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钻探分公司:气举反循环钻井技术取得突破

发布时间:2017/12/7 18:08:26    来源:西山煤电网    文:曹勇    图:曹勇    浏览次数:

  钻探分公司是西山煤电集团唯一从事地面各类钻探工程与井下工作面瓦斯钻探抽采的钻探专业化公司。2017年5月,钻探分公司改制重组,实行契约化管理,以期焕发活力。金秋之际,该公司迎来重组以来第一个集团公司重点工程——新华地面瓦斯抽采泵站管道井工程。
  该项工程孔属于超大孔径深孔,工程量大,工期长,地层条件较复杂,施工难度较大,公司决定以项目部形式运作,集中优势力量,挑选技术过硬、经验丰富的钻探与机电施工人员组建管道井工程项目部。公司地勘部在借鉴其它大孔径管道井工艺方法基础上,针对该管道井钻遇地层特点,编制了管道井的井身结构设计、成孔方法、扩孔分级优化及套管与井眼尺寸配合关系。该工程属于瓦斯抽采泵站系统工程中的主要部分,需先期施工。系统工程倒排工期,其中管道井工程有效工期较紧。为确保工期,提高钻井质量与钻进效率,他们决定改进钻探工艺,应用气举反循环钻进工艺技术。
  气举反循环钻进的工艺原理,是通过双壁钻具将压缩空气导入内管,形成气液混和物,同孔内钻井液之间产生压力差,将气、液、固三相流以较高速度带出孔外。气举反循环钻进技术在国内有着广阔的发展前景,具有钻井液上返速度高、排屑能力强、降低孔内事故率、钻头寿命长、缩短施工周期以及钻进效率高、成井质量好等优点,适合于大孔径深孔钻探施工。

  在原有正循环施工装备基础上,公司引进一套完整的双壁反循环钻具,配有一台替代泥浆泵的冲洗液循环动力源——英格索兰空压机,配制储气罐、除气装置等辅助设施,钻具与设备均为较高配置,装备上有较大优势。原钻探二分公司在2013年曾组织过一次反循环试验钻进,在技术为零基础上,从收集资料到工艺研究应用,一步一个脚印,逐步建立起反循环系统,但在钻进过程中未发挥预期效果。
  新一届公司对这次试验钻进高度重视,由主要领导牵头,组建技术课题攻关小组,从气举反循环基本原理研究入手,集体讨论,确定技术措施与技术参数。公司经理沈东海在项目部现场组织反循环钻进技术操作规程会审,并给项目部职工讲解气举反循环工艺原理与操作步骤,深入浅出,通俗易懂,以便职工掌握操作操作要领。这次试验钻进技术攻关的焦点问题是如何控制空压机的供气量,空压机供气量与排气压力需形成一定配比关系方能产生较为有效的钻井液气举效果。为此,对压风管路设计进行改进,在管路上安装排气阀来控制进气量,视钻井液排量大小调节控制排气阀,大大简化了施工操作。

  该公司从11月初开始建立反循环系统,配套双壁钻具、修砌反循环泥浆池、制作三角堰、安装压风管路等工作同步展开。11月20日,经过为期半个月的准备,建立了反循环系统。公司领导坐镇,地勘部组织反循环系统试运转,施工人员操作排气阀控制压风管路供气量,直接观察泥浆池内钻井液排量,掌握产生钻井液最大排量的排气阀临界点位置,排气量与排气压力值配置较为匹配,取得了较好的钻井液循环效果,将孔内正循环钻进所不能返出的岩粉源源不断地返出。经过两天的气举钻井液循环,将孔内积累的10米孔段岩粉全部排出,钻井液排量与上返速度不断加快,返出的岩屑颗粒最大粒径达到7毫米,排渣能力达到预期目标,项目取得突破性进展。看着岩粉从振动筛上滚滚流出,不一会就堆成了小土丘;看着台板上筛分出来的大粒径岩屑,现场人员热情高涨,试验项目初见成效,让大家倍感欣慰。
  未来一个时期,该公司还将在工程施工中继续研究气举反循环钻进技术,对定制的反循环钻头的钻进操作与钻头结构进行研究与分析,力争通过该项工艺缩短工期,降低生产成本,提高工程质量,确保杜儿坪矿对管道井的及时使用。在今后的管道井工程中,他们也会将该工艺作为大孔径工程井钻井方式的首选,以取得较高的成井质量。
 

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