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水泥灌漿在地?zé)峋械膽?yīng)用

2014-10-21 20:04:24石志生
建筑工程技術(shù)與設(shè)計 2014年35期
關(guān)鍵詞:環(huán)狀示意圖水泥漿

【關(guān)鍵詞】 鉆探,水泥灌漿, 地?zé)峋?,?yīng)用分析

【摘要】 目前水泥灌漿隔水法在常規(guī)地質(zhì)鉆探中得到很好的應(yīng)用,本文通過實際工作中將此方法很好的應(yīng)用到地?zé)徙@進(jìn)中,以彌補(bǔ)以往該類鉆孔所采用海帶或托盤止水法的不足。

在地?zé)徙@進(jìn)中,由于孔經(jīng)大,開孔鉆進(jìn)至基巖中后,需要下定向套管,目的是隔住松散層以防垮塌,保證往下的順利鉆進(jìn),還要防止地表水的侵入以免影響水質(zhì),就必須止水,止水可以用海帶或托盤止水,而作為永久止水,還是灌注水泥可靠。下好定向管后,需換經(jīng)鉆穿隔熱層,而后需下入第二層套管,下好套管后,作用是隔住松散層和冷水,以免滲入井內(nèi)影響水溫和水質(zhì),而第二層套管往往下得較深,為止住冷水的侵入,需在套管外經(jīng)與孔壁的環(huán)狀間隙間灌注水泥漿,以徹底克服地下水的壓力。具體灌注程序如下:

一、清孔、換漿

1、先將孔內(nèi)濃泥漿及孔內(nèi)沉渣用粘度為30秒的泥漿排出孔外沉淀池中;

2、待孔內(nèi)泥漿比重為1.1時,粘度接近30秒后,抽出泥漿池內(nèi)泥漿將池壁池底殘留泥皮及沉渣清洗干凈。

二、計算出要灌注段的環(huán)狀間隙容積和水泥用量和用水量

1、環(huán)狀間隙容積計算(詳見鉆孔示意圖)

V1環(huán)=

式中h1:上灌注段深度

D1:上灌注段鉆孔直徑

d1:套管直徑

V1環(huán):上灌注段容積m3

V2環(huán)=

V2環(huán):下灌注孔段環(huán)狀間隙容積(m3)

式中:D2——下灌注孔段鉆孔直徑

d2——下灌注孔段套管直徑

h2——下灌注段深度

V總環(huán)=V1環(huán)+V2環(huán)

套管

h1(h2)

環(huán)狀間隙

d1(d2) 套管

D1(D2)

環(huán)狀間隙

鉆孔示意圖

2、計算水泥用量及用水量、替漿量、水泥漿體積。

①水泥用量計算

W水泥=V總環(huán)×m

②水用量計算

V水=

式中:W水泥——水泥用量,V水—水用量,

實際灌注應(yīng)考慮水泵抽不到水泥漿的體積和損耗系數(shù),這樣算出的水泥及水用量就更準(zhǔn)確,灌注誤差就更小。

③替漿量

過去用水泵灌漿有兩個問題易被忽視,一是當(dāng)水泥用量較多和灌漿位置較深時,往往未等水泥漿送到不定灌漿位置邊灌邊提鉆以致使水泥漿被孔內(nèi)水(泥漿)所稀釋;二是不注意鉆具內(nèi)替換水容積的計算,用過少或過多的清水壓漿和沖洗鉆具,使水灰比增大,甚至不能干固。

所以孔內(nèi)灌漿時,壓送水量必須保證壓出的漿液返高與鉆具內(nèi)的漿液高度基本相一致,即灌漿的前鋒與尾端基本上在一個水平上,以保證予灌孔段中漿液不會被稀釋。并注意開始時提鉆要慢,防止抽吸造成下部出現(xiàn)空穴。

根據(jù)經(jīng)驗,替漿水量計算公式如下:

V=V1—V2k(升)

式中:V——要求替漿量(升)

V1——鉆具內(nèi)容積加地面輸漿管道容積之和。

V2——水泥漿體積,可根據(jù)下式計算

V2= Q(升)

式中 —水的比重

—干水泥的比重為3.1

m—水灰比

Q—水泥重量,kg

、 k—壓水系數(shù),根據(jù)不同規(guī)格及不同孔經(jīng)環(huán)狀間隙計算得

④禁止以水泵泵量和時間估計替漿量

三、下套管

在套管底管以上的第二根管內(nèi)安設(shè)上單向灌注閥(如下示意圖),底管打上花眼,井口套管灌漿處安設(shè)閥門。

四、根據(jù)前面第二節(jié)計算量配制出水泥漿

灌漿單向閥示意圖

灌漿單向閥示意圖

五、灌注

灌漿單向閥示意圖

1、將配制好的水泥漿用高壓泥漿泵送入井底。

2、灌完后,根據(jù)前面計算的潛漿量壓入清水。

3、壓完清水后為防止水泥漿由于停泵瞬間水泥漿壓差回灌,應(yīng)將套管灌漿口閥門立即關(guān)閉。

五、清洗機(jī)具

待水泥漿灌注完畢閉漿后,以灌注口閥門處取脫高壓管,抽清水進(jìn)行清洗洗,出的水不能讓其流入孔內(nèi),然后清洗高壓泵和其他水泥漿配制機(jī)具以及清洗泥漿池內(nèi)的殘水泥漿液。

我隊在石阡中壩鎮(zhèn)地?zé)峋@井中就采用了上述方法灌注水泥漿孔深340.75m處,孔徑口245mm,下套管Φ224mm,一次灌注成功。

參考文獻(xiàn)

[1]李世忠.鉆探工藝學(xué) (上冊) [R].地質(zhì)出版社.1992

[2]曾祥熹、陳志超.鉆孔護(hù)壁堵漏原理[R].地質(zhì)出版社.1986

[3]劉廣志.巖芯鉆探事故預(yù)防與處理[R].地質(zhì)出版社.1991

[4]蘇延福.塔河油田深井先期承壓堵漏技術(shù)探討[J].西部探礦工程2009(21)

作者簡介:石志生,男,1958-6,工程師,貴陽市,主要研究方向:地質(zhì)鉆探

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