丁立強(qiáng)，王 鑫

(內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局109勘探隊(duì)，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008)

在煤田地質(zhì)勘查領(lǐng)域中，有一種鉆孔類型為水文地質(zhì)孔，須要進(jìn)行封閉止水的水文孔，在施工過程中會(huì)涉及到固井工藝的選擇問題。固井，即當(dāng)鉆孔達(dá)到一定深度時(shí)，在鉆孔內(nèi)下入一定規(guī)格的套管，并在鉆孔與套管之間形成的環(huán)形空間注入水泥，將套管與鉆孔壁固定起來。通過固井，可以封隔易塌、易涌等復(fù)雜地層，并可以達(dá)到隔離非目的試驗(yàn)層的作用。

內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾地區(qū)在固井工藝的具體操作時(shí)，主要有管內(nèi)注漿法和管外注漿法。本文以常見的這兩種方法為例，針對(duì)其優(yōu)、缺點(diǎn)及實(shí)際操作時(shí)可能發(fā)生的一些問題進(jìn)行了分析研究。

1 管內(nèi)注漿法與管外注漿法

1.1 管內(nèi)注漿法(以下簡稱方法1)

首先將海帶編成密實(shí)的辮子，纏繞在止水井管止水部位下端，海帶累計(jì)高度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最大直徑略小于鉆孔直徑，用鐵絲扎緊，兩端焊接托盤起保護(hù)作用。在海帶上部環(huán)繞捆綁一定高度的膠皮，膠皮中充填半濕粘土，膠皮最大直徑稍大于鉆孔直徑。

在濾水管上部0.3～0.5 m處用鐵板將井管內(nèi)焊死，防止水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)。在注漿口管外止水膠皮位置上部3～5 m處，割開4～8個(gè)長度為15～20 cm，寬度約為1 cm的切口，在管壁兩側(cè)對(duì)抽縫隙，管壁外加有彈性膠皮門簾，捆扎膠皮兩側(cè)，防止脫落。下管工作完成后，待海帶充分膨脹后，用水泥漿封閉膠皮上部井管與孔壁之問的環(huán)狀間隙。

在注漿前，孔口用厚度為3～5 mm的鋼板焊封，中間挖孔，用鋼管焊接約0.3 m，用高壓膠管連接，在孔口閥門鋼管上加閥門開關(guān)。向井管內(nèi)注入一定體積清水，將稀泥漿從管外全部換出(頂出)，同時(shí)防止注漿管管內(nèi)堵塞。開始將計(jì)算好使用量的水泥漿由管內(nèi)注入管外，注入水泥漿至孔口。注漿結(jié)束后，再注入一定的清水將注漿管及泥漿泵殘余水泥漿頂出，然后將孔口閥門關(guān)閉。

注漿結(jié)束48 h后，用鉆具將鐵板(托盤)掃開，進(jìn)行下一步的洗井工作。

1.2 管外注漿法(以下簡稱方法2)

首先將海帶編成密實(shí)的辮子，纏繞在止水井管止水部位下端，海帶累計(jì)高度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最大直徑略小于鉆孔直徑，用鐵絲扎緊，兩端焊接托盤起保護(hù)作用。在海帶上部環(huán)繞捆綁一定高度的膠皮，膠皮中充填半濕粘土，膠皮最大直徑稍大于鉆孔直徑。下管工作完成后，待海帶充分膨脹后，用水泥漿封閉膠皮上部井管與孔壁之間的環(huán)狀間隙。

在注漿前，孔口用厚度為3～5 mm的鋼板焊封，中間挖孔，用鋼管焊接約0.3 m，用高壓膠管連接，在孔口閥門鋼管上加閥門開關(guān)。每次注漿前，向管內(nèi)注滿清水，使管內(nèi)有一定的靜壓力，可防止注漿時(shí)水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)。

水泥漿分兩次注入，第一次先封閉須要進(jìn)行止水位置的下部10 m，注漿方法為泵送法，即先將鉆具從井管與孔壁之間的環(huán)狀間隙下到距離止水材料(膠皮)頂端2～3 m處，清水沖孔，待井口上返清水后方可開始封孔，邊注水泥漿邊提離鉆具，但鉆具不得提離漿面。

待水泥漿初步凝固后，再采用相同方法注入水泥漿至設(shè)計(jì)位置。注漿結(jié)束待水泥漿初步凝固后，進(jìn)行下一步的洗井工作。

2 優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比分析及可能發(fā)生的問題

2.1 優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比分析

方法1的優(yōu)點(diǎn):采用一次注漿的方式，可節(jié)省一定時(shí)間。由于在濾水管上部0.3～0.5 m處用鐵板將井管內(nèi)焊死，使濾水管內(nèi)有一定的靜壓力，可防止注漿時(shí)水泥漿從井管外進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)，提高操作的成功率。

方法1的缺點(diǎn):由于只能采用一次注漿的方式，當(dāng)止水部位下端較深時(shí)，注漿時(shí)管內(nèi)壓力很大，且注漿時(shí)中途不能停止，故其對(duì)機(jī)械設(shè)備的硬件要求較高，注漿中途機(jī)械設(shè)備不能出現(xiàn)故障。注漿結(jié)束48 h后，才能將鐵板(托盤)掃開，一旦有部分水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)，處理事故時(shí)會(huì)有一定難度。

方法2的優(yōu)點(diǎn):注漿操作時(shí)可采用兩 次或多次注漿的方式，注漿中途可以暫停，且注漿時(shí)可邊注水泥漿邊提離鉆具，有效減少注漿時(shí)管內(nèi)的壓力，故其對(duì)設(shè)備的硬件要求不高，允許設(shè)備出現(xiàn)不可預(yù)見的故障，從而提高操作的成功率。

方法2的缺點(diǎn):由于采用兩次或多次注漿的方式，相應(yīng)的較方法一耗時(shí)較長一些，一旦有部分水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)對(duì)下一步的洗井工作產(chǎn)生不利影響。

2.2 可能發(fā)生的問題

方法1在注漿操作時(shí)，一旦有某個(gè)環(huán)節(jié)沒有處理好或者機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，將導(dǎo)致注漿失敗，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)?dǎo)致鉆孔報(bào)廢，導(dǎo)致施工工期延誤。

方法2一旦操作時(shí)有部分水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)，也會(huì)導(dǎo)致施工工期延誤。且較方法1耗時(shí)較長一些，當(dāng)施工工期時(shí)間緊迫時(shí)，不利于項(xiàng)目的迅速完成。

3 結(jié)語

1)鑒于上述兩種操作方法的綜合分析結(jié)果，在實(shí)際工作中，筆者認(rèn)為采用管外注漿法效果較理想。

2)在工程項(xiàng)目中，水泥固井工藝的具體操作方式的優(yōu)劣，會(huì)直接影響操作的成功率、施工所需要的時(shí)間，從而決定項(xiàng)目進(jìn)行的順利與否。

本文研究結(jié)果進(jìn)一步完善了固井工藝的具體操作方式，在工程項(xiàng)目中具有重要的實(shí)際意義。