孫景武,宋國龍,唐岳明,李 洋

(1.華潤電力〈錫林郭勒〉煤業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000;2.內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050）

自制水文孔過濾管起拔工具及其工程應(yīng)用

孫景武1,宋國龍2,唐岳明1,李 洋2

(1.華潤電力〈錫林郭勒〉煤業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古錫林浩特 026000;2.內(nèi)蒙古地質(zhì)工程有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古呼和浩特 010050）

水文地質(zhì)勘探過程中,有時會遇到起拔過濾管。在起拔過濾管施工中完成新型自制過濾管起拔工具的設(shè)計、使用,取得良好效果。該工具造價低、易加工、安全易操作,為以后處理類似情況和鉆孔事故,降低費用、提高生產(chǎn)時效創(chuàng)出了一條新路。

水文勘探孔;過濾管;起拔工具

煤田水文地質(zhì)勘探中,經(jīng)常會施工水文地質(zhì)孔進(jìn)行抽水試驗。由于在第四系、比較松軟的第三系以及白堊系地層中,孔壁容易垮塌,需要下過濾管方能進(jìn)行抽水試驗。一些水文孔靠近井田的初期開采范圍,為了保證礦井的開采安全,水文地質(zhì)孔完成抽水試驗后煤層孔段封孔質(zhì)量必須達(dá)到《煤田地質(zhì)勘察規(guī)范》要求,需要起拔過濾管以便使封孔質(zhì)量更加可靠。煤田水文地質(zhì)孔抽水試驗一般要進(jìn)行3個降深,大量的抽水使地層通過濾管,爾后抱死,給起拔過濾管增加了很大的難度。我們在實際施工中自制了一種簡易的工具(類似考古工作中的洛陽鏟）,在內(nèi)蒙古五間房煤田水文地質(zhì)勘探施工中成功起拔了過濾管。

1 自制過濾管起拔工具的結(jié)構(gòu)和使用

圖1 自制過濾管起拔工具

在起拔過濾管過程中,使用鉆機(jī)的卷揚機(jī)升降起拔工具,自上而下沖擊過濾管周圍的地層,沖擊時用稀泥漿保護(hù)孔壁。

2 操作要點

(1）沖擊高度控制在1.5～2.0 m,沖到接箍處適當(dāng)控制提升高度,以防接箍損壞;沖擊時要經(jīng)常檢查鋼絲繩、繩卡的松緊度,每沖擊0.5 h要擰緊鉆桿一次,避免鉆桿脫扣。

(2）沖擊時起拔工具不能停留在一個方向,要不斷變換位置,防止將過濾管擠偏或沖斷過濾管。

(3）泥漿性能要達(dá)到如下指標(biāo):粘度25～28 s,密度1.10～1.15 g/cm3,失水量20 mL/30 min,泥餅厚度2 mm,pH值9。不能停泵,防止粘、吸、卡死,出現(xiàn)泥漿流動不暢及時將起拔工具提出孔外。

(4）保證泥漿泵的完好性。

3 應(yīng)用實例

內(nèi)蒙古五間房煤田位于錫林郭勒盟二連煤盆地的中部,主要含煤地層是早白堊系的白彥花組。五間房煤田一井田的ZKKJ27-17水文地質(zhì)孔位于礦井的初期采區(qū),而且在首采工作面的中部,該工作面預(yù)計在1年左右就要回采。該孔主要對3-3煤層頂板含水層進(jìn)行抽水試驗。為了保證礦井的安全,對該孔的封孔要求非常嚴(yán)格,必須將過濾管起拔后封孔。

ZKKJ27-17水文地質(zhì)孔孔深282 m,所揭露的地層依次為:

第四系風(fēng)積沙,由顆粒不等的細(xì)沙、粉沙組成,松散,厚度4.40 m。

第三系粘土(巖）,以淺磚紅色為主,泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造,成分以粘土礦物為主,細(xì)膩、有粘滑感;稍濕,可塑～硬塑狀態(tài),鉆孔縮徑;局部含少量白色形狀不規(guī)則的鈣質(zhì)結(jié)核,厚度50.39 m。

白堊系,為本區(qū)主要含煤地層,由泥巖、不同粒級砂巖、砂礫巖和煤層組成,泥巖單層厚度0.20～18.62 m,不同粒級的砂、砂礫巖、細(xì)礫巖的單層厚度0.20～17.53 m。該地層膠結(jié)程度較差,屬半固結(jié)巖層。

ZKKJ27-17水文地質(zhì)孔的含水層在白堊系,由于該地層膠結(jié)程度較差,屬半固結(jié)巖層,抽水試驗極易塌孔,所以必須下過濾管。該孔的結(jié)構(gòu)為:0～56 m段為“219 mm的實管,56～104 m段是“219 mm的過濾管,104～282 m段為“108 mm的過濾管(見圖2）。ZKKJ27-17水文地質(zhì)孔分3個降深,最大降深涌水量為887.16 m3/d。

用“260 mm的巖心管加工的起拔工具順著“219 mm過濾管鏟到106 m處,使上部井管與地層分離,然后用反絲工具將上部“219 mm井管在變徑接頭處反開,分段提出孔口。下部采用“127 mm的巖心管加工的起拔工具順著“108 mm過濾管往下鏟,每次不大于20 m。在保證泥漿護(hù)壁完好的情況下及時用反絲工具將已經(jīng)與地層分離的20 m過濾管提出孔口,如此反復(fù)。一星期的時間將282 m過濾管全部起拔出來。事后進(jìn)行測井驗證孔內(nèi)無殘留物,圓滿封孔。

圖2 ZKKJ27-17水文地質(zhì)孔結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)論

按照常規(guī)的浸油法和反扣法處理起拔過濾管需要較長時間,易發(fā)生事故。反扣法起拔井管,由于地層的擠壓,需要較大的力量才能將絲扣反開,容易反斷鉆孔或造成機(jī)械事故。

自制的起拔工具具有制造容易、成本低、使用便捷、效果明顯、成功率高等特點。不僅減少處理時間,而且工具制作投資少,另外處理事故工具沒有消耗,節(jié)省投資。在以后的五間房二礦井筒檢查孔施工中使用此方法成功將572 m過濾管全部起拔出來。因此凡在地層膠結(jié)不致密的地層均可選用,具有較大的推廣性,同時也可以在水源井或其他勘探孔井壁管的起拔中使用。

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[4] 李云峰.陜北淺層石油定向井鉆進(jìn)工藝[J].探礦工程,2003, (S1）.

[5] 王媛媛.處理鉆具粘卡事故專用工具的試驗研究[J].地下水, 2009,(5）.

Self-designed Pulling Tool for Filtrat ing Tube in Hydrological Hole and Its Engineering Application

SUN Jing-wu, SONG Guo-long2,TANG Yue-m ing1,L I Yang2(1.China Resources Power〈Xilingol〉Coal Industry Co.,Ltd.,Xilinhot InnerMongolia 026000,China;2.InnerMongolia Geo-engineering Co.,Ltd.,Hohhot InnerMongolia 010050,China）

Self-designed new pulling toolwas designed and applied in pulling filtrating tube processwith low cost,easypro-cessing,safe and convenient operation,and with good effect.

hydrological exploration hole;filtrating tube;pulling tool

P634.4

:A

:1672-7428(2010）07-0032-02

2010-03-15

孫景武(1969-）,男(漢族）,江蘇徐州人,華潤電力〈錫林郭勒〉煤業(yè)公司高級工程師,煤田地質(zhì)專業(yè),從事煤田地質(zhì)和礦井地質(zhì)工作,內(nèi)蒙古錫林浩特市。