深层井的施工方法及成井工艺

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1、深层井的施工方法及成井工艺王鑫（忻州市忻府区牧马河水利管理处，忻州034000）摘要：简要介绍了一个深层井的成井基本地质条件，详细论述了深层井的施工方法及成井技术要求及工艺。关键词：深层井；施工；工艺中图分类号：S277文献标识码：B41工程概况山西鲁能河曲电煤公司上榆泉煤矿2#水源井位于上榆泉煤矿工业场区内，目的是为了解决选矿厂正式投产后矿井生产和生活用水。设计井深为750m，终孔井径不小于219mm，工程建成后可日提供水量1800～2200m3/d。该井水质要求达到生活饮用水水质标准，水质类型HCO3—Ca、Mg水，矿化度＜0.5g/L。施

2、工要求开采奥陶系深层岩溶裂隙水，对上部石炭、二叠系煤系地层进行永久性止水。2工程地质、水文地质条件水源井工程地处天桥泉域北端，龙口泉域南端，西临黄河，东临黄土高原，黄河为本地区地表水与地下水的最低侵蚀区，水井位于两大泉域的接壤处，为地下水的分水岭处，补给与排泄分布不清。水井所处位置顶部为第四系全新统洪积土夹碎石，厚3.7m，其下为二叠系下统石盒子组，层厚37m左右，再下为石炭系地层，为二叠系下统本溪组和上统太原组，总厚292m，以下为中奥陶系中、上马家沟灰岩地层，埋深302m～750m，。施工区有县级大路南北相连，交通便利。区内地下水类型主要两

3、种：即二叠、石炭系碎屑岩裂隙水和奥陶系碳酸盐岩岩溶水。二叠、石炭系碎屑岩裂隙含水岩系水质极差，不宜开采。故凿井过程中采用泥浆固壁封闭，钻穿后进行永久性止水。下奥陶系白云岩、白云质灰岩和中奥陶系上下马家沟组灰岩、白云质灰岩和白云质泥灰岩为主要含水岩层，裂隙与溶蚀发育，局部溶洞发育，透水性强，大部分属中等富水或富水。含水层总厚在200m左右。区域稳定水位高程约850～900m左右。3施工方法及成井工艺3.1钻进方法水源井孔孔口采用人工开挖，然后埋设护口管，护口管直径为Φ500㎜，为捲管,护口管下入埋好后,管子周围用人工夯实,确保孔口牢固、稳定。护口

4、管埋设好后,开始钻进,钻具采用Φ350㎜牙轮钻头无芯钻进,钻至12m,改用Φ500㎜牙轮钻头钻进,奥陶系地层以上，石炭、二叠系砂页岩和含煤地层，采用泥浆固壁循环钻进，为了判别地层岩性，每钻都要留取岩粉，对照本区已有的勘探孔SD1#4，确定穿过的地层岩性，基本满足地质判层要求。钻至292.5m变层见灰岩。为了止水,又钻进灰岩12m停钻,进行永久性止水,止水深度为303.8m。奥陶系石灰岩钻进，也是采用牙轮钻头无芯钻进，但冲洗液改为清水钻进，并每钻留取岩粉，便于判别地层，特殊情况用圆管钻进，提取代表岩芯，帮助地质判别地层。总的看，地层岩性判别基本与

5、勘探孔SD1#和1#水源井一致，满足要求。3.2孔斜测量及孔深校正本井孔钻进基本保持100m测斜一次，方法采用Kxp—1型井孔测斜仪，每次测量均在规范和设计要求范围内。终孔偏差为0.1m。3.3下井管本井孔下入的止水井管均采用国家优质钢材Q235系列，壁厚8mm，由太原勘测实业有限公司提供，均有资质证书，套管质量符合要求。下管时又请有资质证书的专业焊工进行井管焊接，焊接牢固、严密、不漏水，符合质量要求。3.4止水本井孔穿过石炭、二叠系含煤砂页岩地层，进入奥陶系地层，取奥陶系灰岩水，但对上部含煤地层水要进行严密封水，以保证水质不污染，确保水质。止

6、水工作有两个主要环节必须有保证，一是确保见到奥陶系灰岩地层无误，保证止水真正在奥陶系灰岩顶部；二是确保止水套管已穿过稠水泥浆，直插到孔底。只有做到这两点，才能保证止水效果，本工程止水即按此要求进行的。钻孔进入奥陶系灰岩地层后，经过反复取芯证明已进入灰岩后，才开始进行永久止水工作。止水前先进行清孔换浆，即从孔底送入清水，逐步将孔内泥浆顶出孔外，肉眼观测已变清（不浑浊）为止。然后再向孔内填入拌和好的稠水泥浆至孔底。此次永久性止水水泥采用32.5#普硅水泥共6t，拌和成稠水泥浆，填入孔底。随后立即下入套管，在未下套管前，在止水套管底部向上，每隔0.5

7、m缠一道膨胀胶带，共25道，然后下入套管，使止水套管穿过稠水泥浆，直插孔底，再待凝72h。待凝时间结束后，进行止水效果检查，测定止水套管内外水位，前后对比水位变化情况，无变化，说明止水效果良好，方可结束止水工作，可进行下道钻进工作。止水工作结束后,开始对下部奥陶系灰岩进行钻进，孔径变为φ295mm，后又变为φ244mm，直至751.87m，一径到底。3.5井孔结构本井孔孔口直径采用φ500mm，终孔孔径为φ244mm，共变径五次，由φ500mm、φ377mm、φ350mm、φ295mm、φ244mm。除孔口管外，采用4m长中φ500mm实管，其

8、余304.2m井管采用φ325mm螺旋钢管，为止水套管。3.6洗井该水源井含水层很好，水量充足，洗井方式为机械洗井，共进行5个台班。3.7抽水试验该孔