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在火成岩里1500m地热井施工 　　 摘要：本文对在火成岩地层中地热井的施工进行了技术总结，对钻具的纵向振动和钻头的选择、冲洗液的选型进行了阐述，解决了从设计到施工中存在的一些问题。 　　 关键词：地热井，牙轮钻进，纵向振动，施工。 　　引言 　　 我院在潜山县天柱山景区施工的一口地热井是我局的第一口基岩大口径深井，该井设计井深1500m，实际成井深度1493m，出水量260m3/d，水温35-37℃。在施工中取得了一定的经验，笔者以该井的施工过程为例，对地热井的施工进行探讨。 　　 一、地质条件 　　 该井距潜山县7km，地处野寨潜―岳公路和皖河之间，天柱山山麓下坡积层，地势较平坦，属丘陵地貌，处于大别造山带与下扬子地块接合部位，区内地层以郯庐断裂带为界，西侧为秦岭－大别山地层区东延部分；东侧为下扬子地层区潜山地层小区。区域大地构造单元属于扬子板块、大别造山带的复合???位，主体位于扬子板块向大别造山带俯冲的前缘。多次构造运动，使西部大别山岩群、古老的变质变形侵入体出现褶皱变形，形成顺层劈理带、韧性剪切带，劈理、片麻理发育，岩石破碎。 　　 该井地层主要岩性以安山岩、安山凝灰岩、安山角砾岩、斜长片麻岩、二长片麻岩、正长岩为主，可钻性8~10级。 　　 二、水文地质条件 　　 测区内的水文地质条件一般，区内地下水类型主要有第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。 　　 第四系松散层孔隙水含水层岩性主要是分选性较好的中细砂层，泥质含量较少，上覆薄层粉细砂及亚砂土、亚粘土，厚度约9m，深度3.5-12.5m。含水层透水性较好，容易接受大气降水的补给，水量一般，一般单井涌水量10-15 m3/h。 　　 基岩裂隙水主要含水岩组为上太古界的变质岩和侏罗纪火山岩等。地下水主要赋存于基岩的风化裂隙、构造裂隙中，水量一般，水质较好。 　　 三、施工机具 　　 钻机：TSJ-2600 　　 水泵：3NB-350 　　 钻塔：AGR27A 　　 钻杆：89mm、127 mm 　　 钻铤：159 mm、178 mm、203 mm、 　　 钻头：三牙轮钻头、215.9mm、311mm、394mm 　　 动力：柴油机 　　 四、施工方案与施工步骤 　　 1、井身结构 　　 根据地热井的设计理论和该地区的地层特点，设计的钻孔结构如图1所示。 　　 　　图1. 天柱山风景区地热井设计图 　　0-30m：394mm牙轮钻头开孔，下入340mm表层套管，固井; 　　 30-800m：用311三牙轮球齿钻头钻进，下入273mm井管、固井; 　　800-1493m：用215.9三牙轮球齿钻头钻进至设计孔深。 　　 2、钻柱组合 　　 0-30m：394mm牙轮钻头+203mm钻铤+159mm钻铤+127mm钻杆+89mm钻杆+主杆 　　 30-800m：311mm牙轮钻头+203mm钻铤+159mm钻铤+127mm钻杆+89mm钻杆+主杆 　　 800-1493m：215.9mm牙轮钻头+ 159mm钻铤+127mm钻杆+89mm钻杆+主杆 　　 3、主要技术参数 　　 钻进工艺采用全孔减压全面钻进，岩屑录井、综合测井。 　　 技术参数表 　　 技术参数 　　岩层 钻压 　　(t) 转速 　　(r/min) 泵量 　　(l/min) 　　非均质岩层 0.5~1.0 ＜45 800 　　均质岩层 5.0~6.0 45~65 800 　　 　　 五、技术总结 　　 在该井的施工过程中，碰到的问题主要表现在施工工艺上，主要为井身结构、钻具组合、冲洗液的使用等。 　　井结构的合理设计 　　 地热井的特点是井深大、井径大，合理的井结构是打好一口地热井的关键，浅井可采取两级设计，深井可采取三级或三级以上的设计，在设计的同时要考虑建设方的意见。 　　钻具的纵向振动 　　 在地热钻井施工中，使用牙轮钻头钻井引起钻具的纵向振动，在钻具的中和点附近产生交变的轴向应力。纵向振动和钻头的结构、地质构造、泵量的不均匀、钻压及钻速等因素有关。当纵向振动的周期和钻具本身固有振动周期相同时，就会产生共振现象，振幅急剧增大，称为“跳钻”。严重的跳钻常常造成钻头的损坏，钻具磨损加剧以及迅速的疲劳损坏，在施工的过程中我们碰到过钻铤丝扣粘连的问题，经分析研究认为，其主要原因是地层比较发育、岩石较硬，给进压力过大，钻具的纵向振动造成钻铤连接部位重复上扣，重而造成丝扣发生粘连，损坏钻铤。找出原因后，我们在工作中做到回次钻压一定要稳定，各班的钻压要统一，及时掌握地层的变化，根据地层的变化及时调整钻压。合理的钻压应是所加钻铤重量的3/4，该点应在整个钻柱的中和点上，该中和点应落在刚度大抗弯能力强的钻铤上，即钻铤处于浮重、