深水井鉆鑿施工,在一些地質條件復雜、地下水位高或需要穿透硬巖層的情況下,傳統的鉆進方法可能面臨效率低、成本高、安全性差等問題。空氣泡沫鉆進技術作為一種創新的鉆探手段,因其效率、環保、成本節約等優點,在深水井鉆鑿施工中得到了廣泛應用,目前泰安打井團隊在一些特殊施工條件下也常采用該技術手段。
空氣泡沫鉆進技術,施工中主要是通過將空氣和泡沫劑按一定比例混合后注入鉆孔中,形成泡沫混合液作為鉆進過程中的循環介質。這種泡沫混合液具有密度低、粘度低、攜屑能力強等特點,能夠降低對地層的擾動和污染,提高鉆進效率。空氣泡沫鉆進技術在深水井鉆鑿施工中的應用,具體實施步驟包含以下幾點:
1.前期準備:首先要進行詳細的地質勘察,了解地層結構、地下水位、預計鉆遇的巖性等,以此為基礎設計鉆孔軌跡和選擇合適的鉆具組合。同時,準備好空氣壓縮機、泡沫發生器、鉆桿、鉆頭等必要設備,并確保現場供電、供水穩定。
2.建立循環系統:搭建壓縮空氣供應系統,通常包括空壓機、空氣凈化裝置(如過濾器、干燥器)、泡沫發生器等。泡沫液由水、發泡劑和其他可能的添加劑按一定比例混合而成,通過泡沫發生器生成穩定的泡沫流體。
3.鉆孔作業:啟動空壓機,將高壓空氣送入鉆桿內部,攜帶泡沫液到鉆頭處。空氣與泡沫的混合物在鉆頭處高速噴出,破碎巖石并冷卻鉆頭,同時將鉆屑懸浮起來,形成氣固兩相流體返回地面。通過調整空氣壓力、泡沫濃度和鉆進參數,可以更好地控制鉆孔過程,提高鉆進效率。
4.鉆屑處理與監測:從井口回收的鉆屑需進行分離處理,回收的空氣經過凈化后循環使用。同時,持續監測鉆井參數(如鉆壓、轉速、氣流量等)和地層變化,根據實際情況及時調整鉆進策略。
5.完井與后期處理:鉆到預定深度后,進行井壁加固、安裝井管和濾水管等完井作業。完成后還需進行水質測試和產量試驗,確保深水井達到預期的使用要求。
當然,雖然實際操作中空氣泡沫鉆進技術具有諸多優勢,但也存在一些不足之處,如冷卻效果有限,如非穩定地層的井壁穩定性問題,如氣體管理問題等等……因此在實際應用中,需要根據具體的地層條件、施工要求和經濟效益等因素進行綜合考慮,選擇更合適的鉆進技術。