處理事故的基本要求

a、井內(nèi)事故堅持預防第一的原則,鉆井工程實施前(尤其是井深較大、地質(zhì)情況復雜的地熱井)應結合已有的地質(zhì)資料,進行詳細的鉆井設計,并制定詳實的各種事故的預防措施,如粘吸卡鉆事故、坍塌卡鉆事故、縮徑卡鉆事故、落物卡鉆事故、干鉆卡鉆事故、鉆具斷落事故等。

b、機場必須配備常用的公錐、母錐、導向器等打撈工具,同時應加強與石油鉆井公司,兄弟單位,同行高校等研究部門的聯(lián)系與溝通,從而增加事故處理的可利用資源。

c、事故發(fā)生后,必須將事故原因搞清,以做到事故處理時有的放矢;若發(fā)生鉆具斷落事故必須弄清并詳細記錄事故發(fā)生的井深、機上余尺、事故鉆具的位置、規(guī)格、類型、數(shù)量以及井內(nèi)情況等,可用示意圖標明事故鉆具的狀態(tài)。

d、事故發(fā)生后,要正確分析判斷,訂出出力方案,積極進行處理。交接班時,交班班長要將本班采用的工具、方法、步驟以及取得的效果等詳細向接班班長交代清楚。較復雜的事故,由機長主持處理。短時間不能排除的重大事故,應立即向技術部門上報,研究處理方案。

e、處理井內(nèi)事故時,各崗位人員明確分工、密切配合,嚴防“事故加事故”。

f、事故排除后,由機長召集全機人員認真分析事故的原因,及時總結,吸取教訓,擬定防范措施,避免類似事故再發(fā)生。

2、鉆具事故及處理

常見的鉆具事故有:鉆桿折斷、鉆鋌折斷,具體處理的方法有:

a、卡瓦打撈筒打撈;

b、公、母錐的打撈;

c、打撈矛打撈。

3、落物事故的處理

常見的落物事故有牙輪(包括牙輪、牙輪軸、斷巴掌、掉彈子)、墊叉、測斜儀、大錘、扳手、電纜等,處理方法如下:

a、井壁埋藏法,在井深較淺、地層較軟、落物較小時采用;

b、磁鐵打撈法,廣泛用于打撈牙輪、彈子、小工具;

c、反循環(huán)打撈籃打撈,用于打撈牙輪和小工具;

d、隨鉆打撈,用于打撈鉆頭脫齒、斷齒、彈子等粒狀物;

e、一把抓打撈,用于打撈鉆頭、牙輪之類的落物。

4、卡鉆事故的處理

鉆進過程中常見的卡鉆類型:壓差卡鉆、沉砂卡鉆、井塌卡鉆、砂橋卡鉆、落物卡鉆、縮徑卡鉆、鉆頭泥包卡鉆、鍵槽卡鉆等,處理方法如下:

a、上提、下放和轉動鉆頭解卡:如果是沉砂卡鉆或井塌卡鉆則不要上提鉆具,以免卡的更死,可用下放或旋轉鉆具,并想法憋開環(huán)空通道,使鉆井液上下循環(huán),用倒劃眼的方法慢慢上提解卡。

起鉆遇卡(鍵槽、縮徑或泥包卡鉆)時,可提到原鉆具重量后猛松手把下放鉆具,切不可猛力上提,以免將鉆卡的更死。

下鉆遇阻、壓力過大而卡鉆,則應用較大的力量上提解卡;對于壓差卡鉆,可以采取猛提猛放旋轉鉆具的方法使較輕的粘附卡鉆得以解卡。

b、浴井解卡:在采用上述方法失效時,對于壓差、泥包、縮徑、沉砂卡鉆等情況,可采用浴井解卡,此方法是向井內(nèi)泡油(含水層禁用)、泡鹽水、泡酸或采用清水循環(huán)等方法,泡松粘稠的泥餅,降低粘滯系數(shù),減少接觸面積,減少壓差,活動鉆具解卡。

c、切除法:當環(huán)空能下入另一套鉆具時,可采用環(huán)刀從井口套在井內(nèi)鉆柱上,用另一套鉆具送入環(huán)刀,以鏟除鉆具與井壁的粘附之處。

d、上擊、下?lián)艚饪ǎ涸阢@進中遇到垮塌、粘性、膨脹性地層易卡地層,可在鉆桿與鉆鋌之間或鉆鋌之間接上震擊器,一旦遇卡,則立即上擊或下?lián)艚饪ā?/p>

起鉆中遇卡,如縮徑、鍵槽等引起的卡鉆活動不能解除時,可以再卡點處倒開鉆具,再接上震擊器,對扣后,下?lián)艚饪?。然后循環(huán)沖孔,上提鉆具,如遇卡阻現(xiàn)象時,可以轉動鉆具倒劃眼輕輕上提。

下鉆過程中遇阻,未能及時發(fā)現(xiàn)而導致卡鉆,或較輕的泥餅粘附卡鉆時,均可用上擊器向上擊震解卡。

e、倒扣、套銑解卡:遇到嚴重的卡鉆時不能解除或不能循環(huán)沖孔時,常用倒扣、套銑的方法來取出井內(nèi)全部或部分鉆具。

f、爆炸測鉆新井眼:當采用上述各種方法無效或卡點很深,用倒扣方法處理很浪費時間,情況嚴重惡化時,可將未卡部分用炸藥炸斷取出,然后在留在井內(nèi)的鉆具頂上打水泥塞,再側鉆形成新井眼。

五、安全管理措施

1、鉆進中的技術安全措施

a、禁止將用完的工具和機件放在臺板上、活動工作臺上或皮帶防護罩上;

b、鉆機停止回轉時,必須要將開關或離合器鎖緊;

c、在不停車扒皮帶時,必須用法光滑地方木棒順著皮帶運轉的方向扒皮帶的下端。不允許用手扒皮帶;

d、開車前,要觀察周圍的情況,并且發(fā)出開車信號,或經(jīng)直接操作者允許以后,方可開車;

e、上班前不準喝酒。進機場要穿工作服,帶安全帽;

f、操作人員必須要精力集中,不允許和其他人交談,更不允許打鬧;

g、使用固體火堿時,要帶眼鏡,帶膠皮手套,防止堿水濺到臉上。

2、升降鉆具的技術安全措施

a、升降鉆具時,必須預先檢查制動裝置和升降機的手把是否靈活好用;

b、升降機作者,注意提引器的起落,發(fā)生危險或聽到呼喊時,立即剎車;

c、提引鋼絲繩繩卡要卡牢,禁止用打結和斷股過多的鋼絲繩,以免脫扣或折斷傷人 ;

d、鋼絲繩纏繞時,禁止用手或腳動鋼絲繩;

e、使用擰管機擰卸鉆桿時,上墊叉要有保護裝置,以免彈出傷人。

3、處理孔內(nèi)事故的技術安全措施

a、強力起拔鉆具時,除升降機操作者以外,其他人必須散到鉆塔以外;

b、用千斤頂起拔鉆具時,卡瓦應該用沖擊把手卡住,并且用繩子或鋼絲將沖擊把手或千斤頂帽子栓在一起,以免頂斷鉆具,卡瓦飛出傷人;

c、人工反轉鉆具時,操作者要躲開鉗把的反轉范圍;

d、在操作者范圍以內(nèi)的地板上,禁止防止任何物件。

4、防火和防洪安全措施

a、機場必須配備滅火器,砂箱等滅火用器;

b、內(nèi)燃機的排氣管和取暖火爐的煙囪,要考慮風向;

c、有可能受到洪水侵襲的機場,四周必須有排水溝,以免被水淹沒

和沖跨場地。

5、機場用電安全技術

a、打雷時,嚴禁走出廠房8m以外,以免觸電傷人;

b、如果使用380v的電壓,電壓在360v以下時可以用,在320-330v時不可以用;

c、機場的電源開關,要對好安全限度,預防電動機的損壞和傷人;

d、如果遇到停電,要斷開電源,等來電后,再行開車;

e、機場采用交流電照明時,電壓不要超過36v。否則要配備變壓器進行變壓。

地熱鉆井操作規(guī)程

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