钻孔水泥灌浆护壁堵漏工艺在格尔木那棱格勒河西铁矿区的应用
- 格式:pdf
- 大小:78.15 KB
- 文档页数:2
钻孔桩与护筒间缝隙漏水的堵漏技术王学民【摘要】宁夏吴忠黄河公路特大桥主桥13#墩位于黄河主河道中,采用钻孔灌注桩群桩基础,钻孔桩施工采用钢护筒作围护、水下混凝土灌注的施工工艺.钻孔桩完成、下沉钢套箱并完成封底后,在抽水时发现钢护筒与钻孔桩桩身间的缝隙处存在漏水现象.分析了漏水原因,并采用掺加抗离散剂的混凝土进行封堵处理,取得了良好的应用效果,为同类地质条件下钻孔灌注桩的施工提供参考与借鉴.%The Wuzhong Yellow River highway bridge,main bridge 13th pier lie in the Yellow River.It design uses the form of cast-in-place pile group of pile foundation,in such formation to sandy pebble,silty sand formation mainly.The bored pile construction use steel casing as envelope,and underwater concrete pouring technology.After the completion of the bored pile,and complete the back cover of steel box after that,a gaps leakage phenomenon happen between steel casing and bored pile body.This paper analyzes the reason is leaking,and expounds the construction methods for the similar,plugging the geological conditions bored pile construction for reference.【期刊名称】《宁夏工程技术》【年(卷),期】2011(010)003【总页数】3页(P239-241)【关键词】钻孔灌注桩;钢护筒;堵漏【作者】王学民【作者单位】中铁十三局集团第一工程有限公司,辽宁大连116033【正文语种】中文【中图分类】U445.551 工程概况宁夏吴忠黄河公路大桥位于黄河青铜峡水库下游约21 km位置处,为连接吴忠市利通区和青铜峡市的重要交通枢纽.大桥全长1.819 36 km,宽21.5 m,以全桥跨越方式跨越黄河及两岸滨河大道.主桥上部结构采用 (55 m+5×92 m+55 m)七跨现浇变截面预应力混凝土连续箱梁,下部采用钢筋混凝土薄壁墩、钻孔灌注桩群桩基础.其中主桥13#桥墩位于黄河主河道中,墩身为圆端形薄壁实心墩,基准截面尺寸13.5 m×3 m;承台置入河床面下,承台轮廓尺寸21 m×12 m×4 m;基础采用15根φ180 cm钻孔灌注桩,桩长75 m.钢护筒采用φ2.2 m、δ10 mm钢板卷制,直径较桩径大40 cm,埋入河床面下深度6~8 m.钢护筒如图1所示,钢套箱如图2所示.图1 吴忠黄河公路特大桥13#墩钻孔灌注桩钢护筒图2 吴忠黄河公路特大桥13#墩钢套箱地质资料表明,桥址处地层以第四纪冲洪积粉土、砾砂、卵石、细砂、圆砾为主,其沉积具有一定的韵律性.表层粉土分布不连续,仅在两岸及河漫滩、河心岛有分布,河槽部分以砂砾及卵石层为主,并含有粉砂、细砂夹层,且存有10~30 cm 的大卵石块体.桩基础施工时,按照水上作业方法,采用搭设水上钢平台,采用GZ5200型冲击钻进行钻孔施工.钻孔桩施工完成后,拆除钢平台,下沉钢套箱,浇筑封底混凝土,达到强度后对钢套箱抽水,人工割除封底混凝土顶面以上钢护筒.在施工中发现在桩基础与钢护筒连接部位由于砂卵石存在而发生了漏水现象,由于水压较大,难以控制,给施工带来了较大困难,需采取处理措施.2 漏水原因分析在漏水现象发生后,我们首先对发生漏水的钻孔灌注桩,从几何尺寸、混凝土强度及外观上进行了全面检查,无质量缺陷[1],完全排除了钻孔灌注桩施工质量缺陷因素.从施工过程分析,钢护筒的直径为2.2 m,埋深为6~8 m,钻孔桩的直径为1.8 m,两者相差40 cm.经对主桥13#墩位处的地质资料进行核查,表层地层为卵石层,厚度约为19 m,其下依次为细砂层、卵石层互层.施工中采用的钻机为河北保定北特特种机械有限公司生产的GZ5200型冲击钻,钻头直径为1.78 m,采用了掏渣式清渣工艺.该类型钻机造浆护壁效果好,且钻进速度容易控制,开钻时先在护筒中造浆,然后慢速进尺,钻至护筒底脚时再反复造浆冲击成孔,并根据地层情况控制钻进速度[2].通过分析,由于钢护筒与钻头间存在较大间隙(每侧约20 cm),钻机在钻进时未能将钢护筒与钻孔之间的卵石层完全击落,致使部分被泥浆包裹的卵石及钻渣遗留在钢护筒与钻孔孔壁之间,形成了孔壁夹渣.而在水下混凝土灌注完成后未及时拔除钢护筒,由于泥浆存在,水泥浆无法完全渗入孔壁夹渣之中,因而在钢护筒与混凝土桩身间形成了一层卵石夹层.为正确制定处理方案,现场在钢护筒上进行了开孔探测,探测结果也印证了分析结果,且发现卵石夹层并不是完全均匀地分布于桩身周围,只是局部存在.钢套箱封底后,在抽水时由于钢套箱内外水头差,致使地下水通过钢护筒与钻孔桩孔壁之间的卵石夹层涌入钢套箱.考虑到水头差较大,涌水量多,抽水法难以排除,必须采取封堵措施,确保承台及墩身施工质量.漏水情况探测如图3所示.图3 13#墩钢护筒与钻孔桩间缝隙漏水情况探测3 处理方案的选择根据现场情况,考虑水头差较大,常规方法难以封堵,经论证,必须采取水下封堵处理措施.3.1 第一种方案:钻孔注浆由于漏水原因系钢护筒与钢筋混凝土灌注桩之间卵石夹层引起,所以要处理漏水情况,就必须要消除该卵石夹层.钻孔注浆方法是可供选择的处理方案之一,即采用地质取样小钻机事先在钢护筒内侧卵石夹层部位按一定的间距钻孔,然后采用管内压浆的办法在钻孔内压入水泥净浆[3],由于水泥净浆在压力下有扩散作用,待达到规定强度后即可将卵石夹层封闭.采用该方案时,一是压浆位置及数量不好控制,且压浆的数量大;二是由于钻孔孔位较多,且需搭设钻孔小平台,处理时间较长,将对工期造成严重影响.3.2 第二种方案:抗离散剂混凝土封堵通过水下作业,在待处理部位采用掺加抗离散剂混凝土也是封堵方案之一.由于掺加抗离散剂的混凝土具有水下凝固速度快、强度高,且有所用机械设备少、成本低、工期短的优势.4 处理方案经过技术比较,13#墩钢护筒与钻孔桩之间缝隙漏水堵漏,我们采用了水下作业掺加抗离散剂混凝土的封堵方案.4.1 抽水、割除钢护筒、找出漏水点要对漏水位置进行封堵,必须准确查找出漏水夹层的分布规律.考虑到水下作业的特殊性,施工前先采用水泵抽水,使水位降至封底混凝土以上约20 cm位置处,采用气割整体割除钢护筒,然后利用钢钎探测桩身与护筒间的卵石夹层情况,探明漏水位置并做好标记,同时采用风镐将所有漏水点及其他部位的虚浮卵石夹层全部凿除.凿除深度依据计算,但不得低于1 m,以保证堵漏混凝土的厚度,确保一次封堵成功.4.2 回水、水下清理在对漏水的卵石夹层清理完毕后,先将钢套箱内的水位回注到与套箱外侧水位齐平,以消除水头差,使得漏水点处不再涌入卵石及淤泥.然后潜水员下水清理漏水点处的卵石及泥浆杂物(回水时,由于漏水点处泥浆及卵石沉积,必须事先将这部分杂物清理干净,才能保证封堵质量),杂物清理干净后方可进行水下封堵施工.4.3 水下封堵材料及配合比4.3.1 抗离散剂混凝土及其配合比抗离散剂采用中国建筑材料科学研究总院生产的水下混凝土专用抗离散剂.该抗离散剂主要由有机、无机增黏剂,塑化剂及其他外加剂组成,它不但能增加混凝土混合物各组分间的黏结性,提高混凝土在水中的抗离散能力和抗冲刷能力,而且还能提高混凝土的塑性,使其在自重下缓慢变形,并能自流平和自密实,且黏结性能好.采用该种材料作抗离散剂的混凝土,具有水下凝固速度快,强度提升快(2 d后即可达到设计强度)的特点,特别适合于水下工程施工及修补工作.具体配合比:抗离散剂A(粉料)掺量1.5%,抗离散剂 B(液料)掺量 3%,m(水泥)∶m(砂)∶m(石子)∶m(抗离散剂 A)∶m(抗离散剂 B)∶m(水)=500∶740∶955∶7.5∶15∶80.4.3.2 搅拌方法具体包括:①按配比将水泥、砂子与抗离散剂A投入强制式搅拌机内搅拌1 min;②加入配比量的抗离散剂B与水,搅拌2 min;③加入配比量的石子搅拌1 min;④静置5~10 min;⑤再搅拌1 min左右即可浇灌.4.4 封堵作业封堵作业完全由潜水员完成.事先将搅拌好的掺加了抗离散剂的混凝土装入编织袋中,由潜水员携带入水下,在漏水点处割开编织袋将混凝土倾入漏水点,并分层挤压密实(在与水的接触面上尽量避免搅动),灌注至护筒顶后,挤压密实,潜水员出水.4.5 注水正压、保证强度由于黄河中的水位是不断变化的,施工期间可能会出现钢套箱外侧水位高于内侧水位的情况,内外水头差将会对刚封堵完的混凝土产生压力,从而对封堵混凝土造成结构性损伤,影响使用效果.因此,施工及养护期间必须要控制好钢套箱内外侧水位,安排专人值班注水,使钢套箱内侧水位始终稍高于外侧水位或与外侧水位持平,以消除水头差影响,保证封堵质量.4.6 等强,抽水为检验封堵混凝土强度,需制作同条件养生试块3~5组.浇筑2 d后,检查封堵混凝土的强度,满足要求后,抽水,检查处理效果.从实际加固效果来看,掺有抗离散剂的混凝土在浇筑完成2 d后,强度完全可以满足抽水要求.堵漏后效果如图4所示.5结语图4 堵漏后的13#墩钢套箱混凝土水下作业是桥梁施工的难点,在吴忠黄河公路特大桥13#墩水下堵漏施工中,我们采用掺加抗离散剂的混凝土来处理钻孔桩与护筒间缝隙处的漏水情况,取得了良好的应用效果.综合来说,采用掺加抗离散剂的混凝土进行堵漏,有以下优点:①可完全利用工地现有的搅拌设备,且操作简单;②费用主要是原材料和潜水员的作业台班费,成本相对较低,且处理一根桩的时间,仅需6 min即可完成,工期较短(五根桩基两次处理时间共计7 d).另外,通过对吴忠黄河公路特大桥13#墩施工,也给我们提供了经验,即在黄河中上游砂卵石地层进行水中钻孔灌注桩施工时,还必须在施工工艺上加以改进:一是在钻孔时可采用在钻头外圈加焊探孔器(较护筒内径小3~5 cm),将可能存在的卵石夹层清除;二是在钢套箱下沉或封底前,即对钢护筒底脚处实施开挖,将桩身周围的卵石层全部清除,并将钢护筒拔除,以清除卵石夹层,避免水下混凝土灌注时在桩基周围形成卵石夹层;三是在水下混凝土灌注前除按规范规定对钻孔进行检查外,还必须检查钢护筒内侧杂物的清理情况.参考文献:【相关文献】[1] 中华人民共和国交通部.JTJ 041—2000公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000:47.[2] 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵[M].北京:人民交通出版社,2000:558-559.[3] 杨文渊,徐犇.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社,1997:620.。
地质勘探断层破碎带钻孔位置泥浆与护壁堵漏技术探讨摘要:水泥浆的护壁堵漏为当前在钻探施工当中运用最为广泛的技术之一。
水泥浆护壁的堵漏施工当中,由于各类缘故造成堵漏的失败情况,依照水泥浆护壁的堵漏失败原因,在灌注技术方面来对使水泥浆护壁堵漏效果得到提升以及防止孔内发生事故方面应注意问题进行研究。
关键词:地质勘探;断层破碎带;钻孔位置;泥浆护壁堵漏技术1工程概况受鄂尔多斯市金泽龙泰商贸有限公司委托,我单位对其所属“青海省格尔木市高雪西铜金矿普查”探矿权项目进行普查地质工作。
主要目的是应用地、物、地表工程及适量钻探等综合手段,以前人工作成果为依托,对已圈定的AS1和AS3异常进行深入检查评价。
通过本轮普查力争找到一个可供进一步工作的基地。
勘探工程质量良好,主要用于揭露和验证物探激电异常。
钻探岩心采取率82~88%,终孔直径75毫米。
设计钻孔均为85°斜孔,孔斜观测一般每隔100米使用钻孔测斜仪观测一次,经观测钻孔孔深小于100米的顶角误差均小于0.5°,孔深300米内的钻孔顶角误差为0.5°~1°,符合质量要求。
每个钻孔结束后,项目施工的钻孔均进行封孔,深部用水泵灌注,浅部从钻孔灌入。
灌入325#水泥进行灌浆封孔处理。
封孔质量基本符合要求。
钻孔原始班报表要求数据准确,内容齐全,符合质量要求。
所有施工的钻孔均进行了简易水文观测,通过钻孔水文地质观测所收集的资料能满足划分含水层的要求。
钻探目的:铜金矿地质勘探。
钻探任务:钻探施工100~400m取心钻孔,并协助进行孔内测井等工作。
具体要求:(1)孔深100~400m(具体孔深待甲方根据钻探施工中的地质条件确定);(2)终孔直径φ76mm;(3)开孔倾角60~75º,开孔方位角由甲方在钻机安装时确定;(4)全孔取心,岩心采取率≥80%;矿心采取率≥85%(5)孔斜率:钻孔顶角变化每百米≤1.5°;(6)协助完成其他地质工作;(7)其余钻孔质量标准严格按照施工质量要求严格按《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227—2010)及《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》(DZ/T0214—2002)中六项质量要求执行。
浅析泥浆护壁钻孔灌注桩的实际应用发表时间:2016-12-02T16:49:32.250Z 来源:《基层建设》2016年21期作者:王孝辉[导读] 摘要:钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔方式在地基土中形成桩孔,然后灌注混凝土而成的桩(或先在孔中放置钢筋笼),而在钻孔时采用泥浆方式护壁的灌注桩即为泥浆护壁钻孔灌注桩。
文章根据泥浆护壁钻孔灌注桩在滨海地区的实际应用,浅析其施工方法、易出问题及预防措施等。
潍坊滨海经济技术开发区建筑安全质量监督站摘要:钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔方式在地基土中形成桩孔,然后灌注混凝土而成的桩(或先在孔中放置钢筋笼),而在钻孔时采用泥浆方式护壁的灌注桩即为泥浆护壁钻孔灌注桩。
文章根据泥浆护壁钻孔灌注桩在滨海地区的实际应用,浅析其施工方法、易出问题及预防措施等。
关键词:泥浆护壁钻孔灌注应用问题措施一、工程概况该工程为住宅小区,位于潍坊滨海经济技术开发区,共有高层住宅楼15栋,总建筑面积302564.8㎡。
该小区设置地下停车场,面积69484.63㎡,基础为桩基础,共设计灌注桩7565根。
二、施工流程及施工要点1施工流程场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→埋设护筒→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除费浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下放钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土→成桩。
2施工要点2.1桩位放样允许偏差:群桩20mm,单排桩10mm。
2.2桩基工程的桩位验收,除设计规定外,应按下述要求进行:(1)当桩顶设计标高与施工场地标高相同时,或桩基施工结束后,有可能对桩位进行检查时,桩基工程的验收应在施工结束后进行。
(2)当桩顶设计标高低于施工场地标高,送桩后无法对桩位进行检查时,对灌注桩可对护筒位置做中间验收。
2.3灌注桩的桩位偏差必须符合验收规范相关规定,桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m,每浇注50立方混凝土必须留置1组试件,小于50立方的桩,每根桩必须留置1组试件。
岩心钻探水泥注浆护壁防塌的应用及对策探析摘要:随着人民生活水平的不断提高,人们在社会生活中耗费的矿产资源正在逐渐的增多。
人类对矿产资源的开发利用,浅层的矿产资源已经开发殆尽,为了探明矿产资源的在地壳中的分布及储量,岩心钻探被越来越多地应用到固体矿产勘查中,深孔钻探对钻进工艺有着较高要求,为了保证钻进的正常进行,首要任务是必须做好钻孔的护壁防塌工作。
本文就岩心钻探水泥注浆护壁防塌的应用及对策展开探讨。
关键词:岩心钻探;水泥注浆;护壁防塌引言为了确保人类社会能够进行可持续发展,人们开始对地表深处开采矿产,而想要对地表深处进行矿产的开采,就必须要让工人提升自身的钻探技术。
提升钻探技术可以确保钻探项目的顺利实施,钻探技术不但需要达到复杂地层进行项目施工的需求,还必须要做好防塌措施,避免出现坍塌现象1岩心钻探技术发展岩心钻探技术是地质勘察中的重点技术,在获取有效岩矿实物样品后,可实现对资源的详细研究和评估工作,增强资源的开发利用效果。
岩心钻探技术最早出现在18世纪中叶,具体方式为人力驱动的岩心钻探和天然金刚石钻头,后期由蒸汽动力替代人力。
20世纪液压技术的发展和实现,进一步为岩心钻探的发展奠定了基础。
20世纪60、70年代,液压元件质量提升、静液压传动技术的发展,全液压驱动和控制的动力头式钻机得到了开发,标志着岩心钻探技术发展。
我国于20世纪中叶引进岩心钻探技术,并自主研发多种类型的岩心钻机,并于70年代金刚石钻进技术得到大范围的推广和实践,加大了对岩心钻探技术的发展。
随着各类技术的完善和成熟,国内于21世纪研制出新一代的岩心钻探设备,满足岩心钻探技术的需求,为相关地质勘察工作提供了有力的技术支持。
2岩心钻探对冲洗液的要求冲洗液的选择及使用对岩心钻探工作的顺利进行起到了非常重要的作用,钻进过程中,冲洗液的使用是必不可少的,为了取得最好的钻探效果,需要对冲洗液的润滑性能、护壁性能、避免钻具结垢等几方面进行考虑。
用充气水泥浆钻孔堵漏
P.,ЮГ;李国志
【期刊名称】《国外地质勘探技术》
【年(卷),期】1994(000)004
【摘要】用普通水泥浆隔离漏失地层的能力较差,其主要原因是灌注的混合浆液与地层水间的密度差和浆液的高流动性。
灌注混合浆液的密度和流动性可以借助于起泡来降低。
全苏勘探技术和勘探方法科学研究所研制了用充气水泥浆灌注地质勘探孔的方法和工具。
【总页数】3页(P45-47)
【作者】P.,ЮГ;李国志
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P634.8
【相关文献】
1.采用不同水泥浆液堵漏钻孔的经济费用分析 [J], 李恒清;冯勇
2.LXC-005井胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术 [J], 修留永;贾平军;高学生;何瑞水;吕军
3.充气式橡胶堵漏器在水利工程堵漏中的应用 [J], 靳亚兵;卢立文
4.吊灌快干水泥浆堵漏工艺在鸭西110井的实践与认识 [J], 吕东华;王新风;赵永杰;陶瑞东;涂福洪
5.塔河油田推广应用堵漏前置液及堵漏水泥浆技术 [J], 初永涛
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第1篇近年来,随着我国高铁事业的蓬勃发展,内蒙古地区也迎来了高铁建设的春天。
为确保内蒙古高铁的安全、稳定运行,我国中铁上海工程局集团在内蒙古高铁建设中,积极开展堵漏工程施工,为内蒙古高铁保驾护航。
一、工程背景内蒙古高铁全长402公里,设计速度每小时250公里,是国家“八纵八横”高铁网京兰通道的重要组成部分。
在高铁建设中,地下水位、地质条件等因素可能导致隧道、桥梁等结构出现渗漏问题,严重影响高铁运营安全。
为解决这一问题,中铁上海工程局集团在内蒙古高铁建设中,大力开展堵漏工程施工。
二、堵漏工程施工方法1. 隧道堵漏(1)注浆法:在隧道围岩中注入水泥浆液,填充裂缝、孔隙,提高围岩的稳定性,达到堵漏目的。
(2)锚杆锚固法:采用锚杆对围岩进行加固,提高围岩的承载能力,防止裂缝进一步发展。
(3)注浆锚杆联合法:将注浆和锚杆锚固相结合,提高堵漏效果。
2. 桥梁堵漏(1)灌浆法:在桥梁裂缝处注入水泥浆液,填充裂缝,提高桥梁结构的整体性能。
(2)封闭法:采用密封材料对桥梁裂缝进行封闭,防止水分渗透。
(3)焊接法:对桥梁裂缝进行焊接处理,提高桥梁结构的承载能力。
三、堵漏工程施工难点1. 地质条件复杂:内蒙古地区地质条件复杂,隧道、桥梁施工过程中,容易遇到岩溶、断层等不良地质现象,给堵漏工程施工带来较大困难。
2. 施工环境恶劣:内蒙古地区气候寒冷,施工过程中,工人需克服低温、大风等恶劣天气,确保施工质量。
3. 工期紧张:内蒙古高铁建设工期紧,堵漏工程施工需在有限的时间内完成,对施工质量提出了更高要求。
四、堵漏工程施工成果通过堵漏工程施工,内蒙古高铁隧道、桥梁等结构渗漏问题得到有效解决,确保了高铁的安全、稳定运行。
具体成果如下:1. 隧道渗漏水减少90%以上,有效提高了隧道结构的稳定性。
2. 桥梁裂缝封闭率达到100%,桥梁结构整体性能得到显著提升。
3. 施工过程中,未发生因堵漏工程问题导致的安全事故。
总之,内蒙古高铁堵漏工程施工在解决渗漏问题的同时,也为我国高铁建设积累了宝贵经验。
钻孔灌注水泥护壁堵漏方法刘跳民;李锋;刘杰;钱书伟【摘要】灌注水泥是在裂隙发育、破碎漏失等复杂地层钻孔时护壁堵漏的重要手段,是在套管、泥浆护壁堵漏无法实施的情况下护壁堵漏的不二选择.然而,由于机台施工人员大多缺乏灌注水泥的经验和知识,灌注失败和灌注水泥事故频频发生,给生产单位造成很大的损失.作者根据多年的施工经验,总结了各种条件下钻孔灌注水泥的方法.文章特别介绍了多功能注浆器及其使用方法,该注浆器大大简化了水下灌注程序,提高了水下灌注的效果和安全性,为机台人员解决了水下灌注因替水量把握不准导致灌注失败甚至灌注事故的难题.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2016(007)003【总页数】6页(P505-510)【关键词】护壁堵漏;灌注;多功能注浆器【作者】刘跳民;李锋;刘杰;钱书伟【作者单位】有色金属矿产地质调查中心,北京 100012;中色地科矿产勘查股份有限公司,北京 100012;中色地科矿产勘查股份有限公司,北京 100012;中色地科矿产勘查股份有限公司,北京 100012;有色金属矿产地质调查中心,北京 100012【正文语种】中文【中图分类】P634.8深孔钻探对钻探技术的要求越来越高,不管是常规的岩芯钻探方法还是空气反循环连续取样钻探方法,在破碎、松散、水敏、水溶等复杂地层的护壁工作中仍存在很大困难。
所谓的复杂地层基本就是孔壁维护困难的地层,有些护壁困难的地层同时也存在采芯困难的问题。
泥浆和套管护壁可以起到一定作用,但是在极破碎、软弱、流沙等地层中施工,因为这些地层全孔漏失、孔壁极不稳定,泥浆往往很难有较好的效果,且护壁成本很高。
由于钻孔结构的限制,可供选择的套管口径有限;因孔壁极不稳定,坍塌严重,套管往往很难下到位。
膨胀套管工艺拓宽了套管的使用范围,但这项技术在岩芯钻探中因诸多技术问题未解决而没有推广[1]。
因此,使用泥浆、套管护壁的同时结合灌水泥护壁往往是施工复杂地层的不二选择。
复杂地层钻探护壁堵漏工艺研究与应用获奖科研报告【摘要】对钻孔漏失进行护壁堵漏工作在钻探工程施工过程中会经常被用到,尤其是在复杂地层的钻探施工当中,经常会出现严重的漏失现象,容易发生安全事故。
本文针对复杂地层钻探护壁堵漏工艺本身及其应用进行探究。
【关键词】复杂地层;护壁堵漏工艺;研究;应用护壁堵漏工作在钻探工程施工中占有重要地位,它可以对矿产资源开发利用效果造成一定影响。
护壁堵漏问题的有效解决,可以对我国资源稀缺的现状起到缓解作用。
水泥—粘土浆液对于复杂地层钻探护壁堵漏具有很大的应用价值。
一、工程背景在我国某省的一个矿区中,出现了两处断裂,其中一处是南北向,另一处是北东向。
不同断层对矿区造成了严重影响,断层的破碎带宽度为10—58米,岩心处相对于其他位置的破碎程度更加严重。
因此导致不同程度的漏失情况在矿区内的大部分钻孔中都有出现,使其无法返水,处于下方的构造破碎带因为钻进憋泵问题,起钻和下钻都受到一定阻碍,比较容易引起安全事故的发生。
在这个矿区内有三条勘探线,漏失情况在其中的多数钻孔内都有发现,由于受到标高位置造成的影响,实际的漏失情况也各不相同,其中有一部分是中等漏失,其余是全孔漏失。
所以,应根据钻孔漏失情况的不同,进行不同护壁堵漏技术的研发用于修复此矿区内的钻孔漏失问题。
如图1,地层钻探护壁堵漏施工现场。
二、复杂地层钻探护壁堵漏工艺1、一般漏失处理工艺对于钻孔漏失现象不严重的情况,采取一般的漏失处理工艺就可以达到补漏的效果。
比如可以采用随钻堵漏技术,此技术具体的实施步骤为:在冲洗液中加入803或801堵漏剂,然后再加入到經过处理的锯末中,在进行钻井的过程中随时进行堵漏处理。
如果这种方法无法达到较好的处理效果,就可以选择专用的堵漏剂来进行堵漏。
其具体操作流程为:在PHP溶液中加入一包堵漏剂,使其充分溶解,然后在里面加入适量的岩粉并搅拌均匀,应确保具有比较好的混合粘度和柔软度,再利用漏斗将混合液倒进钻杆中,把主动粘杆合上,最后通过泥浆泵将其送到孔内。
矿区复杂地层钻进护壁堵漏措施胡 栋(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队,新疆 昌吉 831100)摘 要:通过对新疆富蕴县别也萨麻斯矿区复杂地层条件下,钻进中护壁与堵漏方法与应用进行研究,归纳总结复杂地层条件下堵漏与护壁经验,采用水泥护壁堵漏能提高成孔率。
关键词:富蕴县;锂矿;钻探;护壁堵漏中图分类号:P634.8 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2018)05-0249-2Plugging measures of drilling wall in complex strata of mining areaHU Dong(The 701 team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region Nonferrous Geological Prospecting Bureau, Changji 831100,China)Abstract: Through the study of the method and application of the wall protection and leakage blocking in the complicated strata of the Fuyun County of Fuyun County, Xinjiang, the experience of leakage and wall protection under complex formation conditions is summarized, and the pore forming rate can be improved by using the cement wall to plug the leakage.Keywords: Fuyun County;Lithium Ores;Drilling;Wall plugging护壁又称护孔。
油南1井防漏堵漏钻井液技术王祥武钟明(青海石油管理局井筒服务公司甘肃敦煌)摘要:油南1井油南1井位于柴达木盆地西部茫崖坳陷区中部的一个大型中央隆起带,该地区地层破碎,成岩性差,严重井漏是该井时效和速度的最大障碍。
在本井的施工中,一开采用盐水钻井液体系,通过多种堵漏技术和工艺的具体实践,一方面保证顺利施工,另一方面为二开摸索最有效的工艺和方法,达到快速、优质钻进的目的。
现场应用表明,一开采用盐水钻井液体系并采用桥堵+水泥复合堵的方法能很好的解决浅层井漏的问题;二开采用桥堵+水泥复合堵漏方法的方法并采用随钻桥浆钻进达到了防漏、提高地层承压能力和减少漏失的效果。
前言井漏是在钻井、固井、测试等各种井下作业中,各种工作液(包括钻井液、水泥浆、完井液及其它流体等)在压差作用下漏入地层的现象。
钻井液漏失是钻井作业中一种常见的井下复杂情况。
井漏可以发生在浅、中及深层中,也可以在不同地址年代如第四系直到古生界中发生,而且各类岩性的地层中都可能出现。
一旦发生漏失,不仅延误钻井时间,损失钻井液,损害油气层,干扰地质录井工作,而且还可能引起井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故,甚至导致井眼报废。
造成重大经济损失。
油南1井于1999年12月23日开钻,2001年1月10日钻至设计井深4560m,在钻进过程中共计发生大小井漏83次,发现漏层16个,分别为25.85-26.38米、58.28-59.13米、68.62-89.75米、106.39-121.47米、147-165米、176-201.21米、243-249米、445-451米、457-460米、485-514米、534-542米,705-707.6米、756.69-776.87米、871-875.58米、1057-1063.38米、1231.7-1283米,这些漏层具有如下共同特点:①漏速大,一般双泵有进无出;②漏失井段一般长达10米以上;③裂缝小,漏失面积大,属平面层状层间漏失,即360°均漏;④地层破碎,承压能力不高,即使一次堵住,但试不起压,容易再漏。
低密度堵漏水泥浆技术柳建齐静苏洪生张兴国(新疆石油管理局钻井工艺研究院)【摘要】新疆油田近年来所钻的地层多为低压易漏的裂缝性地层,虽然在固井前采取了憋压堵漏提高地层承压能力和用低密度水泥固井的技术措施,但在部分井的固井施工过程中仍然存在一定程度的漏失现象,为此,研制了具备自堵漏能力的低密度堵漏水泥浆体系,并在新疆油田八区、车排子等区块进行了60余口井的应用,取得了良好的应用效果,从而为解决类似井眼固井井漏的问题提供了一种新的技术手段。
【关键词】低密度低压易漏堵漏水泥石抗折强度八区、车排子、百21井区是新疆油田近几年的重点开发区块,属低压裂缝性油藏,安全压力窗口窄,在开发初期的固井过程中漏失就比较严重,加上近几年的注水开发,其地层压力系统更加复杂,固井施工的难度更大,主要表现在如下三个方面:(1)安全压力窗口窄,泥浆密度1.35 g/cm3溢流、1.38 g/cm3失返,平衡注水泥困难;(2)井径极不规则,φ215.9mm井眼,井眼直径最大可达310mm,提高顶替效率困难;(3)封固段长,大多在1000m左右,最长达1600余米。
虽然通过固井前憋压堵漏提高地层承压能力和使用低密度水泥固井降低井筒液柱压力的技术措施在一定程度上解决了上述区块平衡注水泥困难的问题,但是,在微裂缝发育井和断层井的固井施工过程中仍存在一定程度的漏失现象,严重影响了该类井眼的固井质量。
我院研制了具备自堵漏能力的低密度堵漏水泥浆体系,并在上述区块进行了60余口井的应用,取得了良好的应用效果,从而为解决类似井眼固井井漏的问题提供了一种新的技术手段。
1 室内实验1.1 堵漏剂对流变性的影响表1是堵漏剂对体系流变性的影响,可以看出,加入堵漏剂后,由于堵漏剂在浆体内呈针状均匀分散,形成了较强的网状结构,因此,浆体的触变性更强,更利于堵漏,但是,其流动能力出现了轻微的下降,为此,需根据情况确定其合适加量,以兼顾堵漏能力和流动能力。
表1 堵漏剂加量对水泥浆流变性能的影响1.2 堵漏剂对水泥石性能的影响表2 堵漏剂加量对水泥石强度的影响从表2可以看出,堵漏剂的加入可在一定程度上提高体系的抗压强度和抗折强度,但抗压强度和抗折强度并不随堵漏剂加量的增加而单调增加,存在最佳的加量范围。
谈煤田地质钻探施工中的水泥护壁堵漏的几种方法[摘要]在煤田地质钻探施工过程中,钻孔坍塌漏失是经常出现的问题,容易引起报废钻孔的事情发生,如何科学合理的处理钻孔坍塌漏失问题,关键在于采用的钻孔护壁堵漏工艺。
自二十世纪四十年代起,水泥就开始用于煤田地质钻探钻孔护壁堵漏工艺中,主要起到止水和封水的作用。
作为一种重要的固结材料,水泥跟其他的堵漏材料相比有很多优点,主要包括使用方便、成本较低、利于灌注和无环境污染等优点,水泥的渗透能力也比较好,与岩石的固结性能好,并且稳定耐久,有很高的强度。
水泥护壁堵漏工艺在煤田地质钻探钻孔施工中是很重要的环节,本文简要介绍的在煤田地质钻探钻孔施工中水泥护壁堵漏工艺的几种有效使用方法对保障钻孔顺利施工有较好指导意义。
[关键词]煤田地质钻探钻孔坍塌漏失水泥护壁堵漏工艺使用方法在煤田地质钻探钻孔施工过程中,当钻进过程遇到溶洞、裂隙发育带、构造破碎带这些复杂地层时,通常会导致钻孔冲洗液的漏失。
要解决好漏失问题,可以通过水泥护壁堵漏工艺来解决。
在水泥护壁堵漏工艺中,水泥浆必须具备一定的流变性能,其流动性要好、凝结的时间要适当、要具有一定的强度和比较高的粘结度。
由于煤田地层比较复杂,水泥护壁堵漏工艺的使用经常会遇到各种问题状况,必须要引起人们的足够重视。
本文主要介绍了煤田地质钻探钻孔施工中水泥护壁堵漏工艺的几种使用方法。
1快干水泥堵漏方法在进行钻孔护壁堵漏时,普通的水泥因为凝结的时间比较长通常不能满足护壁堵漏的各种要求,要想缩短水泥凝结的时间,可以加入一定量的速凝剂,通常使用的速凝剂主要有石膏、水玻璃、铝酸钠和氯化钙等,这种水泥称之为快干水泥。
快干水泥初凝时间较长,终凝时间比较短,泵入安全性比较高。
1.1适用的漏失地层快干水泥堵漏工艺适用于小溶洞漏水和有裂隙的地层。
一般在冲洗液流动进多出少的小裂隙漏失层较为有效;如果冲洗液流动只进不出则需要配合惰性材料才有效。
1.2材料的选择(1)快干水泥原材料应首选硫铝酸盐水泥,其次是普通硅酸盐水泥。
浅谈绳索取芯钻孔泥浆技术在新疆吐鲁番鄯善沙尔湖煤田勘查工程中的应用摘要:本文结合作者在新疆沙尔湖煤田勘查的工程实例,在施工过程中,通过对泥浆技术的攻关,钻孔质量、钻探效率得到了提高,钻探成本得以下降。
对水敏性地层从事煤田勘探技术提供了宝贵的经验。
仅供同行参考。
关键词:煤田勘查;绳索取芯钻孔泥浆技术;钻孔技术1概述2008年10月,我队进入沙尔湖煤田金水沙西煤矿勘探。
这是我队第一次在漏失严重的水敏性地层从事煤田勘探工作,截止到2009年6月20日,两台钻机共计完成4276.25米,期间报废362米钻孔一个,丢失钻具324米。
2010年9月,我队派一台XY_6B钻机进入新疆地矿局第一地质大队沙尔湖煤田湘煤集团工地施工,此次采用绳索取芯工艺。
由于孔壁间隙小,孔内特别是进入主煤层后(巨厚煤层,我队在新疆沙尔湖煤田施工的钻孔中单层煤最厚达273.5米)根本就不返浆,稍不注意糊钻、埋钻甚至烧钻事故就会发生。
通过不断的探索,我们主要在泥浆的护壁和降失水量上下功夫,通过对泥浆技术的攻关,很好的保护了钻孔孔壁,历时45天完成钻孔450.28米,取得了在沙尔湖煤田绳索取芯工艺钻探的宝贵经验。
2钻孔泥浆技术2.1覆盖层类覆盖层多为第四系冲洪积砂砾石、淤积亚砂土和风积沙等岩石,厚度一般20米-30米。
冲洪积砂砾石属于胶结性很差的地层,极易出现坍塌和漏失;沙尔湖覆盖层中的砂砾石裂隙充填有淤积亚砂土和风积沙,所以坍塌和漏失的程度有所减小,维持钻进不成问题;如果泥浆控制不好,砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙极易被水冲刷,此时,砂砾石裂隙暴露出来,其结果还是产生坍塌和漏失。
所以,如何保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷是我们解决的重点问题。
要保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷,孔壁必须要形成一层保护泥皮,膨润土是形成泥皮的基础原料,膨润土加量多,形成的泥皮厚,但泥浆失水量大,时间一久,淤积亚砂土中的土由于吸水,裂隙还是会暴露出来,最终结果还是坍塌漏失,考虑到覆盖层厚度小,在穿过覆盖层后,淤积亚砂土还未吸足水前,我们就用套管彻底隔离覆盖层,这样达到了保护孔壁的目的。
泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩是一种常见的地基处理方法,广泛应用于土木工程中。
它通过钻孔施工、注浆固化的方式来加固土壤,提高地基的强度和稳定性。
本文将详细介绍泥浆护壁钻孔灌注桩的原理、施工方法以及应用领域。
首先,让我们来了解一下泥浆护壁钻孔灌注桩的原理。
泥浆护壁钻孔灌注桩是一种机械钻探方法,它通过钻孔的方式将泥浆推入土层中,形成一定直径和深度的孔洞。
泥浆护壁钻孔灌注桩的关键在于注浆,即通过将特定材料的浆液充填到钻孔中,形成钻孔周围的浆壁。
这样一方面可以保持孔壁的稳定,另一方面可以加固土体,提高地基的强度和稳定性。
接下来,我们来了解一下泥浆护壁钻孔灌注桩的施工方法。
首先,需要选择适当的钻机进行施工,钻机的选择要根据具体工程的要求来确定。
然后,在施工现场进行钻孔定位和标志,在孔口周围搭建好防护设施,确保施工安全。
然后,开始进行钻孔操作。
钻孔操作一般分为两个步骤:预钻孔和正钻孔。
预钻孔是为了打开土层,使钻杆能够顺利进入地下。
正钻孔是为了达到预定的孔径和孔深。
在钻孔过程中,需要不断地对钻机进行调整和检查,确保操作的安全和有效。
当钻孔完成后,开始进行注浆操作。
注浆通常采用地下泥浆灌注法。
首先,需要将泥浆注入已经钻好的孔洞中,注浆时要保持一定的流量和压力。
然后,通过管道将泥浆充填到孔洞中,形成一定的浆壁。
在注浆过程中,需要密切关注泥浆的流量和压力,同时确保注浆的均匀性和充填度。
注浆的质量直接影响到钻孔灌注桩的效果,因此操作人员需要具备一定的经验和专业知识。
当注浆完成后,需要进行固化和清理工作。
固化时间根据具体的工程要求和设计参数来确定,一般需要数天到数周的时间。
在固化期间,需要防止外界的干扰和破坏,确保浆壁的稳定性和强度。
最后,进行清理工作。
清理工作主要包括清理现场和撤离设备等。
清理现场是为了保持施工现场的整洁和安全,撤离设备是为了节约材料和资源。
泥浆护壁钻孔灌注桩在土木工程中有着广泛的应用。
它可以有效地加固地基,提高建筑物的稳定性和安全性。
青海省格尔木那棱格勒河西铁矿区是2009年开展的找矿预查工作,青海地勘部门多次在该区进行了地质找矿和物探磁扫面找矿工作,为验证物探异常进行钻探探矿工作,现将该地区钻探工作中的水泥浆液灌浆护壁堵漏工艺效果分别作出分析和总结。
1工程概况
青海省格尔木那棱格勒河西铁矿区是2009年开展的预查项目,矿床类型为矽卡岩型多金属矿床,2009年投入钻探工作量4000m以上验证物探异常,经钻孔验证是矿质异常,探明矿体埋藏深度达地面600余米,矿区位于秦祁昆晚加里东造山系,东昆仑造山带祁曼塔格——
—都兰造山亚带,北接柴达木地块。
地层多为华力西晚期岩浆岩大规模侵入与构成复背斜的元古界变质岩地层,地层多为硅质灰岩、薄片状灰岩、条带状灰岩、大理岩,岩层受断裂构造影响,岩层破碎。
沿构造带线多分布二长花岗岩,石英斑岩,细晶花岗岩,矿体多产于大理岩与矽卡岩接触带中,围岩多具硅化、铁化、泥化及矽卡岩蚀变,矿区地层具破碎、软硬不均、垮塌漏失严重,缩径的特点。
自2009年在该矿区钻探,钻孔孔深一般多在600m~800m,局部1300余米,针对长孔段硅质灰岩岩类钻孔垮塌漏失及复杂地层,在300m~400m孔深,多采用“803”堵漏剂堵漏,“803”堵漏剂在较轻微漏失或轻微掉块孔段有一定效果,但在垮塌漏失严重孔段无效果,在这种情况下,针对施工困难,经认真摸索、实践,掌握了矿区钻孔水泥灌注工艺,水泥灌浆护孔成功率显著提高,顺利钻进1300余米,完成钻探任务。
2矿区钻孔水泥灌浆护壁堵漏工艺实践中存在的问题与解决方法
矿区的施工钻孔在600~800余米,局部达1300余米,矿区为硅质灰岩类地区,在孔深350m以内,多以套管护孔,350m以下垮塌漏失严重底层,刚开始在钻孔中采用“803”堵漏剂堵漏或在泥浆中添加惰性材料堵漏,效果差造成泥浆材料的高消耗,又解决不了钻孔中的垮塌,起下钻非常困难,下钻不到位,往往又要重新扫孔,这样造成钻探成本的增加又使钻孔的施工周期延长,如采取措施不当,会使钻孔报废。
针对施工困难,经认真摸索、实践,总结在该矿区用水泥灌注护孔取得
钻孔水泥灌浆护壁堵漏工艺
在格尔木那棱格勒河西铁矿区的应用
王建军
(青海省开门矿业公司,西宁810000)
摘要:本文介绍了那棱格勒河西铁矿区勘探中采用水泥浆液护壁堵漏工艺的应用及实践,针对钻孔地下水位以上,地下水位以下以及纯漏不同类型采用不同的灌注工艺,形成稳定孔壁,解决了钻孔破碎带漏失垮塌的难题,从而
有效地提高了钻进效率。
关键词:水泥灌浆;护壁堵漏;地层压力
技术交流
35
青海国土经略3/2010
成功。
水泥灌浆护壁堵漏工艺,在钻孔地下水位以上,采用传统的工艺,成功率高,但在地下水位以下成功率不高,一般仅在40%~50%左右,究其原因,从水泥浆配合比,替浆量灌注方法等逐一分析,虽亦存在一定原因,但不是关键因素。
将地下水位以上灌浆试验进行对比、分析、研究、查找有关资料,发现地层压力是决定水泥灌注成败的关键,那格西铁矿区,地下水属碳酸类溶水,微承压状,地下水非静止不动,而是由南向东北径流,矿区钻孔内地层与井内液柱压力的平衡或改变问题,解决的好坏,直接会使水泥罐注趋无效。
地层压力P1是指一定厚度的地层内的液体介质的压力。
P1的大小主要取决于地层内流体介质(一般为水)的含量及水文地质条件。
液体压力P2,即循环液比重与井深的乘积。
当地层压力与液柱压力大致相等的情况下,即P1=P2,地层不涌不漏,这时,灌注工艺简单,成功率高,当P1<P2,为钻孔漏失状态,这时水泥灌注成功率也是较高的。
P1>P2,为钻孔地下水呈涌喷状态,这时采取措施稍不注意,极易遭到水泥灌浆经常失败的关键原因。
3钻孔各孔段水泥浆灌注工艺
3.1地下水位以上孔段
均为泥浆漏失孔段P1<P2,孔内水极少,该孔段采用在水泥时候添加氯化钙用地勘专用硫酸铝水泥,水泥浆液配制采用硫酸铝水泥32.5R+氯化钙+M型减水剂。
配方:水灰比0.5∶1,氯化钙为1.5%,M型减水剂0.25%,候凝12h通过钻进,若轻微一中等漏失,采用上述水泥浆堵漏,在那格矿区多个钻孔获成功。
3.2地下水位以下孔段
那棱格勒河西铁矿区地下水位岩溶地下水,地下水位受季节影响,有一定的波动,在那棱格勒河西矿区地下水具承压性质,地下水位呈上升趋势。
在实际工作中,通过多次分析论证、摸索,现场测量认为,提钻之后,钻孔液柱端面必然落离井口,落离孔段的容积,理论上应等于井内钻具的钢体体积,如钻孔水位符合理论深度,钻孔不漏不涌;如实测水位高于理论水位,应认为钻孔涌水钻孔。
涌水钻孔在钻井过程中,因泵压高,循环液柱压力大于地层压力,故钻进时又明显地发生漏失,对于这类钻孔,水泥灌注工艺必须与上述漏水孔段灌浆工艺区别对待,否则易导致灌注工艺失败。
如在该矿区ZK96-2孔,孔深416m遇一厚约4m破碎带,采出岩芯破碎,呈1-10mm碎屑状。
提钻后实测为高于理论水位,采用水泥灌浆三次,没成功,扫孔后破碎带上部有水泥芯,下部有水泥芯,唯独破碎带段取不上水泥芯。
可见地下水波动,流动对水泥灌注的影响。
对这类钻孔漏浆在水泥灌注中采取下列措施:
(1)适当加大水泥用量,要不仅考虑封堵井段,而且应考虑流通道在较大渗透半径的容积。
(2)灌浆后务必缓慢提升,避免产生抽吸力二次改变液柱压力。
(3)灌注后用高比重泥浆回灌,边提升边回灌,待提升完毕,同时将钻孔灌满,并不断添加,保持一段时间满孔。
其目的是保持足够液柱压力,使水泥浆能压入裂隙深处,并最终在裂隙深处凝固。
此点很关键,在地下水波动起伏孔段如果仅仅平衡了地层压力,那也不能使灌注成功,必须加压使钻孔液柱压力大于地下压力,方能保证水泥灌注成功。
4结束语
那棱格勒河西铁矿区采取水泥灌注护孔方法,经多次实践,逐步掌握了钻孔破碎垮塌漏失护孔方法,水泥灌浆虽然造成机台一定水泥侯凝时间,但只要一次封堵成功则形成稳定孔壁,减少孔内套管下入数量,节约泥浆材料,深孔护孔堵漏难题得以解决,对于深孔漏失护壁堵漏效益是比较明显,也降低了钻探成本,提高了钻井效益。
参考文献
[1]王世光.《钻探工程》,北京地质出版社,1987
[2]鄢捷宁.《钻井液工艺》,北京石油大学出版社,2001
[3]曾祥熹,等.《钻孔护壁堵漏与减阻》,北京地质出版社,1981
责任编辑:王丽华
技术交流
36
青海国土经略3/2010。