#顧橋礦中央?yún)^(qū)4#孔施工組織設(shè)計

1、顧橋煤礦中央?yún)^(qū)新增4#瓦斯井施 工 組 織 設(shè) 計建設(shè)單位： 淮南礦業(yè)（集團）顧橋煤礦 施工單位： 山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊二一一年六月編 制： 楊勝春徐加江溫丙初審 核： 種衍飛隊總工程師： 王士路批 準 人：會審意見：二一一年 月 日目 錄一、-前言二、-工程概況1、-地層情況2、-鉆井設(shè)計3、-施工步驟三、-鉆探施工技術(shù)工藝1、-鉆具組合2、-鉆頭3、-鉆進參數(shù)4、-防斜快打技術(shù)措施5、-泥漿的選用與凈化四、-下管與固井顧橋煤礦中央?yún)^(qū)工廣新增瓦斯抽采入井工程4#井施工組織設(shè)計顧橋煤礦位于安徽省鳳臺縣城西北關(guān)約20km，地理坐標為東經(jīng)116°2515116°3700，

2、北緯32°450032°5230。區(qū)內(nèi)屬平原地帶，地形平坦，地面坐標高在+21+24m，永幸河由北向南經(jīng)本區(qū)中部流入淮河。工程施工地點位于鳳臺縣桂集鄉(xiāng)中央?yún)^(qū)，縣鄉(xiāng)間公路網(wǎng)已形成，交通十分方便。礦井為全隱蔽含煤區(qū)，地層由老到新依次有奧陶系、石炭系、二疊系及新生界松散層。地層形態(tài)總體為一走向近南北、傾向東的反“S”型單斜構(gòu)造。含煤地層為石炭、二疊系，共有可采煤層9層，平均總厚度24.11m，其中13-1、11-2、8、6-2和1煤層為主采煤層，平均總厚度21.14m，各煤層賦存穩(wěn)定，傾角5°15°。一、工程概況630mm800mm750mm1000mm816

3、m294m鉆井位于顧橋中央?yún)^(qū)內(nèi)已建瓦斯電廠內(nèi)，井下為已施工的北一13-1下山采區(qū)軌道斜石門車南側(cè)，鉆井形成后通過專用找孔巷道同-766北一回風(fēng)大巷連接到各分支抽采管道；地面標高約+25.64m，基巖面在-238-243m。擬建3個鉆井位于顧橋礦中央?yún)^(qū)瓦斯電廠內(nèi)，沿正東西方向布置，鉆井距分別為60m和30m；其東北有正在施工的1#、2#降溫鉆孔。終孔位于北一13-1下山采區(qū)軌道斜石門。通過找孔巷道與-766北一回風(fēng)大巷相連接。終孔位于-780水平下10m處，井深815.60m。4#鉆井設(shè)計坐標為：X=32464.600 Y=60213.700；設(shè)計孔深815.6m，設(shè)計凈直徑630mm，地面標高

4、+24m其中表土段厚度約294m，基巖段厚度約521.60m。地層情況：鉆井以顧橋煤礦井筒地層柱狀圖為依據(jù)，新世界松散層厚以含礫粘土和砂質(zhì)粘土為主，基巖風(fēng)化帶厚約10.00m，基巖層主要以砂巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖和煤層為主，地層傾角不大。鉆井設(shè)計：鉆井結(jié)構(gòu)設(shè)計力求簡單，有利于施工與管理，降低成本，根據(jù)該工程與地質(zhì)條件，參照以往經(jīng)驗，按三段結(jié)構(gòu)設(shè)計。1、井口護筒；2、新生界護壁管通過風(fēng)化帶至基巖地層，主要用于封隔含水層，防止井壁垮塌、縮徑、確保井眼鉆進安全；3、基巖段最后鉆進設(shè)計深度下入工作管成井。井口護筒規(guī)格為1200mm；0294m，井徑1000mm，下800mm×12mm護壁管；2

5、94m815.60m，,井徑為750mm，下630mm×15mm工作管。瓦斯井結(jié)構(gòu)如圖所示。施工步驟：平整場地、挖地槽打基礎(chǔ)、下入井口鋼護筒安裝鉆塔鉆機等設(shè)備、構(gòu)建泥漿循環(huán)系統(tǒng)、整理鉆具、配制泥漿、組織學(xué)習(xí)施工組織設(shè)計和有關(guān)安全規(guī)定、舉行開工驗收安全會一開鉆進：成孔、擴孔、順孔、下管、固管、調(diào)整泥漿二開鉆進：成孔、擴孔、順孔、下管、固管、成井。二、主要設(shè)備及安裝1、主要設(shè)備：GZ2600型工程鉆機，TBW1200/7B、TBW850/5A泥漿泵，160KW、110KW、90KW電動機，K41-200石油鉆塔。流量100m3h除砂器，一體化單點測斜儀，JDT-5A型(陀螺儀和陀螺定向儀

6、)，有線隨鉆定向儀，防斜螺桿鉆具定向設(shè)備等。2、安裝設(shè)備安裝按規(guī)定要求達到平、正、穩(wěn)、固、牢。校正天車中心、轉(zhuǎn)盤中心及井口中心三者處于一鉛垂線上，最大允許偏差不超過10mm。每次換徑開鉆之前必須嚴格井口找正，校正井口。2.1、鉆塔安裝K型石油鉆塔在鉆孔前50m場地內(nèi)進行地面統(tǒng)一組裝，確保安全。要嚴格按照井架技術(shù)要求進行安裝、調(diào)整、使用。2.2、鉆機、泥漿泵、電動機安裝設(shè)備安裝做到水平、周正、穩(wěn)固，安全防護欄裝設(shè)齊全、牢固；鉆機轉(zhuǎn)盤底梁進行加固，電器設(shè)備接地、防護有效。三、鉆探施工技術(shù)工藝根據(jù)設(shè)備技術(shù)性能和鉆遇地層情況，采用先打?qū)蚩兹缓蠓侄螖U孔成井的工藝方法。即覆蓋層井段采用311mm孔徑在井

7、眼中心鉆進成孔, 隨鉆進監(jiān)測孔斜, 穿過基巖風(fēng)化帶孔斜符合要求：預(yù)計孔深320m，擴孔鉆進至完整巖石達到孔徑1000mm孔深294m，下人800mm護壁管進行水泥漿固管。基巖段施工,采用311mm牙輪鉆頭順上段導(dǎo)向孔繼續(xù)鉆進到終孔, 隨鉆進監(jiān)測孔斜，落點位置達到要求后：預(yù)計孔深826m，然后采用組合牙輪擴孔鉆頭擴孔至設(shè)計井深816m、孔徑750mm，下人630mm工作管進行水泥漿固管、完井。鉆進方法擬采用強化鉆進技術(shù)：為達到更高的鉆進速度，采用比一般鉆進參數(shù)高的鉆探參數(shù)。1、鉆具組合導(dǎo)向鉆具組合：311mm牙輪鉆頭+203mm鉆鋌（1根）+311mm扶正器+203mm鉆鋌（2根）+311mm扶

8、正器+203mm鉆鋌（3根）+311mm扶正器+178mm鉆鋌+127mm鉆桿+四方立軸。防斜糾斜鉆具組合1、在導(dǎo)向鉆具基礎(chǔ)上保留上部一個扶正器，形成單扶正器鐘擺鉆具組合。宜在地層傾角不大鉆孔偏斜不大時采用，0.5°1°2、利用小角度單彎螺桿滑動糾斜，組成螺桿導(dǎo)向反摳鉆具組合?？稍阢@孔下段距離井底100200m偏斜超標時采用，將落點控制在目標靶位要求以內(nèi)即可。擴孔鉆具組合：擴孔鉆頭+法蘭連接加重管+178mm鉆鋌（203mm鉆鋌）+127mm鉆桿+四方立軸，粗徑鉆具重量控制在1020t。2、鉆頭導(dǎo)向孔鉆進采用311mm三牙輪鉆頭。覆蓋層擴孔鉆進采用自制肋骨鉆頭、組合牙輪鉆頭

9、。基巖擴孔鉆進采用組合牙輪鉆頭。3、鉆進參數(shù)鉆進中要保證泥漿泵量及上返速度、嚴格鉆壓控制：一般鉆具下入孔內(nèi)或接單根后準確秤量鉆具懸重（即總重量），然后調(diào)整至所需鉆壓進行鉆進，三班參數(shù)協(xié)調(diào)一致。理論上一般311mm牙輪鉆頭壓力不超過12t，防止盲目加壓鉆進，注意不能打懶鉆，一般純鉆進24小時左右起鉆一次，最長不超過48小時，這樣可以保持孔眼順暢。依據(jù)孔深、孔徑、地層可鉆性，以理論參數(shù)值為基礎(chǔ)，在鉆進中選擇較為適當(dāng)?shù)募夹g(shù)參數(shù)，達到提高鉆進效率、防斜糾斜、鉆具及孔內(nèi)安全的目的。導(dǎo)向孔覆蓋層及煤系軟巖地層可選擇：中高轉(zhuǎn)速、中低鉆壓、高泵量；硬巖鉆進選擇：中低轉(zhuǎn)速、中高鉆壓、高泵量。擴孔鉆進宜選擇：較低

10、轉(zhuǎn)速、大鉆壓、雙聯(lián)泵大泵量。4、防斜快打技術(shù)措施根據(jù)該區(qū)地層傾角不大，地層自然造斜力不強的特點，合理選擇底部鉆具組合及技術(shù)參數(shù)，嚴格鉆進操作要求，把好安裝、開孔、鉆進操作關(guān)，確保一次成孔。工程技術(shù)措施1、設(shè)備安裝按規(guī)定要求達到平、正、穩(wěn)、固、牢。校正天車中心、轉(zhuǎn)盤中心及井口中心三者處于一鉛垂線上，最大允許偏差不超過10mm。各次開鉆之前必須嚴格井口找正，校正井口。2、拉力表、記錄儀、泵壓表必須靈敏、準確、好用。3、一開井段嚴格控制井斜，為下部井段的鉆進爭取主動。每次下鉆到底，剛出套管時，輕壓吊打，嚴格控制井斜。4、根據(jù)不同情況及時調(diào)整鉆進參數(shù)。根據(jù)實際情況選用防斜、糾斜鉆具，輕壓吊打或加壓快打

11、鉆進，加強防斜效果。5、起鉆時觀察下部鉆鋌的彎曲度，如發(fā)現(xiàn)彎曲應(yīng)及時撤掉。6、根據(jù)鉆時的快慢及時調(diào)整鉆壓，處理好軟硬交界面處的鉆進。地層交界面、軟硬交錯地層至少吊打鉆進3050m。7、鉆遇裂縫地層、含礫地層時如有跳鉆等現(xiàn)象，降低鉆壓，并反復(fù)劃眼，消除可能出現(xiàn)的狗腿或臺階。8、在沖積層易斜孔段堅持劃眼制度，每鉆進1單根上提1立根劃眼修整井壁。9、使用帶有穩(wěn)定器的鉆具時，穩(wěn)定器的外徑不得小于鉆頭直徑3mm常規(guī)預(yù)防措施方法1、表層鉆進嚴格控制孔斜不能超過0.5°，否則，一是及時采取措施進行控制，二是繪制鉆孔軌跡圖預(yù)測發(fā)展方向，制定相應(yīng)措施。2、優(yōu)化鉆進參數(shù)，采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速、適當(dāng)排量和適

12、當(dāng)泵壓；提高設(shè)備安裝質(zhì)量；操作平穩(wěn)，送鉆均勻。3、優(yōu)化鉆具組合，采用滿眼或鐘擺鉆具進行防斜，傳統(tǒng)的利用扶正器組成的滿眼剛性防斜鉆具和單、雙扶正器鐘擺糾斜鉆具。4、常規(guī)防斜技術(shù)只能部分緩解質(zhì)量與速度的矛盾，從根本上解決問題還需采用特殊鉆井技術(shù)：如組合螺桿鉆具。在考慮使用成本的情況下，在易斜的關(guān)鍵孔段進行部分采用，既控制井斜，解放鉆壓，又控制成本，可以提高綜合效益。5、選擇性能好的鉆具做為防斜打快的根本保障，以發(fā)揮技術(shù)措施的重要作用；根據(jù)測斜情況及時調(diào)整鉆具組合，加強劃眼等技術(shù)措施以消除產(chǎn)生孔斜的不利因素。5、泥漿的選用與凈化全孔采用無芯鉆進，鉆進產(chǎn)生大量的砂粒、巖粉，選擇好泥漿類型、調(diào)整好泥漿性

13、能，以保證安全鉆進和成井。鉆進采用高聚物低固相高粘度泥漿，主要材料有：水解聚丙烯酰胺、水解聚丙烯晴鈉鹽、高粘度羧甲基纖維素鈉鹽、廣譜護壁劑、燒堿、純堿等。配制泥漿提前進行膨潤土堿水化浸泡處理，并充分攪拌，隨時檢查泥漿性能及時調(diào)整，加強檢修、維護泥漿凈化設(shè)備，保證正常運轉(zhuǎn)。每立方泥漿配方理論值：土80kg、孔內(nèi)自然造漿時不加土多加堿，水解聚丙烯酰胺5kg、水解聚丙烯晴鈉鹽50kg、高粘度羧甲基纖維素鈉鹽10kg、廣譜護壁劑20kg、燒堿5kg、純堿10kg，泥漿先進行堿化，根據(jù)查看泥漿表觀態(tài)勢調(diào)整添加量。PH值保持9左右，形成泥餅要薄而硬，泥漿的日常維護處理，盡量在鉆進過程中在泥漿循環(huán)槽內(nèi)進行，

14、邊維護邊處理，在泥漿中加入處理劑時，加完處理劑的時間為泥漿循環(huán)一周的時間，使處理劑均勻分布，以防大起大落。四、下管與固井下管與固井作業(yè)是工程成功的關(guān)鍵，也是極易出現(xiàn)事故的薄弱環(huán)節(jié)；要從管材質(zhì)量、長度、性能參數(shù)選擇，管材加工及連接方法，下管提吊方法，事前準備泥漿調(diào)整環(huán)節(jié)，浮力計算，設(shè)備安全檢查與加固，順孔工作，注漿、替漿，鉆機操作與吊裝等周密計劃，確保萬無一失。項目管理人員要認真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，認真執(zhí)行安全崗位責(zé)任制，嚴格執(zhí)行鉆探安全操作規(guī)程和安全技術(shù)措施，杜絕“三違”，確保安全無事故。1、井管連接及下管方法按照下管流程逐根進行檢查，提前把較短的管子在地面焊接好，焊接采用外接箍

15、直接對焊，嚴格執(zhí)行焊接規(guī)定；下管采用套管夾板鋼絲繩牽引提吊方法。2、參數(shù)計算800mm×12mm護壁管重233kg/m，則G800+G管箍焊條=72t；630mm×15mm工作管重226kg/m，則G630+ G浮塞+G管箍焊條=188t；630鋼管參考數(shù)據(jù)：套管端面積0.31m2，內(nèi)徑圓面積0.28 m2，套管截面積0.03，630實際體積為0.03m3/m，理論重量226kg/m。630套管全部下入孔內(nèi)浮力為27t，每米630套管浮力33 kg/m，每米630套管減去浮力時的重量為193 kg/m。浮力塞入井后630套管排開泥漿的浮力374kg/m（泥漿比重按1.2），

16、每米630套管減去自身重量后的浮力為148 kg/m。3、下管浮力塞使用位置大噸位套管入井總懸重超過鉆塔及鉆機額定載荷時，目前一般采用浮力下管法， 其浮力塞使用原則是：在設(shè)備能力達到90%時，開始使用浮力；下管過程中依據(jù)死繩拉力表的顯示和計算，下放提升懸重維持在設(shè)備負重載荷的80%90%，盡可能利用施工鉆塔、鉆機的提升能力和負重載荷，當(dāng)?shù)陀谠摲秶皶r向套管中灌注和孔內(nèi)相同性能參數(shù)的泥漿，空管長度不允許超過200米，以減少套管的空管段和孔內(nèi)壓力差，保證套管的安全。該井根據(jù)施工設(shè)備載荷情況，主要考慮鉆機的提升能力，630套管入井總懸重超過鉆機額定載荷，需要采用浮力下管法，630套管浮力塞推薦放置位

17、置：套管下放深度550m600m時使用。4、下管與固井前期準備工作：全面充分、分工明確、設(shè)備提吊工具檢查、水電保證、后勤供應(yīng)固井：采用孔底灌注水泥漿，水泥漿從孔壁與管壁之間的環(huán)狀間隙返出井口的全固管方法，水泥漿返至地面。安全技術(shù)措施為保證工作管安全，貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，認真執(zhí)行安全崗位責(zé)任制，嚴格執(zhí)行鉆探安全操作規(guī)程和安全技術(shù)措施，杜絕“三違”，確保安全無事故。1、焊接等特殊工種持證上崗；2、提吊井管，要求吊臂范圍（旋轉(zhuǎn)半徑）內(nèi)非工作人員禁止入內(nèi)，提吊構(gòu)成由專人指揮；3、每道焊縫焊接不少于3遍，經(jīng)質(zhì)檢員檢查合格，焊接人簽字確認焊縫質(zhì)量有足夠強度，足夠提吊井管重量后方可進行下部工作

18、；4、下管前，重新檢查天輪、鉆塔、繃繩、鉆機連接螺栓緊固牢靠，水泵、鉆機機械運轉(zhuǎn)正常，工作準備充足；5、下管開始后，必須保持連續(xù)工作，迅速下入，提前做好地面工作，確保下管工作連續(xù)不間斷；6、確保下管固井中的供水、供電要求，保證工作的連續(xù)、安全和可靠（1）管材與加工連接技術(shù)套管規(guī)格為830mm×12mm，雙面螺旋焊接鋼管；瓦斯管工作管規(guī)格為630mm×14mm地質(zhì)鋼管。井管采用直接對焊連接，利用自制的管口外接箍對接，保證管口合縫、同心，830mm井管接縫三人同時焊接，630mm井管二人進行，焊接時先用二氧化碳氣體保護打底，焊條采用J507，按照下管作業(yè)流程，逐根檢查對接，下部

19、接縫焊牢，上部井管焊接突出，確保焊縫密實、牢固，外補焊加強筋，加強筋規(guī)格及數(shù)量執(zhí)行技術(shù)設(shè)計的要求。（4）下管作業(yè)經(jīng)過計算下管時必須向管內(nèi)回灌泥漿，回灌量視孔內(nèi)情況和下管速度而定，同時應(yīng)考慮管內(nèi)外壓差對井管產(chǎn)生的側(cè)壓。830mm技術(shù)套管和630mm工作管的下管工作力求快速，孔徑1000mm及750mm孔壁護壁困難，防止井壁失穩(wěn)，施工中除正確使用泥漿外，盡量縮短下管時間。將尾管下入孔內(nèi)，然后按照作業(yè)流程操作（5）焊接程序和要求l 瓦斯管口必須有坡度，兩管對接V型口角度60°70°。l 瓦斯管根據(jù)不同直徑，使用不同提吊夾板，必須保證提升抗變強度。l 焊接前必須對管口進行除銹及其它

20、油物。l 焊接電流：3.2×350 焊條為90A-130A；4×400 焊條為150A-190A。l 焊接分3個階段：頭遍打底焊、二遍填充焊、三遍蓋面焊。焊接口呈圓弧狀，焊點高于管平面2-3mm，經(jīng)檢驗合格后，方可繼續(xù)下一道程序。l 電焊機選用ZX7-400、BX-1型。l 焊接必須保證無砂眼、裂隙。（3）在提吊井管時要穩(wěn)拉、慢放，下管遇阻時不得猛墩。（4）固井完，待水泥候凝48小時，并且查看水泥漿樣品符合要求時，下鉆切割掉浮力閥，換泥漿鉆進到層位。五、鉆探施工安全規(guī)定防寒、防火、防洪、防雷電、防坍塌及現(xiàn)場一般的安全技術(shù)措施和要求見規(guī)定（1）加強安全意識教育，組織職工認真學(xué)

21、習(xí)安全規(guī)程和各項規(guī)章制度。建立健全安全生產(chǎn)崗位責(zé)任制。（2）建立鉆具檢查制度，做到“四檢查，三不下”。（3）進入鉆場人員必須穿工作服，戴安全帽，上塔作業(yè)必須系安全帶。（4）鉆塔螺絲齊全擰緊，鉆塔設(shè)4根繃繩。地錨埋深1.2m。（5）做到安全用電，大型用電設(shè)備漏電保護、過載保護，要靈敏可靠，滿足甲方有關(guān)用電安全要求。（6）起下鉆具、下井管前應(yīng)認真檢查升降機的制動離合裝置、鋼絲繩、提引滑輪系統(tǒng)和工具等是否安全可靠；操作中思想集中，互相配合。（7）下鉆要慢、穩(wěn)，如遇阻不得硬墩、掃，防止出岔孔。（8）鉆進過程中合理使用鉆進參數(shù)，均勻給壓，發(fā)現(xiàn)井下有蹩跳等異?，F(xiàn)象時應(yīng)分析原因及時采取措施。（9）鉆進中勤撈

22、巖粉，根據(jù)鉆進地層情況調(diào)整泥漿性能，確?？變?nèi)安全。（10）起鉆灌孔，防止塌孔。修理水泵等設(shè)備時，應(yīng)將鉆具提到安全孔段。（11）下井管時，必須清理場地，有一定安全工作空間。（12）拉力表應(yīng)加保險繩，機械傳動部位應(yīng)設(shè)防護欄桿（罩）。（13）電器設(shè)備要保持干燥，有接地保護措施，塔上照明電壓不超過36伏。（14）加強現(xiàn)場安全管理，堅持安全檢查制度，發(fā)現(xiàn)事故隱患及時處理。2、文明施工（1）遵守當(dāng)?shù)氐胤斤L(fēng)俗，搞好地方關(guān)系。（2）搞好現(xiàn)場衛(wèi)生，廢棄泥漿應(yīng)挖池集中排放。（3）鉆場機械設(shè)備經(jīng)常擦洗，保持清潔衛(wèi)生。（4）鉆場鉆具、管材和材料應(yīng)合理擺放。鉆場內(nèi)機械設(shè)備等各種標識牌和制度牌、崗位職責(zé)牌懸掛整齊。（5）

23、開展小班之間的流動紅旗勞動競賽，上班人員應(yīng)穿戴整潔，不說臟話。六、鉆探施工組織管理1、工期據(jù)招標文件要求本次顧橋礦中央?yún)^(qū)工廣瓦斯抽采入井工程4#孔工期為300天。2、保證措施進場機械設(shè)備需經(jīng)過檢驗試車，確保正常使用。配備工程技術(shù)人員組成的施工隊伍，攻克施工中遇到的難關(guān)。根據(jù)施工地層合理選擇鉆進方法，加強對施工中的日常管理工作。堅持召開生產(chǎn)例會和民主生活會，充分發(fā)揮工程技術(shù)人員和廣大職工的積極性和創(chuàng)造性。制定和貫徹執(zhí)行各種規(guī)章制度，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，避免機械、孔內(nèi)和人身事故，保證良好的生產(chǎn)秩序，做到安全生產(chǎn)。依據(jù)施工進度計劃，合理安排施工，確保施工順利，按期完成。 施工安全措施1）、建立安全管理組織體系，落實崗位責(zé)任制度。2）、對施工人員進行安全教育訓(xùn)練，嚴格要求施工人員遵紀守法。3）、定期進行安全檢查工作，對危險作業(yè)要專人負責(zé)。4）、對特殊工種要定時培訓(xùn)考核，持證上崗。5）、各種鉆探設(shè)備要安裝穩(wěn)固水平，開鉆前找好三點一線，各個管路連接不漏，經(jīng)開機試運轉(zhuǎn)，經(jīng)驗收合格后方可正式開鉆。6）、安裝鉆塔人員必須帶好保險帶，穿防滑