一些有關(guān)長(cháng)距離巖石定向鉆各個(gè)階段的問(wèn)題:
1. 導向孔鉆進(jìn)階段
1.1 長(cháng)距離巖石水平定向鉆中導向孔鉆進(jìn)的難點(diǎn)在巖石層中進(jìn)行導向孔施工,一般采用泥漿馬達,即動(dòng)力鉆具作為動(dòng)力源,其工作原理是使用高壓泥漿驅動(dòng)泥漿馬達中的渦輪高速旋轉,進(jìn)而帶動(dòng)鉆頭旋轉破碎巖石。經(jīng)過(guò)對實(shí)際施工經(jīng)驗和相關(guān)資料的總結,在長(cháng)距離巖石層中進(jìn)行導向孔鉆進(jìn),所遇到的難點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
?。?)長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)地層變化大,造成地層情況復雜,鉆進(jìn)過(guò)程困難。水平定向鉆進(jìn)的巖石層主要為河流相沉積巖,主要是砂巖、砂礫巖、泥巖、頁(yè)巖等地層,由于多數巖層都會(huì )經(jīng)過(guò)多次的地殼運動(dòng),河流變遷,風(fēng)化等地質(zhì)作用,導致地層出現褶皺,斷層,裂隙,層間角度不整合等地質(zhì)構造,地層情況復雜多變,這就給水平定向鉆進(jìn)造成了許多困難,主要表現為:
①在細砂巖,中粗砂巖等風(fēng)化程度比較小的堅硬巖石中鉆進(jìn),由于此類(lèi)巖石抗壓強度大,且切削下來(lái)的巖屑對鉆具的磨損比較大,導致鉆進(jìn)功效比較低。
②較軟巖層中,如破碎風(fēng)化程度比較大的巖層鉆進(jìn),由于鉆具本身自重比較大,鉆頭會(huì )趨向于重力方向鉆進(jìn),導致鉆進(jìn)角度比較難調整。
③軟硬交互地層,鉆進(jìn)趨勢會(huì )趨向于軟巖層,造成鉆進(jìn)曲線(xiàn)偏離設計曲線(xiàn)。
④裂隙、斷層巖層中鉆進(jìn),主要是鉆井液的漏失,導致鉆井液無(wú)法滿(mǎn)足施工,鉆進(jìn)功效降低。
?。?)鉆井液對復雜地層的適應性不足。由于鉆進(jìn)距離長(cháng),可能經(jīng)過(guò)的地層比較多,鉆井液原則上需要根據不同的地層采取不同的配方,如切削的巖屑比較大的地層,主要考慮鉆井液的攜帶能力。但是由于實(shí)際施工需要同時(shí)保證施工質(zhì)量和進(jìn)度,還要控制施工成本,如果單純從鉆井液要符合地層情況角度考慮,則付出的成本過(guò)高,且不利于施工進(jìn)度。
?。?)鉆進(jìn)距離長(cháng),作用于鉆頭上的壓力不易控制。由于鉆進(jìn)距離長(cháng),孔中鉆桿發(fā)生多次彎曲變化,鉆桿應力及所受外力十分復雜,鉆機操作臺上的讀數可能與實(shí)際情況相差比較大,這對司鉆人員的施工造成了一定的困難。
?。?)其他困難:①鉆進(jìn)距越長(cháng),孔內鉆桿彎曲越多,馬達工具面角越難調整。 ②鉆桿內信號線(xiàn)每隔幾十根鉆桿需要上一個(gè)線(xiàn)夾進(jìn)行固定,線(xiàn)夾越多越阻礙鉆井液的通行,造成憋壓。
1.2 長(cháng)距離巖石水平定向鉆中導向孔鉆進(jìn)難點(diǎn)解決方案
針對以上提出的在長(cháng)距離巖石水平定向鉆導向孔鉆進(jìn)中遇到的困難,通過(guò)對實(shí)際施工經(jīng)驗的總結以及查閱相關(guān)資料,特提出以下解決方案:
?。?)地層問(wèn)題解決方案
針對復雜地層,首先要根據勘察資料,詳細分析地層情況,主要從鉆進(jìn)巖石的巖性,強度,破碎程度等方面入手研究分析巖石的可鉆性,主要從以下幾個(gè)方面采取應對方案:
①堅硬地層解決方案
在水平定向鉆進(jìn)中,一般認為抗壓強度達到60MPa以上的巖石屬于堅硬巖石。在實(shí)際鉆進(jìn)施工中,經(jīng)常遇到的堅硬巖層一般是風(fēng)化程度比較小的細砂巖,中粗砂巖,石灰巖等巖層,此類(lèi)地層鉆頭壓入巖石困難,導致鉆進(jìn)十分困難,且砂巖地層在破碎后巖屑對鉆具磨損十分嚴重。針對此類(lèi)地層解決方案是:1)首先考慮使用硬質(zhì)合金鑲齒牙輪鉆頭,此類(lèi)鉆頭的耐磨性和韌性都可以較好的適應堅硬巖石地層。2)對于微風(fēng)化且石英質(zhì)含量較高的砂巖層,由于其硬度較高,巖屑耐磨性高,使用牙輪鉆頭可能磨損較快,使用壽命較短,此類(lèi)地層可以考慮使用金剛石鉆頭,此類(lèi)鉆頭抗壓強度高,抗磨損能力強,但也有一定的脆性,抗彎能力不足,且成本相對較高,使用時(shí)應當綜合考慮。
②軟巖地層解決方案
此類(lèi)地層往往破碎程度比較大,風(fēng)化程度較高,裂隙較多,且巖石中粘、粉含量較多,往往強度很低,甚至于比土層承載力都要小。在這樣的巖層中鉆進(jìn),由于鉆具自身重量較大,鉆進(jìn)曲線(xiàn)會(huì )逐步向下彎曲,偏離設計曲線(xiàn),主要解決方法是:
(1)采用小直徑鉆頭,使馬達工具面角向上,快速向上頂進(jìn);
(2)采用彎度較大的泥漿馬達,快速向上頂進(jìn);
(3)如果以上兩個(gè)方案無(wú)法解決問(wèn)題,可以考慮在軟巖地層中快速頂進(jìn),使鉆進(jìn)曲線(xiàn)盡量靠近設計曲線(xiàn),等穿過(guò)此地層后,再進(jìn)行角度的調整?;蛘咴谖淬@進(jìn)軟巖層時(shí),先將鉆進(jìn)曲線(xiàn)調高,以對沖在軟巖地層中下掉的角度,此方法由于未知軟巖地層的可鉆性情況,采用時(shí)應慎重考慮。
③軟硬交互地層解決方案
根據軟硬地層的交互情況,以及巖層的巖性,在盡量接近設計曲線(xiàn)的原則下,采用以下方法:若軟巖層抗壓強度達到10MPa以上,可以考慮在軟巖層中鉆進(jìn)。若軟巖層抗壓強度太小,則盡量在硬巖層中鉆進(jìn)。
④裂隙、斷層地層解決方案此類(lèi)地層主要問(wèn)題是鉆井液的漏失比較嚴重,可以在鉆井液中加入一定量的堵漏劑進(jìn)行堵漏,以解決鉆井液漏失問(wèn)題。
?。?)鉆井液?jiǎn)?wèn)題解決方案
鉆井液是水平定向鉆進(jìn)的“血液”,具有十分重要的地位,而鉆井液是否符合地層情況,在很大程度上也決定了鉆進(jìn)的成功與否。根據以往施工經(jīng)驗和相關(guān)資料,同時(shí)考慮在長(cháng)距離巖石中鉆進(jìn)施工,主要從以下幾個(gè)方面考慮:
①在礫巖、石灰巖等經(jīng)過(guò)切削后產(chǎn)生較大塊碎屑(粒徑一般大于20mm)的巖層中鉆進(jìn),此時(shí)鉆井液的攜帶能力成為最主要的考慮方面,主要是提高鉆井液的動(dòng)塑比,靜切力等指標,以使得鉆井液具有較大的攜帶能力。
②在砂巖等破碎后巖屑(粒徑一般小于2mm)比較小的巖層中鉆進(jìn),鉆井液的攜帶能力不再是主要的考慮方面,而對鉆具降溫則成為主要的考慮方面,這時(shí)需要適當的降低鉆井液粘度,增強其流動(dòng)性,使鉆井液可以更好的循環(huán)。
③在泥巖、頁(yè)巖等粘粉類(lèi)成分較多的巖層中鉆進(jìn),由于此類(lèi)巖石易遇水軟化,出現“泥包鉆”現象,而頁(yè)巖又有吸水膨脹現象,在此類(lèi)巖石中鉆進(jìn)尤其要特別注意鉆井液的配制,要特別注意以下兩點(diǎn):1)盡量降低鉆井液的濾失量,使鉆井液濾失的水量盡量小,減少泥巖的水化程度。2)在頁(yè)巖中鉆進(jìn),可加入適量KCl,可有效抑制頁(yè)巖膨脹。
④鉆井液中的固相含量在一定程度上影響著(zhù)鉆進(jìn)速度,一般情況下鉆石隨著(zhù)固相含量升高而下降,所以要除去固相。在以往短距離水平定向鉆施工中,一般只采用回收系統進(jìn)行鉆井液的回收,但是在長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)中,由于鉆井液經(jīng)過(guò)地層較多且用量比較大,考慮到更換新鉆井液的成本比較大的問(wèn)題,可以增加離心機除固相設備,可以較好的除去鉆井液中的固相成分,提高鉆速以及鉆井液的攜帶能力。
⑤由于鉆井液配制成本比較高,在長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)中使用量比較大,如果單純?yōu)榱伺c地層相適應,頻繁的更換鉆井液,則鉆進(jìn)成本會(huì )大幅度提高,并且會(huì )增大工期。在長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)中可以考慮針對主要地層確定鉆井液配方,在特別重要且對鉆井液要求比較高的地層(如頁(yè)巖層)中鉆進(jìn)要專(zhuān)門(mén)配制與之相適應的鉆井液。
?。?)鉆壓?jiǎn)?wèn)題解決方案
由于對水平定向鉆進(jìn)中的實(shí)際鉆進(jìn)壓力的理論計算尚未十分成熟,在粗略計算的基礎上,司鉆技工可以根據以往施工經(jīng)驗和實(shí)際地層情況,適時(shí)調整鉆進(jìn)壓力,以保證鉆進(jìn)功效。一般認為鉆井液攜帶出的巖石碎屑較多,則成孔性較好,實(shí)際鉆壓接近壓力表上的讀數,反之,則差別較大,應適當增大鉆壓,以保證鉆速。
(4)其它問(wèn)題解決方案
①鉆進(jìn)距離越長(cháng),孔中鉆桿彎曲情況越復雜,馬達的工具面角越難調整,這時(shí)需要司鉆人員根據施工經(jīng)驗多次調整,盡量將工具面角調整至需要的角度,如果鉆進(jìn)角度偏差大,則立即查找原因,排除問(wèn)題。
②線(xiàn)夾過(guò)多導致憋壓?jiǎn)?wèn)題,可以適當減少線(xiàn)夾數量,也可以采用鏤空比較大的線(xiàn)夾,盡量保持鉆井液流通順暢,減少憋壓程度。
2. 擴孔階段
2.1 長(cháng)距離巖石擴孔難點(diǎn)長(cháng)距離巖石水平定向鉆進(jìn)擴孔階段所遇到的問(wèn)題比打導向孔更多更難,以往在短距離巖石擴孔中的一些技術(shù)在長(cháng)距離擴孔施工中將不再適用,甚至會(huì )導致比較嚴重的后果。通過(guò)對實(shí)際施工經(jīng)驗和相關(guān)資料的總結,在長(cháng)距離巖石水平定向鉆進(jìn)擴孔施工中主要有以下幾個(gè)難點(diǎn):
(1)地層問(wèn)題
現在地下輸油輸氣管道直徑越來(lái)越大,相應的穿越成孔的直徑也越來(lái)越大,長(cháng)距離巖石擴孔中遇到的地層問(wèn)題比短距離擴孔要復雜得多,主要有以下幾個(gè)難點(diǎn):
①在細砂巖,中粗砂巖等風(fēng)化程度比較小的堅硬巖石中擴孔鉆進(jìn),由于此類(lèi)巖石抗壓強度大,而擴孔是靠鉆機拉著(zhù)擴孔器頂入巖石然后旋轉切削巖石,所以比較難鉆進(jìn),且切削下來(lái)的巖屑對鉆具的磨損比較大,導致鉆進(jìn)功效比較低。
②較軟巖層中,如破碎風(fēng)化程度比較大的巖層鉆進(jìn),由于鉆具本身自重比較大,擴孔器會(huì )沿著(zhù)重力方向逐步掉落,導致在軟巖中形成比較大的陡坡或擴孔“鍵槽”,這對下一級擴孔和回拖管道都不利。
③一般情況下,在穿越的兩岸都有土層和巖石層的交接處,當從土層擴孔進(jìn)入巖石層時(shí),由于巖石層擴孔時(shí)間長(cháng),會(huì )導致在土層和巖石層的交接處形成一個(gè)比較大的陡坎,這對下一級擴孔會(huì )造成一定困難,回拖時(shí)管道從陡坎進(jìn)入巖石孔洞也是十分困難的。
④在裂隙、斷層巖層中鉆進(jìn),主要是鉆井液的漏失,導致鉆井液無(wú)法滿(mǎn)足施工,鉆進(jìn)功效降低,成本增加。
(2)鉆井液?jiǎn)?wèn)題
鉆井液在擴孔施工中具有極其重要的地位,孔中的巖石碎屑需要由鉆井液攜帶出,在長(cháng)距離巖石擴孔中,鉆井液方面的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):
①由于擴孔鉆進(jìn)距離長(cháng),高壓鉆井液在返流一定距離后,流速將逐步降低,導致距離擴孔器比較遠的孔中的巖屑比較難以攜帶出,因而孔中碎屑會(huì )逐漸堆積,形成滯留層等現象,導致擴孔器退出和進(jìn)入孔洞困難,對下一級擴孔和管道回拖也不利。
②鉆井液對復雜地層的適應性不足。擴孔鉆進(jìn)可能經(jīng)過(guò)的地層比較多,鉆井液原則上需要根據不同的地層采取不同的配方,如切削的巖屑比較大的地層,主要考慮鉆井液的攜帶能力。但是由于實(shí)際施工需要同時(shí)保證施工質(zhì)量和進(jìn)度,還要控制施工成本,如果單純從鉆井液要符合地層情況角度考慮,則付出的成本過(guò)高,且不利于施工進(jìn)度。
(3)擴孔工序問(wèn)題
在以往短距離鉆進(jìn)擴孔過(guò)程中,一般情況下只采用一臺鉆機進(jìn)行擴孔,在推出換擴孔器的工序時(shí),直接采用鉆機推鉆桿,將擴孔器推出孔后更換新擴孔器,然后進(jìn)行下一次擴孔。而在長(cháng)距離巖石擴孔過(guò)程中,由于擴孔距離特別長(cháng),在推擴孔器的過(guò)程中,由于擴孔器自重比較大,鉆桿受力過(guò)程十分復雜,鉆桿在受到推力和扭力之后,會(huì )發(fā)生旋轉和彎曲,距離越長(cháng),孔中鉆桿變形彎曲越復雜,鉆桿所受應力越復雜,對此種情況下鉆桿應力的計算雖然有一些學(xué)者有了一定的研究,但還不能完全符合實(shí)際情況,所以說(shuō)在長(cháng)距離巖石擴孔中如果采用鉆機將擴孔器推出的方法,則孔中鉆桿在復雜應力作用下,有可能經(jīng)過(guò)長(cháng)期的疲勞破壞,產(chǎn)生塑性形變或者是發(fā)生斷裂的嚴重后果。
2.2 長(cháng)距離巖石水平定向鉆中擴孔難點(diǎn)解決方案針對以上提出的在長(cháng)距離巖石擴孔鉆進(jìn)中遇到的困難,通過(guò)對實(shí)際施工經(jīng)驗的總結以及查閱相關(guān)資料,特提出以下解決方案:
(1)地層問(wèn)題解決方案
針對復雜地層,首先要根據勘察資料,詳細分析地層情況,主要從鉆進(jìn)巖石的巖性,強度,破碎程度等方面入手研究分析巖石的可鉆性,同時(shí)根據導向孔鉆進(jìn)過(guò)程的記錄和經(jīng)驗總結,仔細分析地層情況,確定擴孔方案,主要從以下幾個(gè)方面采取應對方案:
①堅硬地層解決方案
在實(shí)際擴孔施工中,會(huì )沿著(zhù)導向孔的軌跡進(jìn)行擴孔,經(jīng)常遇到的堅硬巖層一般是風(fēng)化程度比較小的細砂巖,中粗砂巖,石灰巖等巖層,此類(lèi)地層牙輪壓入巖石困難,導致鉆進(jìn)十分困難,且砂巖地層在破碎后巖屑對鉆具磨損十分嚴重,極大地降低了擴孔器的使用壽命。針對此類(lèi)地層解決方案是:(1)首先考慮使用硬質(zhì)合金鑲齒牙輪擴孔器,此類(lèi)擴孔器的耐磨性和韌性都可以較好的適應堅硬巖石地層。
(2)對于微風(fēng)化且石英質(zhì)含量較高的砂巖層,由于其硬度較高,巖屑耐磨性高,使用牙輪鉆頭可能磨損較快,使用壽命較短,此類(lèi)地層可以考慮使用含金剛石的擴孔器,但是制成的擴孔器成本相對較高,使用時(shí)應當綜合考慮。
②軟巖地層解決方案
破碎程度比較大,風(fēng)化程度較大,裂隙較多,且巖石中粘、粉含量較多的地層,往往強度比較下,甚至于比土層承載力都要小,在這樣的巖層中鉆進(jìn),由于擴孔器自身重量較大,擴孔器會(huì )在導向孔的底部擴成較大的空洞,形成擴孔“鍵槽”,這對下一級擴孔和管道回拖都不利,主要解決方法是:(1)擴孔過(guò)程中,加大回拖力,增加牙輪的“吃入”巖石程度,增加單次旋轉切削量。(2)適當降低轉速,防止出現較大的擴孔“鍵槽”。(3)適當降低鉆井液排量,防止由于高壓泥漿的作用使孔洞出現部分坍塌。
③土層和巖石層的交接處解決方案
在土層和巖石層的交接處,由于擴孔形成的陡坎會(huì )對對下一級擴孔會(huì )造成一定困難,回拖時(shí)管道從陡坎進(jìn)入巖石孔洞也是十分困難的,許多次管道無(wú)法正?;赝暇褪怯蛇@種陡坎所造成的,所以對土層和巖石層的交接處的處理一定要特別重視,主要有以下幾點(diǎn)方案:
(1)如果有條件在穿越兩岸進(jìn)行夯套管作業(yè),將松散土層隔離開(kāi),則采用這種最有效的方法。
(2)如果無(wú)法在兩岸都進(jìn)行套管作業(yè),則進(jìn)行擴孔作業(yè)時(shí),一般可以從有套管的一側進(jìn)行擴孔,從而使得在擴孔器可以從巖石層擴入土層,降低在土層中的作業(yè)時(shí)間,減小陡坎的嚴重程度。
(3)如果穿越兩岸都無(wú)法進(jìn)行夯套管作業(yè),則可以在打導向孔的過(guò)程中調整馬達的工具面角,使得與巖石交界處土層中鉆孔曲線(xiàn)的曲率半徑小于巖石孔的曲率半徑,即人為的在導向孔作業(yè)時(shí)在土層中做一個(gè)梯形的“陡臺”,從而在擴孔作業(yè)中可以對沖掉可能會(huì )形成的“陡坎”,但是此種方法必須計算好土層中導向孔的曲率半徑,如果無(wú)法計算應該以多大的角度進(jìn)行鉆進(jìn),則對此方法要慎重使用。
④裂隙、斷層地層解決方案
此類(lèi)地層主要問(wèn)題是鉆井液的漏失比較嚴重,可以在鉆井液中加入一定量的堵漏劑進(jìn)行堵漏,以解決鉆井液漏失問(wèn)題。
(2)鉆井液?jiǎn)?wèn)題解決方案
鉆井液是水平定向鉆進(jìn)的“血液”,在擴孔作業(yè)中具有十分重要的地位,可以說(shuō)鉆井液是否符合地層情況,在很大程度上直接決定了擴孔作業(yè)的成功與否。根據以往施工經(jīng)驗和相關(guān)資料,同時(shí)考慮在長(cháng)距離巖石中擴孔施工,主要從以下幾個(gè)方面考慮:
①針對由于鉆井液流速不夠導致孔中碎屑堆積,形成滯留層的現象,可以通過(guò)以下方法解決:(1)在不憋壓的情況下,適當加大鉆井液的輸出壓力,增大其起始流速。(2)每個(gè)幾十根鉆桿安裝一個(gè)噴漿短接,使得孔中泥漿可以實(shí)現二次加速,可以使整個(gè)孔中都可以較快返漿。
②在礫巖、石灰巖等經(jīng)過(guò)切削后產(chǎn)生較大塊碎屑的巖層中鉆進(jìn),此時(shí)鉆井液的攜帶能力成為最主要的考慮方面,主要是提高鉆井液的動(dòng)塑比使得鉆井液在行進(jìn)過(guò)程中具有較大的攜帶能力,同時(shí)要適當增大鉆井液的靜切力,使得鉆井液在不流動(dòng)時(shí),其所攜帶的鉆屑可以懸浮在其中,保證鉆井液的攜帶量。
③在砂巖等破碎后巖屑比較小的巖層中鉆進(jìn),主要的考慮對鉆具降溫,這時(shí)需要適當的降低鉆井液粘度,增強其流動(dòng)性,使鉆井液可以更好的循環(huán)。
④在泥巖、頁(yè)巖等粘粉類(lèi)成分較多的巖層中鉆進(jìn),由于此類(lèi)巖石易遇水軟化,出現“泥包鉆”現象,而頁(yè)巖又有吸水膨脹現象,在此類(lèi)巖石中擴孔鉆進(jìn)尤其要特別注意鉆井液的配制,可以采取以下兩點(diǎn):(1)盡量降低鉆井液的濾失量,使鉆井液濾失的水量盡量小,減少泥巖的水化程度。(2)在頁(yè)巖中鉆進(jìn),可加入適量Kcl,可有效抑制頁(yè)巖膨脹。
⑤鉆井液中的固相含量在一定程度上影響著(zhù)鉆進(jìn)速度,一般情況下鉆石隨著(zhù)固相含量升高而下降,所以要除去固相,這一點(diǎn)在擴孔作業(yè)中尤為明顯,在以往短距離水平定向鉆施工中,一般只采用回收系統進(jìn)行回收鉆井液,但是在長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)中,由于鉆井液經(jīng)過(guò)地層較多且用量比較大,考慮到更換新鉆井液的成本比較大的問(wèn)題,可以考慮增加離心機除固相設備,可以較好的除去鉆井液中的固相成分,提高鉆速以及鉆井液的攜帶能力。
⑥由于鉆井液配制成本比較高,在長(cháng)距離巖石擴孔中使用量比較大,如果單純?yōu)榱伺c地層相適應,頻繁的更換鉆井液,則鉆進(jìn)成本會(huì )大幅度提高,并且會(huì )增大工期,擴孔距離越長(cháng),更換鉆井液時(shí)間越長(cháng)。在長(cháng)距離巖石擴孔鉆進(jìn)中可以考慮針對主要地層確定鉆井液配方,在特別重要且對鉆井液要求比較高的地層(如頁(yè)巖層)中鉆進(jìn)要專(zhuān)門(mén)配制與之相適應的鉆井液。
(3)擴孔工序問(wèn)題解決方案
在長(cháng)距離巖石擴孔過(guò)程中,如果采用鉆機直接將擴孔器推出的方式,則由于鉆桿受力過(guò)程十分復雜,孔中鉆桿在復雜應力作用下,有可能經(jīng)過(guò)長(cháng)期的疲勞破壞,產(chǎn)生塑性形變或者是發(fā)生斷裂的嚴重后果。所以針對這種情況,最有效的解決方法就是在進(jìn)擴孔器的一側也安裝一臺鉆機,輔助鉆進(jìn)。此鉆機的主要作用就是負責將擴孔器拉出,而鉆桿的抗拉強度比較高,相對于推鉆桿這一過(guò)程將會(huì )安全。
3. 管道回拖階段
3.1 長(cháng)距離巖石水平定向鉆進(jìn)管道回拖難點(diǎn)管道回拖階段一般情況下只有幾十個(gè)小時(shí),相對于打導向孔和擴孔來(lái)說(shuō)十分短暫,但卻是十分重要的階段,是定向鉆穿越的收尾,成敗的關(guān)鍵。在長(cháng)距離巖石水平定向鉆進(jìn)中,管道回拖的難點(diǎn)有:
(1)管道回拖力相對于短距離管道回拖力要大的多。
(2)回拖距離長(cháng),鉆孔中情況復雜多變,出現異常情況的概率大。
3.2 長(cháng)距離巖石定向鉆進(jìn)中管道回拖難點(diǎn)解決方案
(1)對于管道回拖力大的問(wèn)題,可以在管道回拖前,采用管道發(fā)射溝,滾輪架等方法降低管道回拖的起始回拖力,使得管道順利進(jìn)入孔洞中。在鉆孔中回拖時(shí),可以在鉆井液中加入潤滑劑,降低管道與孔壁的摩擦力。如果孔洞過(guò)大,可以采用注水降浮的方式,使得管道不卡在孔壁上部,進(jìn)一步降低摩擦力,進(jìn)而降低回拖力。
(2)管道回拖距離長(cháng),孔中情況復雜多變,易出現巖屑堆積導致回拖不順的現象,可以加大鉆井液排量,將巖屑帶出孔中,孔中碎屑越少回拖越順利。
實(shí)際上,管道回拖階段的最主要的工作在導向孔和擴孔階段,導向孔鉆進(jìn)的曲線(xiàn)平滑,擴孔過(guò)程順利且孔中巖屑比較少,則管道回拖相應會(huì )比較順利。
4. 結論與討論
本文通過(guò)對長(cháng)距離巖石水平定向鉆進(jìn)中三個(gè)階段的分析,總結出了各個(gè)階段中所遇到的施工難點(diǎn),并提出了相應的解決方案。主要結論有以下幾點(diǎn):
(1)導向孔階段,在長(cháng)距離巖石導向孔鉆進(jìn)過(guò)程中地層情況復雜多變,不同的地層要采取不同的鉆進(jìn)方法和鉆具,鉆井液與地層的相適應性也是十分重要的,同時(shí)要考慮鉆進(jìn)成本。
(2)擴孔階段是水平定向鉆進(jìn)中用時(shí)最長(cháng)也是最重要的階段,一定要仔細研究巖石的可鉆性,綜合考慮制定最優(yōu)的鉆進(jìn)參數組合。鉆井液在巖石擴孔中具有十分重要的地位,要根據地層情況制定最優(yōu)的鉆井液配制方案。
(3)回拖階段是十分關(guān)鍵的階段,要采用挖發(fā)射溝,架滾輪架,注水降浮,加潤滑劑等方法降低回拖力,使得回拖順利進(jìn)行。
(4)水平定向鉆進(jìn)施工是一個(gè)大型的綜合性系統工程,各個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣,緊密聯(lián)接,需要每個(gè)階段都要精細施工,各工種緊密配合,尤其在長(cháng)距離巖石鉆進(jìn)中更是如此。
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