楊衛(wèi)華
近日,河南省資源環(huán)境調查四院(以下簡稱“資環(huán)四院”)順利完成陜西省高家堡西區(qū)二期直排鉆井項目,項目完成排水鉆井兩個,單口鉆井深920米,井徑1000毫米,下入套管重達420噸,其鉆井之深、井徑之大、套管之重,在國內大口徑鉆井施工領域實現新突破。
工作以來,資環(huán)四院克服重重困難,精心謀劃,制定科學的施工方案和詳細的節(jié)點控制,僅用240天就高標準、高質量、高效率完成了全部施工任務,比計劃提前59天,得到當地政府的肯定。
找準問題定方案
近年來,資環(huán)四院雖然在大口徑工程井市場已完成各類井型30余口,積累了一定的施工經驗,但是在陜西省高家堡西區(qū)二期直排鉆井項目施工中仍遇到不少的困難,如下部地層含礫巖層段較多、可鉆性差,存在“假縮徑”、坍塌、掉塊等問題。
面對困難和挑戰(zhàn),資環(huán)四院黨委書記、河南省大口徑鉆井研究中心主任白領國親自挑選精兵強將組建項目組和課題攻關組,主管項目的副院長更是吃住在井隊,研究地區(qū)地層、鉆探等相關資料,現場分析和解決鉆探、泥漿、套管安裝等問題。為攻克套管安裝起吊技術難題,資環(huán)項目部人員多次到重慶郵電大學、鄭州機械研究所、天津索具拉力實驗室等單位,商討制定套管起吊方案,并對方案進行反復論證和試驗,制定出一整套大噸位、大直徑套管安裝的可靠方案。
科學施工克難題
雖然項目組前期制定了周密的方案,但是在施工過程中還是遇到了一些難題。“我們通過科學施工,這些問題都得到了順利解決?!表椖拷浝硇觳ㄕf。
在施工之前,徐波帶領技術人員對原有各類型鉆頭進行全方位測量,建立3D建模。對鉆頭的選型、結構進行計算和優(yōu)化,對探查孔及導正孔地層數據進行研判分析,將不同類型的鉆頭入井時間精確到米。這樣一來,鉆進效率節(jié)節(jié)攀升,1000毫米直徑的鉆井,日進尺突破82米,鉆井周期比計劃工期提前59天。
“由于井內地層復雜,泥漿液漏失嚴重,泥漿性能關系到項目的成敗,我們決不能掉以輕心?!鄙a經理楊廣建反復向大家強調。為此,他專門在施工現場設立泥漿實驗室,成立泥漿管理小組,針對該區(qū)域地層特點,一次次摸索實驗,一次次記錄每一種配比下的泥漿性能,終于摸索出了適用于彬長礦區(qū)大直徑鉆井施工的泥漿性能標準,為安全施工打下堅實基礎。
施工過程中,大家發(fā)現單井套管重量達420噸,而鉆機提升能力只有120噸。怎么辦?經多方研究,項目部決定采用650噸履帶起重機配合提吊下管作業(yè),但國內沒有任何經驗和案例可供參考。為此,資環(huán)四院與重慶郵電大學自動化實驗室展開合作,首次引入有限元受力分析,對下套管作業(yè)中的各個受力單元進行分析和試驗論證,依托數字化模擬分析及試驗數據做理論支撐,對原有套管安裝方案多次進行綜合評判優(yōu)化。最終,兩口排水鉆井下管作業(yè)順利完成。
創(chuàng)新技術提效率
資環(huán)四院能攻克一個個難關,是因為長年施工大口徑鉆井中涌現的一個又一個“勇士”,他們通過改進生產工藝,確保工作效率穩(wěn)步提高。
負責氣割焊接的廖師傅,熟悉各種焊接方式,電焊、二保焊、氬弧焊、釬焊等都不在話下。工作中,他更是勇于創(chuàng)新,每次鉆頭出井,都是第一個到場,清洗鉆頭,觀察鉆頭磨損情況,拿著尺子在鉆頭上比比畫畫,不斷優(yōu)化調整刀翼的擺放位置和角度,使鉆頭更適應地層結構,提升鉆進效率。通過在尺身頂端和游標尺處加裝錐子,使得在鋼板上切割圓孔時更加方便快捷;根據現場加工鉆頭的結構不同,設計出通用的牙掌對焊裝置,使鉆頭加工效率提升30%。
套管吊裝結束后需要將井中的泥漿排出以便處理,但是想要從900多米的深井中把泥漿安全排出也并非易事,使用普通水泵水管工藝復雜,風險大,排漿并不適用。如若處理不當可能會造成工期的延誤甚至造成井內事故。為此,項目經理與鉆機機長經過多次研究,用泥漿泵的閥體作為止水器制作了提漿用的泥漿桶,反復試驗改良后,發(fā)明了獨有提漿桶,順利解決了廢漿排出問題。
正是因為他們的不懈努力,才保證了項目順利完工,創(chuàng)造出國內該領域施工技術和工藝紀錄。(作者單位:河南省資源環(huán)境調查四院)