新乡市人民警察训练学校地热井施工组织设计

一、工程概况地形地貌与地质条件：该工程位于新乡市延津县。钻探揭露深度内为第四系及第三系地层，岩性有中粗砂、细沙、粉细沙与粘土、亚粘土互层，呈多层结构。可钻性较高，富水性较强。工程目的：为满足新乡市人民警察训练学校用水需要。工程名称：新乡市人民警察训练学校地热井工程地址：新乡市延津县榆东工业园区内合同及技术要求1、井眼数：壹眼2、井深：1500.00m(据实钻地层岩性调整)。3、出水温度：55±1℃4、出水量：35吨/小时±3吨/小时。3、管径结构：0-150m下入Ф273×8mm螺旋管，下部为Ф159×6mm无缝管。4、砾料:Ф1-3mm天然砾料。5、按国家地质规范要求施工：含沙量不超过万分之一；井孔斜度不大于3度；浊度不大于3度；6、工程工期：开工后45天竣工。二、施工方案与技术措施一、施工方案：依据《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）、《机井技术规范》（SL256-2000）、《供水管井技术规范》（GB50296-99）及其它相关规定对该井设计如下：1、井径结构：开孔为保护孔口地层稳定根据情况要下入一定深度的孔口保护管，孔口保护管的内径不小于Ф530mm，下入深度应视上部所钻具体的地层岩性情况及其稳定性而定。0-150m井径Ф530mm，150-1500m，井径Ф350mm。2、管径结构：0-150m下入Ф273mm×8mm螺旋钢管；150-1500m下入Ф159×6mm的无缝钢管；在相应的含水层段下入Ф159mm×6mm镀锌桥式滤水管。3、下管：采用钢丝绳提吊一次完成下管作业。在适当的位置安装井管扶正器。每组四个。4、投砾、止水投砾：采用动水投砾，砾料规格视物探测井情况而定，其规格一般不大于Ф1-3mm，天然砾料。止水：采用Ф15-25mm的优质粘土球止水，止水厚度≥20m，止水深度视测井结果而定。5、固井：投砾、止水结束，其上部非开采段要及时采用Ф10-20mm的固井碎石固井，并在适当的位置进行止水，以封闭中深层及浅层水。6、采用深井潜水泵洗井，并按要求做好抽水试验。二、技术措施：（一）安装1、钻机安装首先要进行地基加固。对钻塔底座地基承载力的要求满足地热井工程施工，在主要受力部位预制混凝土，混凝土必须在同一水平面上，为了使地基能承受钻探设备的全部重量及震动负荷，增大地基的抗压强度，防止因地基不稳固而发生坍陷造成设备倾斜或翻倒，机场地基必须平整、坚固、稳定，布局合理。在修筑地基和安装基座时，应考虑地表情况、钻探设备类型、钻孔深度等。2、平地基应根据钻孔设计和施工需要并结合安全要求合理确定地基长、宽尺寸和纵长方向。地基加固后进行摆放底木梁，安装钻塔底座，安装钻机等，钻塔底座的填方部分不得超过塔基面积的四分之一。在安装过程中要注意：钻塔底座的中心必须与钻机转盘中心相重合。天车、游动滑车，转盘中心，三点一线。3、设备安装做到水平、周正、稳固，按规定安装钻塔绷绳。4、安装所有用电设备应有接地装置，钻塔顶部安装避雷装置。5、设备安装安全防护设施齐全，符合有关安全规程；6、施工现场布置应紧凑、整齐、合理；管材工具和附属设施应摆放整齐，所有物资材料不得随意摆放。（二）开孔开孔是深井施工的关键环节，操作人员要避免急燥情绪，慎重掌握各种钻进参数的配合使用。开孔宜采用Ф311mm或Ф346mm牙轮钻头，以避免钻具振动、摆动为原则。开孔要确保立轴垂直，发现偏斜及时纠正。（三）钻进1、钻具组合：该孔钻进过程采用“宝塔”式钻具组合，合理级配。从下往上钻具组合依次为：Ф311mm牙轮钻头——Ф203mm钻铤2根——Ф178mm钻铤2根——Ф146mm钻铤4根——Ф114mm钻杆4根——Ф89mm钻杆——立轴钻杆。2、钻进参数钻压：在钻进过程中要以不超过钻铤重量的70%加压，在上述原则下结合地层情况给孔底施加一定的压力。泵量：在泵压允许的条件下，尽可能使用大泵量。转速：配合钻压及进尺情况，灵活掌握，低钻压进尺慢的情况下可以开高转速，高钻压进尺快避免开高转速，另外在选择转速时不要使钻具产生跳动或摆动。（四）保持钻孔垂直的方法、措施1、把好安装开孔关；2、掌握好孔底钻铤加压的原则；3、正确使用泥浆，保持泥浆性能满足要求，保持孔底干净；4、进尺较慢时应及时起钻检查钻头；5、每百米测斜一次，前100米，每50米测斜一次，发现孔斜要及时纠正。（五）泥浆泥浆是钻井的血液，是施工成败的关键，好的泥浆不仅能使我们提高生产效率，而且还可以避免事故或少出事故，即使出了事故也为处理事故创造了好的条件，因此机台施工必须重视泥浆。该施工对泥浆提出如下要求：1、泥浆循环槽长度不小于30m；2、沿泥浆循环槽开挖2-3个泥浆沉淀池，每个容积不小于6m3；3、泥浆池总容积不小于1/2钻孔容积；4、配置振动除砂和旋流除砂设备以净化泥浆；5、定期清理泥浆循环槽及沉淀池，勤维护、勤捞渣；6、调整泥浆性能应按泥浆循环一周时间进行加水或加处理剂调整，避免泥浆循环不均。7、各班配专人管理泥浆，建立健全泥浆管理组织和规章制度，确保泥浆性能满足各阶段的要求，认真做好记录（每日早晚各测量一次，特殊情况另加测）对泥浆性能要求如下：钻进过程下管前投砾前比重1.10-1.20≤1.15粘度20-25秒18-19秒16-17失水量25ml/30min15ml/30min含砂量4%≤2%PH7.58泥皮2.5mm1.5mm（六）终孔钻进终孔后，经充分冲孔换浆及调整好泥浆性能后起钻及时进行物探测井。（七）扩孔及刷孔1、0-1500m用Ф346mm牙轮钻头扩孔，注意：在扫孔时每次使转盘停止时要慢慢断开离合器，以防止钻铤甩脱。1、0-150m扩孔口径Ф530mm，扩孔结束首先使用Ф346mm牙轮钻头通孔，钻进终孔进行刷孔时，钻具组合为：刷孔器——Ф89钻杆——立轴，刷孔器长度不小于5m。探孔钻具最大外径不小于Ф330mm然后使用刷孔器探孔。刷孔是下管前的必要准备，刷孔一要消除孔内泥皮，二要探清孔内情况，刷孔过程要求既要快又要细致。（八）下管1、对成井管材的要求：该井成井管材为Ф273mm和Ф159mm两种规格，壁厚分别为8mm和6mm，滤水管为Ф159×6mm镀锌桥式滤水管；桥高0.75mm，进场管材必须符合质量要求，随园度≤1mm，外径偏差≤1mm，且具有合格证和管材材质单。2、下管方法：采用钢丝绳提吊法一次完成下管，管与管之间采用管箍焊接连接。在沉淀管上部预留二次冲孔母锥盘。3、在滤水管上下各加焊一组扶正器，扶正器应对称加焊，确保井管居中。（九）投砾、止水二次冲孔换浆泥浆粘度16秒时开始动水投砾，投砾速度要均匀，避免时快时慢，严禁将推车内砾石直接倒入孔内，投砾要四周均匀投入，投砾速度以每小时3m3为宜，投砾量按下式计算：V=π(D2-d2)kh4式中：V——投砾量（m3）D——钻孔直径（m）d——井管外径（m）k——超径系数（1.10-1.20）H——投砾高度（m）当投砾量达到需要止水的位置时，再加投一定数量（砾石密实后体积减少部分）的砾石，然后停止投砾，半小时后投入拌有机油的半风干优质粘土球。投入粘土球的量参考上式计算，止水厚度≥20m，其它非开采段和非止水段可投填一定比例的碎石和砂的混合物进行固井。（十）洗井和抽水试验选用深井潜水泵进行洗井，待水清砂净后按要求进行抽水试验，抽水试验结束前要采取水分析样一组。三、设备选择根据成井深度，成井结构及地质情况，确定选用GZ-2000型深井钻机及其配套设备；泥浆泵选用3NB-350型泥浆泵。四、供水、供电供水：机台24小时不间断连续供水，供水水量不小于30m3/h，特别是后期成井结段。供水水量大小可以调节。供电：供电电源容量不小于400千伏安，独立供电。电源变压器距机场一般不应大于100米。五、孔内事故的预防和处理1、认真检查钻具，发现不合格或报废钻具坚决换掉，定期导换钻杆，合理掌握钻进参数。2、开车起钻要平稳，禁止加压起动转盘，不得强行开车，避免损坏机具。3、在钻进过程中操作者应注意观察下列情况；钻压仪和泵压表示值变化；进尺较慢是否正常；是否跳钻、蹩车、蹩泵；泥浆排量和岩屑上返情况；泥浆性能变化和消耗渗漏情况；转盘运转和扭矩大小变化情况；电机运转声音、电流大小、皮带跳动情况；设备运转情况等。另外，操作者还应对孔内情况清楚、钻具情况清楚，孔深清楚、机余清楚。4、精心操作，送钻、加压均匀，保持孔底干净，不打懒钻。5、如起下钻遇阻，不能强拉硬墩，应采取积极有效的方法消除阻力。6、控制起下钻速度，不得在砂性地层长时间冲孔。7、坚持回灌钻孔，任何情况下都要保持钻孔充满泥浆。8、任何情况下钻具都不得长时间静置孔内，因故停止钻进时应经常活动机具，上下范围不小于4m，回转钻具超过十圈。9、做好钻头入孔前和起钻后的检查工作，钻头入孔前应仔细检查丝扣、牙轮、牙齿、轮掌、轴承、水眼等，起钻后应仔细检查牙轮的轮齿、轮掌的磨损情况以便采取措施，对发现有问题的牙轮钻头不得入孔使用。10、现场必须备好打捞工具，做好事故处理准备。11、进入取水层段应做好岩样捞取和钻探判层工作。12、出现事故要及时回报，及时制定处理方案，及时处理六、质量管理体系与措施在本工程的施工过程中，我单位将切实贯彻和实施国家颁布的系列标准，严格遵守企业的质量方针，按照单位ISO9001质量管理体系进行项目质量管理，规范各项管理工作。为实现对工程质量的高效管理，拟在本工程中建立在公司经理领导下的以项目经理为首，以项目总工程师为直接领导，以项目工程质检、安全部为主体，以各专业工长为执行者的质量管理组织机构（即工程质量检查监督机构）。本工程质量管理体系见“工程质量管理体系结构框图”、见下页：工程质量管理体系结构框图保证供水井工程质量的措施：（1）建立以项目经理为主的质量保证体系，完善各项管理制度，进行文明施工，争创优质水井工程。（2）工程开工前，技术负责安设计要求向机台施工人员进行技术交底，落实各项施工技术要点，分析可能出现的问题，并制定出防范现场管理队长专业技术测量试验施工队伍公司总经理公司副总经理总工程师管理者代表项目经理质量生产技术措施。（3）安全技术员应从设备安装到终孔验收每道工序进行监督检查，严格执行施工规范和施工设计。（4）质检员对购进的材料严格把关验收，依据规范和设计要求对来料进行质量检查，对不合格管材、砾料等不允许使用。（5）施工中坚持无施工组织设计不准施工；无必要的质量检测工具和仪器不准施工；上道工序不合格不准转入下道工序施工的“三不准”施工原则，切实把好“三关”（设计关、施工关、验收关）。（6）成井前，项目技术负责、机长必须会同甲方代表在现场，根据实际地层情况，决定成井结构的各项参数。（7）开展QC小组活动，并依据颁发《工程勘察施工单位QC小组管理办法》进行管理。（8）加强技术管理资料、检验资料、试验资料的收集整理工作，做到真实、及时、准确、整洁、规范。七、安全生产管理体系与措施一、安全生产目标及安全生产体系坚持“预防为主，安全第一”的生产方针，严格遵守执行国家有关安全的法令法规，做到杜绝死亡事故和重大安全事故发生。1建立以项目经理为首的安全生产领导体系，有组织、有领导的开展安全管理活动，项目经理承担组织、领导安全生产的责任。2建立各级安全生产责任制，明确各级人员的安全责任。3设立专职安全部门，对安全生产责任落实情况要认真检查，详细记录。做到该说的一定要说到，该做的一定要做到。4体系建立后应在开工前进行安全教育，建立全员控制的安全体系。5安全技术交底制：根据安全措施要求和现场实际情况，各级管理人员需亲自逐级进行书面交底。6班前检查制：责任工程师必须督促与检查施工方、专业分公司对安全防护措施是否进行了检查。7每周安全活动制：经理部每周一要组织全体工人进行安全教育，对上一周安全方面存在的问题进行总结，对本周的安全重点和注意事项作必要的交底，使广大工人能心中有数，从意识上时刻绷紧安全这根弦。8定期检查与隐患整改制：经理部每周要组织一次安全生产检查，对查出的安全隐患必须定措施，定时间，定人员整改，并作好安全隐患整改消项记录。9管理人员和特种作业人员实行年审制，每年由