钻探方法

现有设备：SPS-400、SPS-1000、SPS-2000水源钻机。XY-5、XY-4、XY-44型取芯钻机，空气泡沫潜孔锤设备、气举反循环设备。

1、松散地层水井设计结构及施工方法

1、不取芯

地层以砂层、砂卵石层为主，水井设计结构一般泵室段孔径为550mm或600mm下入273mm或325mm井壁管，取水段孔径为450mm下入219mm井壁管及滤水管。针对此地层一般采用无芯牙轮推至设计孔深，经物探测井结合钻探取芯综合确定含水段。扩孔采用组合牙轮钻进。钻进过程中严格控制泥浆参数，粘度控制在20-23S 之间。扩至设计孔深后进行破壁换浆，采用破壁器破壁，破壁时将钻杆与破壁器连接下入孔内，开车回转，采用中转速，大泵量，上下反复提拉钻具，清除孔壁泥皮。换浆先采用同钻进相同粘度泥浆将孔内岩渣冲洗上来，待孔内岩渣排净后逐渐换稀，最终调制18S左右，使孔内上下泥浆一至。下管一般采用提吊下管，利用含水层对应下入滤水管，下管过程中应操作平稳，稳拉慢放。填砾应从孔壁四周匀速连续填入，随填随测，排除填入量与深度计算有较大出入等问题，砾料一般选用磨圆较好的硅质的洁净砾石，粒径为含水层颗粒直径d50-60的8-10倍。洗井采用活塞或空压机洗至水清砂净。

2、半山区地层水井设计结构及施工方法

地层特点为上部覆盖少量第四系覆盖层和风化带，在覆盖层和风化带内含有水层，成井时需要考虑混合成井。水井结构设计为在覆盖层及风化带下入相应井壁管及滤水管并围填砾料，下部完整基岩裸

孔。施工方法覆盖层如果为细颗粒地层可采用常规泥浆护壁回转钻进，如果为粗颗粒卵石或漂石层可采用冲击钻进至完整基岩面。入完整基岩3-5米下入井壁管及滤水管，滤水管段围填砾料，含水层以上做封孔处理。在井壁管和完整基岩面要做好密封措施防止砾料下漏。完整基岩段采用空气泡沫潜孔锤钻进,会大大提高效率。如我院在2011年平山抗旱时，有6眼抗旱井都是按此工艺成的混合井，且水量都达到了设计要求。

3山区地层水井设计结构及施工方法

灰岩、砾岩、变质岩区含水层在构造带或裂隙发育段。200米左右的水井结构为钻穿风化带后下入护壁管，完整基岩段一径到底。施工方法采用空气泡沫潜孔锤钻进，先用大锤头钻至完整基岩面下入护壁管，然后采用小一级锤头钻进至设计孔深。如果钻进过程中有破碎地层，泵室段应考虑下入打眼护壁管。如果设计钻孔较深，且岩性较稳定可采用多功法气举反循环方法钻进，效率会大大挺高。如岩层构造破碎，需考虑常规重钻无芯牙轮钻进，多级变径下管护壁。根据岩性特征及掌握的地质资料，结合取水要求，设计开孔孔径，每钻穿一厚层构造破碎层下入护壁管，如果含水需考虑下入相应滤水管。然后逐级钻至设计孔深。如我院去年在邯郸南李庄铁矿施工的一眼480米生活水井就是开孔400mm下入325mm护壁管后水泥封孔，换295mm牙轮推至300米后下入273mm滤水管，下部用215牙轮钻至设计孔深。

4、取芯钻探的设计及施工方法

松散地层取芯钻探一般采用单管或双管钻具，钻头采用硬质合金或金刚石、复合片钻头。根据设计要求一般钻孔直径为130、110mm。针对于以粉细砂、粘土为主的地层宜采用硬质合金钻头，以砂砾石、卵石为主的地层宜采用复合片钻头。钻进时要控制好钻压一般在800-1000kg，泵量在100-150l/s，冲洗液粘度在20-23S。基岩取芯一般采用单管单动钻具，金刚石钻头取芯，冲洗液采用清水钻进。

4地热井成井结构及工艺要求

1、地热井钻井结构设计一般一开井径φ550mm钻至稳定地层；二开：井径φ445mm,钻至300左右为井泵室段；三开：井径φ311mm/ φ216mm钻至设计孔深。

2 地热井井管结构设计一开为500mm石油套管，二开为273mm石油套管，三开为φ244.5mm/φ139.7mm石油套管。

3. 工艺要求

钻进过程中，应根据不同地层岩性特征而适时注意井斜变化、选择确定钻头类型、钻具组合和钻进参数P（钻压）、N（转数）、Q（泵量）以及泥浆性能数据，对每个钻头进行详细检查、丈量、排序，先大后小，以防扫孔、卡钻。

（1）开孔时要轻压慢钻，采用高压管平衡装置，确保井眼开直。采用钻铤加扶正器的措施控制井斜，在合理位置安装扶正器。合理加压，均匀送钻，最大钻压不超过钻铤自重的80％，钻至地层交界面时，合理减压防止井斜。

（2）钻具组合

Φ445钻进：φ445钻头+φ159钻铤+φ410 扶正器+φ89钻杆；

Φ311钻进：φ311牙轮钻头+φ159钻铤+φ290 扶正器+φ89钻杆；

Φ216钻进：φ216钻头+φ159钻铤+φ190扶正器+φ89钻杆。

（3）钻进参数

钻压：2000～4000 Kg；转速：60～110 r/min；泵量：大于600 L/min。

（4）泥浆参数

Q:0～300米：粘度≥23s，密度≥1.15；

Ny～Es2:300～1400米：粘度≥21s，密度1.12～1.15；

下管前换浆：粘度17s，密度1.08～1.10。

（5）在完钻后将钻孔冲洗干净，为电测井作准备。在下完井管后及时充分洗井，洗井达到水清砂净含水层全部畅通为止。

（6）井管下入采用提吊法。