復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法第1頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月史基盛，1957年出生，中煤特殊鑿井（集團(tuán)）有限責(zé)任公司總工程師，獲得過(guò)多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)，出版論文10多篇，參與制定過(guò)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)系電話-mail:sjs57@項(xiàng)目主持人簡(jiǎn)介第2頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法

施工技術(shù)研究

項(xiàng)目答辯匯報(bào)材料中煤特殊鑿井（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二○○八年五月第3頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一部分項(xiàng)目基本情況復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第4頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、項(xiàng)目名稱(chēng)復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究二、完成單位中煤特殊鑿井(集團(tuán))有限責(zé)任公司三、任務(wù)來(lái)源

本項(xiàng)目屬淮北市科技計(jì)劃項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):030105,由淮北市科技局淮科字[2003]25號(hào)文件批準(zhǔn)立項(xiàng)。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第5頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、完成起止時(shí)間：

2003年6月~2004年12月五、立項(xiàng)背景煤炭是我國(guó)的主體能源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中具有很重要的戰(zhàn)略地位，我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，煤炭需求量大，但淺部煤炭資源日益枯竭，研究解決500~700m深厚沖積層的井筒施工技術(shù)，成為我國(guó)深井開(kāi)發(fā)的突出課題，該項(xiàng)目被列為國(guó)家“十五”科技攻關(guān)內(nèi)容。

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第6頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月山東省巨野礦區(qū)是我國(guó)新開(kāi)發(fā)建設(shè)的大型礦區(qū)，是國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目。該煤田儲(chǔ)量豐富，總地質(zhì)儲(chǔ)量55.7億噸，是目前山東省面積最大、儲(chǔ)量最多、煤質(zhì)最優(yōu)良的煤田，該礦區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)提高華東地區(qū)煤炭自給率及滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)能源的需求有著十分重要的意義。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第7頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二部分項(xiàng)目簡(jiǎn)介復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第8頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域:

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)煤礦建井技術(shù)

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究二、主要科技內(nèi)容:

山東龍固礦兩主井鉆井深度582.75m，穿過(guò)沖積層厚度546.48m，鉆孔直徑8.7m，成井直徑5.7m，是我國(guó)鉆井法鑿井的一次巨大跨越。

第9頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我們開(kāi)展了如下科技攻關(guān)和技術(shù)研究:1、設(shè)備選型

采用我國(guó)自動(dòng)化程度最高的AS—9/500型豎井鉆井機(jī)進(jìn)行施工，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的配套設(shè)備增加一臺(tái)17m跨距，提吊能力200噸的大型龍門(mén)吊，以滿(mǎn)足新型鋼板復(fù)合井壁的制作，排放和吊運(yùn)的要求。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第10頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AS—9/500型豎井鉆機(jī)第11頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月200T的大型龍門(mén)吊復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第12頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、設(shè)備技術(shù)改造研究采用進(jìn)的制造技術(shù)和工藝對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造，提高設(shè)備性能和工作效率。

設(shè)備改造轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)改造

電控系統(tǒng)改造

鉆具結(jié)構(gòu)的改造

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第13頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)改造轉(zhuǎn)盤(pán)表面轉(zhuǎn)盤(pán)電動(dòng)機(jī)第14頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電控系統(tǒng)改造復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究

鉆機(jī)電控系統(tǒng)操作臺(tái)第15頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究鉆具結(jié)構(gòu)的改造第16頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、優(yōu)化鉆井施工工藝和鉆進(jìn)參數(shù)的技術(shù)研究

龍固礦井井筒穿過(guò)粘土層深厚，且絕大部分為第三系固結(jié)、半固結(jié)性土層，硬度大，遇水膨脹性大，地質(zhì)條件極為復(fù)雜。根據(jù)地層的變化和特點(diǎn)，確定合理的鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、給進(jìn)速度，泥漿沖洗量等一系列鉆進(jìn)參數(shù)。在施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)新情況、新問(wèn)題及時(shí)調(diào)整和完善相應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)，提高施工技術(shù)水平，保證了較快的鉆進(jìn)速度和安全順利施工。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第17頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、新型單鋼板高標(biāo)號(hào)鋼筋混凝土復(fù)合井壁施工技術(shù)研究

為減薄井壁厚度，滿(mǎn)足井壁漂浮下沉的需要，采用了新型單內(nèi)鋼板鋼筋混凝土復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)型式，井壁最大厚度為0.85m，內(nèi)層鋼板的最大厚度40mm，鋼筋混凝土為四層鋼筋、最高混凝土標(biāo)號(hào)為C70。

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第18頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

該種半約束型井壁結(jié)構(gòu)型式和C70高標(biāo)號(hào)混凝土均為首次在鉆井法鑿井井壁中應(yīng)用。

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第19頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、泥漿護(hù)壁與控制技術(shù)的研究鉆進(jìn)過(guò)程中，使用泥漿臨時(shí)支護(hù)井幫，反循環(huán)洗井排碴，地面泥漿重力沉淀，旋流器除砂的排矸凈化系統(tǒng)。泥漿性能參數(shù)的確定不僅與地質(zhì)因素有關(guān)，也與測(cè)井、井壁下沉、充填等施工工藝密切相關(guān)，而且各項(xiàng)性能參數(shù)之間是互相關(guān)聯(lián)、互相制約、互相依賴(lài)的。

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第20頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、新型超聲波測(cè)井儀的研制

①測(cè)量范圍井筒直徑3.0~12.0m；井筒深度，鉆井泥漿中1000m。②測(cè)量精度井徑測(cè)量誤差±2cm方位測(cè)量精度誤差±1°

復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第21頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

該測(cè)井儀的研制成功，解決了大口徑深井井徑井斜測(cè)量問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和應(yīng)用證明，該儀器技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，操作方便，測(cè)量速度快。新型超聲波測(cè)井儀的研制，使我國(guó)在大口徑深井方面的測(cè)井技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第22頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、科學(xué)價(jià)值

1、龍固兩主井鉆井法施工的順利成功，使我國(guó)鉆井深度從508.2m提高到582.75m，穿過(guò)沖積層的厚度由440.82m提高到546.48m，標(biāo)志著我國(guó)鉆井法鑿井施工技術(shù)又向前跨進(jìn)了一大步，，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第23頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、對(duì)現(xiàn)有AS—9/500型鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)，電控設(shè)備，鉆具結(jié)構(gòu)及相關(guān)配套設(shè)備的技術(shù)改造，提高了設(shè)備的能力和工作性能，保證了施工的安全順利進(jìn)行，提高了工作效率。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第24頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、優(yōu)化鉆井施工工藝和鉆進(jìn)參數(shù)的技術(shù)研究，制定了符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和特點(diǎn)的施工組織設(shè)計(jì)和安全技術(shù)措施，確定了合理的鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、泥漿沖洗量等一系列鉆進(jìn)參數(shù)，保證了施工的安全、順利和高效。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第25頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4、新型單內(nèi)鋼板高強(qiáng)混凝土復(fù)合井壁施工技術(shù)的研究，確保了井壁質(zhì)量，有效地降低了混凝土的水化熱，解決了大體積混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生溫度裂紋的技術(shù)難題，為今后在鉆井井壁施工中采用高強(qiáng)混凝土復(fù)合井壁積累了經(jīng)驗(yàn)。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第26頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5、泥漿維護(hù)與控制技術(shù)的研究，成功地保證了在鉆井期間井幫的穩(wěn)定和井壁下沉的順利及壁后充填的質(zhì)量。為今后在深厚沖積層下鉆井提供了經(jīng)驗(yàn)。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第27頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

6、新型“SKD—1型大口徑深井超聲波測(cè)井儀”的研制成功，解決了大口徑深井井徑井斜的測(cè)量問(wèn)題，使我國(guó)在大口徑深井方面的測(cè)井技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第28頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目總投資額19725.31回收期（年）3年份新增利潤(rùn)新增稅收節(jié)支總額2003年37.1311.9449.072004年1283.77346.301630.072005年1408.30250.861659.16合計(jì)2729.20609.103338.30計(jì)算依據(jù)：工程預(yù)算19725.31萬(wàn)元，實(shí)際成本16996.11萬(wàn)元，營(yíng)業(yè)利潤(rùn)2729.2萬(wàn)元，新增稅收609.10萬(wàn)元。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第29頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、社會(huì)效益1、龍固兩主井582.75m采用鉆井法施工成功，創(chuàng)造了安全、快捷、優(yōu)質(zhì)的全新紀(jì)錄，將我國(guó)鉆井法鑿井技術(shù)提高到了一個(gè)新水平。2、546.48m深厚不穩(wěn)定沖積層鉆井法的成功，證明鉆井法是深厚沖積層下鑿井的最可靠的工法之一。為我國(guó)開(kāi)發(fā)深厚沖積層煤田提供了可靠的施工方法。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第30頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、提高了我國(guó)在國(guó)際上的深厚沖積層下建井技術(shù)水平，為我國(guó)打入國(guó)際開(kāi)礦市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。4、該技術(shù)的成功，加大了將鉆井法推廣到其他行業(yè)的力度，如冶金行業(yè)、交通工程、市政工程、國(guó)防工程等。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第31頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、推動(dòng)科技進(jìn)步的作用龍固兩主井沖積層厚度546.48m，鉆井深度582.75m，是我國(guó)采用鉆井法鑿井實(shí)現(xiàn)的一次巨大跨越，是我國(guó)鉆井法鑿井技術(shù)發(fā)展的又一里程碑。龍固主井的施工成功，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)、外深厚沖積層鉆井法建井的最高紀(jì)錄，將我國(guó)的鉆井施工技術(shù)提高到了一個(gè)新水平，其綜合技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第32頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、推廣應(yīng)用情況1、龍固風(fēng)井：鉆井深度580m，沖積層厚度533.1m，鉆孔直徑9.0m，成井直徑6.0m，于2003年7月1日開(kāi)鉆，2005年7月8日竣工。2、板集主井、風(fēng)井：設(shè)計(jì)凈直徑分別為6.2m、6.5m，沖積層厚分別為584.1m、583.8m，鉆進(jìn)深度分別為660m、656m，鉆孔直徑分別為9.5m、9.9m復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第33頁(yè)，課件共35頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八、本項(xiàng)目曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱(chēng)獲獎(jiǎng)時(shí)間獎(jiǎng)項(xiàng)名稱(chēng)獎(jiǎng)勵(lì)等級(jí)授獎(jiǎng)部門(mén)（單位）龍固井筒（雙井筒)近600m鉆井法鑿井技術(shù)研究