深水水井封閉施工組織設計

1、山西*煤業(yè)有限公司王 家 嶺 水 井 封 閉 工 程施工組織設計*有限公司2015年9月5日項 目 名 稱：山西*煤業(yè)有限公司王家?guī)X水井封閉工程施工單 位：*有限公司 編 制： 審 核：項 目 經(jīng) 理： 總 工 程 師：總 經(jīng) 理： 審批單位：*煤業(yè)有限公司*煤業(yè)地測副總：*煤業(yè)礦長助理：*煤業(yè)機電礦長：*煤業(yè)生產(chǎn)礦長：*煤業(yè)技術礦長：*煤業(yè)安全礦長：會審意見：山西*煤業(yè)有限公司王家?guī)X水井封閉工程施工組織設計第一節(jié) 編制依據(jù)山西*煤業(yè)有限公司為消除王家?guī)X水井奧灰水對煤層掘進的威脅，泰安*技術服務有限公司擬對王家?guī)X水井進行地面封閉。根據(jù)礦方的技術要求及結(jié)合合同約定編制本施工組織設計。第二節(jié) 工程

2、概況一、地層概況本礦主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。可采煤層4、5號煤層位于山西組， 8、9號煤層位于石炭系太原組。(一) 石炭系上統(tǒng)太原組 8號煤層位于石炭系上統(tǒng)太原組下部，直接頂板為L1灰?guī)r，底部為砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤線、細砂巖，其中K1砂巖為標志層，與下伏本溪組地層整合接觸。(二)石炭系中統(tǒng)本溪組 該組地層平均厚度29.6m。主要巖性砂質(zhì)泥巖、石灰?guī)r、細砂巖、和鋁質(zhì)泥巖。本組與下伏奧陶系峰峰組地層平行不整合接觸。王家?guī)X水井位置8號煤底板與峰峰組距離為74m左右，其中太原組地層44m，本溪組地層30m。(三)奧陶系中統(tǒng)峰峰組該組地層在本井田未完全揭露。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該組

3、地層厚度110m左右，巖性石灰?guī)r，塊狀構(gòu)造，致密堅硬，裂隙較發(fā)育，裂隙為方解石充填，含黃鐵礦。上部為中厚狀石灰?guī)r，質(zhì)較純，夾薄層角礫狀泥灰?guī)r、泥巖；中、下部為泥灰?guī)r、灰?guī)r，含脈狀及纖維狀石膏3-5層；底部多為角礫狀泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r。根據(jù)區(qū)域抽水資料，單位涌水量最大為0.46L/s.m，滲透系數(shù)最為1.97m/d，但在本區(qū)富水性較弱。(四)奧陶系上馬家溝組該組地層在本井田未揭露。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，上馬家溝組一般厚250m左右，最小122m，主要由灰?guī)r、泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r組成。據(jù)鉆孔資料揭露，訪組巖溶較峰峰組明顯發(fā)育，富水性顯著增大，鉆孔單位涌水量最大4.13L/s，滲透系數(shù)最大3.5m/d。

4、二、水井概況由于資料缺失，王家?guī)X水井施工時間資料不詳，只能測井后根據(jù)數(shù)據(jù)進行確定地質(zhì)層位和井內(nèi)套管情況，（目前參照大東莊水井資料分析，該井深590m，根據(jù)地質(zhì)資料分析，4號煤底板深度144m，8號煤底板深度204m，峰峰組頂界面深度280m，上馬家溝組頂界面390m。套管情況不詳）。具體施工還要以測井數(shù)據(jù)為準。第三節(jié) 封閉工程主要目的任務通過地面注漿，封堵水井取水層段及套管外環(huán)間隙，隔離奧灰水，消除水井給采掘帶來的水患威脅。第四節(jié) 封閉工程技術要求一、使用鉆具沖掃至井底處，進行注漿，對峰峰組以下水井取水層段進行全孔封堵。二、在峰峰組中部、峰峰組頂界、8號煤底板10米處進行割管，割管位置以測井數(shù)

5、據(jù)為準，用井口灌壓法驗證套管外壁與出水點是否聯(lián)通，并注漿全孔封堵（全孔使用525號水泥），井口壓力6Mpa。三、做好原始記錄，編制封堵設計，做好封閉施工總結(jié)報告。四、封閉施工總結(jié)報告包括內(nèi)容：原始記錄表、封閉施工組織設計及施工總結(jié)。第五節(jié) 封閉工程施工組織安排一、設備選擇和施工人員安排根據(jù)封閉工程技術要求、工期要求及該區(qū)地層情況確定采用的主要設備有TXB-1000A型鉆機1臺、90kw和50kw電動機各1臺、NBB-250/60型泥漿泵1臺、17米加重A型金屬鉆塔施工1套。主要施工機械設備表序號機械或設備名稱型號規(guī)格數(shù)量產(chǎn)地制造年份額定功率(Kw)生產(chǎn)能力1鉆 機TXB-10001石家莊200

6、3108mm徑鉆進1000m2泥 漿 泵NBB-250/601石家莊2002額定壓力6Mpa,流量250L/min3電 機1上海20101204電 機1上海2011505鉆 塔17m2泰安20096 200872011 施工該項目由一名項目經(jīng)理負責全面指揮，并按施工需要配備以下主要施工技術人員和鉆機施工人員，詳見下表。主要施工管理人員表名 稱姓 名職 務職 稱主要資歷、經(jīng)驗及承擔過的項目項目經(jīng)理張德昌經(jīng) 理工程師承擔過多項大型勘探、注漿項目。技術負責楊青華副總工程師高級工程師承擔過多項大型勘探項目主管，主編多件大型地質(zhì)報告。施工管理畢杰寶工程師承擔過多項大型勘探項目施工負責。質(zhì)量管理佟永杰工程

7、師承擔過多項大型勘探項目技術負責。材料管理李開峰技 師承擔過多項大型勘探項目材料負責。計劃管理李 振工程師承擔過多項大型勘探項目計劃管理。安全管理郭長治技師承擔過多項大型勘探項目安全負責。勞動力計劃表 單位：人工種級別按工程施工階段投入勞動力情況安裝整備掃孔施工數(shù)字測井注漿封孔拆卸搬家資料總結(jié)及提交鉆探技術員11111地質(zhì)技術員11111機 長11111副機長11111泥漿管理員111機械維修工1111炊事員111111鉆探工人10101010安裝工88水文技術人員111采樣技術人員1汽車司機22二、啟封結(jié)構(gòu)先用外徑110mm的普通鉆頭開工沖掃至孔低，用取芯鉆頭取巖芯一次。驗證是否孔低。驗證后

8、進行測井解析孔內(nèi)地層和套管具體情況。并進行割管和封閉。三、鉆具組合鉆頭配套防斜保直器68mm鉆鋌50mm鉆桿立軸。四、地面注漿的參數(shù)選擇(一)注漿壓力據(jù)地質(zhì)資料，含水層對8號煤層底板最大靜水壓力為2Mpa，故注漿終壓一般取靜水壓力的2倍，即孔口壓力4Mpa。(二)注漿材料的配制1、漿液種類暫定以水泥漿液為主體，可適當添加速凝早強劑(氯化鈣)。若注漿實施過程中，受漿量很大時，不排除采用砂漿泵壓注水泥砂漿液，或者采用特種水泥材料。2、漿液的配制：水泥單漿液采用水灰比為：1.8:1、1.5:1、1:1、0.7:1四種。3、添加劑的使用：先用氯化鈣配制成50%的溶液，然后以5%的比例拌入配制好的水泥漿

9、。(三)注漿擬選用的主要工藝1、根據(jù)鉆探揭示的實際地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，對裸孔段采取壓力注漿。2、依據(jù)注漿前壓注水取得的水文地質(zhì)參數(shù)，合理選擇漿液濃度。3、當受注漿量很大時，可改注水泥砂漿液或特種水泥液。4、根據(jù)注漿情況水泥漿液中也可添加最佳配比的5/萬的三乙醇胺和5/千的工業(yè)鹽，做速凝早強劑。5、注漿前、后，必須作壓水試驗。注漿前進行壓水試驗，以檢查注漿機具及注漿管路的運行狀態(tài)是否正常，并可以為確定注漿參數(shù)提供依據(jù)。注漿前要進行連通試驗。 6、注漿均采用先稀后濃的水泥漿液注入，直至達到注漿要求。工藝流程圖如下： 水泥：水攪拌儲漿桶 注漿泵 輸漿管 注漿井內(nèi)(四)注漿作業(yè)1、注漿前對注漿設備，攪

10、拌和管路系統(tǒng)進行試運轉(zhuǎn)和耐壓試驗，看其能否滿足最大壓力、最大流量，調(diào)節(jié)裝置是否靈活，以保證注漿順利。2、注漿程序：將吸漿籠頭放入清水桶，打開放漿閥門，啟動注漿泵電機，調(diào)節(jié)注漿泵檔位，看壓水正常后，方可使用。開始壓注清水，20分鐘內(nèi)無異?，F(xiàn)象，可將吸漿籠頭移到水泥儲漿桶，壓注單液漿。水泥漿的濃度一般先稀后濃，即水灰比可從1.811.51110.71，當漿液在裂隙中沉析、充填階段時，注漿一定時間(3040分鐘)壓力不升，進漿量不減時，應逐級增加漿液濃度或加注雙液漿(并逐步調(diào)整配合比加快凝固期)，當注漿壓力達到4Mpa時，停10分鐘后，再注漿馬上達到4Mpa時，即為注好，否則繼續(xù)再注。注漿結(jié)束時，先

11、將吸漿管籠頭移到清水桶，壓注適量清水(僅為注漿管路內(nèi)容積的90%)，然后處于靜壓狀態(tài)，停止注漿，等待漿液凝固。3、在注漿過程中，若發(fā)現(xiàn)泵壓波浪式上升，吸漿量相應地減少，預計達到終壓而不影響漿液注入量，說明注漿情況正常，可不必調(diào)整漿液濃度。4、注漿過程中，經(jīng)加大漿液濃度或使用雙漿液注漿，注漿已達到預計注漿效果，應停止注漿。5、注漿結(jié)束后，待漿液凝固48小時后，立即拆卸孔口管閥門，并認真清洗干凈，以備再用。(五)注漿機司機注意事項1、開泵后要集中思想，時刻注意壓力的升降情況，及時調(diào)節(jié)檔位，發(fā)現(xiàn)異常馬上停泵處理。2、如果停泵時間過長，特別是雙液注漿時，停泵后立即沖洗管路。3、在處理堵管及泵時，特別要

12、注意帶壓力的管路不準對人。拆開時人員要站在開口的側(cè)面，避免壓力漿液噴出傷人。4、注漿過程中，發(fā)現(xiàn)壓力驟然上升或漿液耗量突增，應立即停注，查明原因，處理后再恢復注漿。五、施工工藝1、施工順序用外徑110的鉆頭沖掃到孔低。取芯一次，驗證是否到孔底，如果到孔底可進行測井。沖洗水井，使其干凈，不含巖粉及雜物。對裸孔段進行注漿，注漿48小時后檢查封堵效果，合格后進行下一施工步驟。在峰峰組中部位置進行割管，判斷割管成功后進行壓力注漿，注漿24小時后檢查封堵效果，合格后進行下一施工步驟。在峰峰組頂部位置進行割管，判斷割管成功后進行壓力注漿，注漿24小時后檢查封堵效果，合格后進行下一施工步驟。在8號煤層地板1

13、0米位置進行割管，判斷割管成功后進行壓力注漿，注漿24小時后檢查封堵效果，合格后全孔封閉。注漿采取上行式、水泥漿先稀后稠(水泥：水=1:1.8-0.7)注漿方式，以防漿液通路提前堵塞影響注漿質(zhì)量，注漿材料選用普通硅酸鹽水泥標號P.O52.5。2、沖掃方法及沖掃技術參數(shù)的確定根據(jù)本井實際情況，原封堵水泥采用硬質(zhì)合金無芯鉆進，其詳細鉆進方法及技術參數(shù)見下表。沖掃技術參數(shù)選擇表地 層鉆進方法掃孔參數(shù)鉆壓(kg)轉(zhuǎn) 速(rpm)泵 量(L/min)水 泥硬質(zhì)合金無芯鉆進1200701503、鉆孔護壁 采用“聚丙烯酰胺+聚丙烯腈+Na2CO3+KHm+膨潤土”配制的不分散低固相泥漿護壁，其性能要求漏斗粘

14、度1820秒，失水量小于10mL/30min，密度小于1.07，PH值89。在鉆孔施工中鉆場應配有粘度計、比重計、含砂量杯、失水儀及PH值試紙等簡易泥漿測試器具，以便及時檢查測試泥漿性能。根據(jù)泥漿性能變化加入適量的處理劑以調(diào)整泥漿的性能至要求范圍。對泥漿的性能，在正常情況下每班至少測定一次；調(diào)整前及調(diào)整后還應各測一次，并將性能指標數(shù)據(jù)如實填入泥漿性能測試表中。為凈化泥漿，循環(huán)系統(tǒng)采用長槽大池除砂，循環(huán)系統(tǒng)的總長度不得短于20m，其寬度為0.50m，高度為0.40m，坡度為1/1001/80，每隔2m設一檔板，以便于巖屑的沉淀，同時在井口附近2m左右安裝旋流除砂器或振動除砂器除砂。為方便固井和除

15、砂，泥漿池用磚、水泥砌成正方形。4、防斜技術措施 開孔前用石子配混凝土加固鉆塔地基，認真檢查鉆塔的安裝質(zhì)量，機械設備安裝必須周正、穩(wěn)固、水平，天輪中心、鉆機立軸中心與孔口中心必須位于同一鉛垂線上。 開孔鉆進要輕壓慢轉(zhuǎn)，使用鉆鋌加壓，逐漸增加鉆鋌至54米左右，同時為防止開孔時高壓管下墜立軸使鉆孔偏斜，在鉆塔第三層的塔腳上懸掛四個定滑輪，并用平衡墜平衡四個角的重量，使立軸始終處于鉆孔中心線上。 嚴禁下入彎曲鉆具及同心度不好的鉆具。 在破碎帶、軟硬互層適當控制鉆壓和鉆速，換層時輕壓慢轉(zhuǎn)。 換徑時使用同徑鉆具導向鉆進。 在鉆頭與鉆鋌之間加FB防斜保直器，上部鉆鋌之間加兩個扶正器防斜，同時從鉆頭巖芯管鉆

16、鋌鉆桿鉆具口徑逐級減小，形成塔式組合鉆具防斜。 采用剛?cè)徵姅[鉆具防斜：在兩組粗徑鉆鋌中間加入一立根小一級鉆鋌形成剛?cè)徵姅[組合鉆具，起防斜作用。第六節(jié) 質(zhì)量保證措施一、完善的質(zhì)量保證體系1、我隊2002年11月通過了ISO9001質(zhì)量體系認證，2005年9月通過重新認證，施工中將按照該質(zhì)量體系認證管理每一個環(huán)節(jié)。質(zhì)量保證體系見下圖：2、作業(yè)規(guī)程及質(zhì)量檢測封堵質(zhì)量是整個治水工程質(zhì)量的關鍵，在施工中會遇到各種影響封堵質(zhì)量的因素，施工前必須進行設計，經(jīng)甲方和技術負責審批后方可開鉆施工。施工中實現(xiàn)質(zhì)量五級管理體系，各技術人員層層把關、各盡其職，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患及時消除，杜絕發(fā)生質(zhì)量問題，保質(zhì)保量。3、技術人

17、員配備為保證鉆孔施工質(zhì)量，除項目技術負責人外，另外配備地質(zhì)、鉆探、水文負責人各一人。鉆機均配備1名地質(zhì)員、1名鉆探技術人員和水文技術人員，實時監(jiān)控鉆機執(zhí)行技術要求情況。4、各專業(yè)開展“三邊”工作，根據(jù)實際情況及時發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整優(yōu)化設計，正確指導施工，為提交高質(zhì)量的治水工程做好準備。二、質(zhì)量監(jiān)控及現(xiàn)場處理施工現(xiàn)場配備專業(yè)質(zhì)量管理員及各專業(yè)技術人員，進行質(zhì)量監(jiān)控，及時處理施工中的技術問題。另外，生產(chǎn)隊長、總工程師不定期到項目部檢查、指導生產(chǎn)情況及各項技術要求落實情況。三、質(zhì)量保障技術措施1、掃孔質(zhì)量保障技術措施：(1)、要堅持合理一次鉆程。(2)、鉆進破碎的水泥塊時，應適當采用低轉(zhuǎn)速，減小泵量，并

18、限制回次進尺時間和進尺長度。(3)、不得使用已彎曲的粗徑鉆具。(4)、現(xiàn)場檢測水泥質(zhì)量，注漿前先進行水泥凝固試驗，檢測水泥塊的硬度。2、保障鉆孔封閉質(zhì)量措施：(1)、檢驗每次割管的效果，保證套管被割透。(2)、鉆孔封閉前，必須使用稀泥漿或清水沖孔。(3)、必須準確計算封閉材料及其配比，封孔材料充足，并嚴格按照配比配制砂漿。(4)、準確掌握封孔鉆具下入深度，其下端應距孔底35m。(5)、灌注水泥漿時可用邊灌注邊提升鉆具的方法。但每次提升時鉆具下端均不得提離砂漿面，中間不得灌注替漿水，以保證水泥漿灌注的連續(xù)性?？偣な业刭|(zhì)、鉆探、水文高級工程師地質(zhì)工程師鉆探工程師水文工程師鉆機地質(zhì)技術員鉆機鉆探技術

19、員水文地質(zhì)技術員鉆機機長鉆機機長三個班班長三個班班長第七節(jié) 施工安全技術措施一、施工安全技術措施1、全體施工人員必須認真做到“安全第一，預防為主”的安全生產(chǎn)方針，把安全生產(chǎn)當做天字號頭等大事來抓，認真貫徹執(zhí)行煤田地質(zhì)勘探規(guī)程和煤田地質(zhì)勘探安全規(guī)程，杜絕一切“三違”現(xiàn)象發(fā)生，確保鉆探施工的順利進行。2、鉆場地基必須平坦，穩(wěn)固適用，填方必須夯實，底層地梁木下臥不得少于100mm。3、鉆塔各部件及螺絲必須上全擰緊，地錨埋深不得少于1.2m，繃繩與地面夾角不得少于45，且用緊繩器拉緊。4、各種安全防護、儀表、安全閥等部件必須安裝齊全，且可靠、靈活、好用。5、安全欄桿、工作臺、臺板等設施必須安裝牢固，立根臺下的地板要墊短基臺木。二、鉆孔事故預防技術措施1、操作人員要做到“三看”、“兩聽”、“一及時”，鉆機離合把、泥漿泵開關處要按崗位分工有專人看守，以便處理隨時發(fā)生的緊急情況。2、嚴格執(zhí)行鉆具檢查制度，做