矿瓦斯抽采管道钻孔施工组织设计.doc
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***************瓦斯抽采管道钻孔
施工组织设计
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二○一一年十二月
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瓦斯抽采管道钻孔施工组织设计书
编制
审核
技术负责
项目经理
总工程师
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二○一一年十二月
审批
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二○一一年十二月
目录
第一节工程概况 1
第二节钻探施工组织设计 2
一、施工方案 2
二、钻探设备的选择 2
三、施工现场临时设施布置及临时用地表 2
四、钻孔结构及施工工序 3
五、施工工艺 4
六、施工人员组织 9
七、文明施工的目标及保证措施 9
第三节施工进度安排及工期保证措施 10
一、施工进度安排 10
二、工期保证措施 10
第四节安全体系 11
第五节钻孔质量保证措施 12
一、钻孔质量保证体系 12
二、工程质量保证措施 13
第六节固井施工设计 14
一、设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法 14
二、主要工程项目的施工方法 14
三、各分项工程的施工顺序 16
四、确保工程质量的方法 18
五、雨季施工安排 20
六、质量、安全保证体系 20
七、应急程序 20
施工设计
****依据*****为进一步确保促进安全生产，在新集一矿配煤仓东侧，施工瓦斯抽采管道钻孔工程的技术要求以及该区地层情况，提出本施工组织设计。
在整个钻探施工过程中严格按照以下规范、规程进行：
1、中华人民共和国国家标准《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719—91）
2、中华人民共和国煤炭行业标准《煤炭地质钻探规程》（MT/T1076—2008）
3、中华人民共和国石油天然气行业标准《下套管作业规程》（SY/T5412—2005）
4、中华人民共和国安全生产行业标准《地质勘探安全规程》（AQ2004—2005）
第一节工程概况
一、工程说明
1、本招标工程项目说明详见招标文件；
2、本招标工程项目按照《中华人民共和国招标投标法》等有关法律、行政法规和部门规章，通过招标方式选定承包人。
3、*****矿为进一步确保促进安全生产，在新集一矿配煤仓东侧，施工瓦斯抽采管道钻孔一个
二、工程名称：
*****瓦斯抽采管道钻孔
三、工程概况
瓦斯抽采管道钻孔一个，设计工程量436m。
四、施工条件
新集一矿配煤仓东侧，钻孔采取总包（钻孔施工、套管购置、钻场布置等），矿方仅负责场地协调、供电、供水。
五、工期要求
钻孔在中标后15天内必须进点，进点即计算工期，总工期90天。
六、质量要求
工程质量严格按《煤田勘探钻孔质量标准》等标准执行。
第二节钻探施工组织设计
一、施工方案
新地层至坚硬基岩采用φ1000mm的孔径，下入直径φ800mm、壁厚12mm的螺旋焊管，基岩用φ750mm的孔径，全孔下入直径φ630mm、壁厚15mm的无缝钢管至孔底作为瓦斯抽采管，采用水泥：
水=1：
0.7的水泥浆重量比，将钻孔孔壁与护壁管和瓦斯抽采套管间的间隙用石油钻井固管法进行固管。
二、钻探设备的选择
根据钻孔施工要求及施工工期安排，拟选用加重GZ-2000型钻机、YSF型930千瓦及90千瓦电动机2台、3NB1300型泥浆泵及TBW850/7型泥浆泵1台、32m加重A型金属钻塔用于施工。
详见本工程主要施工机械、仪表装备表。
三、施工现场临时设施布置及临时用地表
施工现场临时布置主要包括前厂房、钻塔部分、后厂房、材料存放处、泥浆池、清水池、沉淀池、除砂器部分、岩粉存放部分、水井、泥浆材料存放处、车道、临时厕所，现场办公室，单孔面积约为1200m2。
钻孔布置示意图
四、钻孔结构及施工工序
1、钻孔结构
表土层用Φ1000mm孔径，下入Φ800mm的螺旋焊管，基岩采用Φ750mm孔径，全孔下入Φ630mm的套管至孔底，固井。
钻孔结构示意图如下：
钻孔结构示意图
2、施工工序
Φ311mm孔径钻进至坚硬基岩，电测井，之后分级扩孔至孔径为Φ1000mm，下入Φ800mm的螺旋焊管，将管外间隙用水泥：
水为1：
0.7的水泥浆封闭，凝固水泥浆后，用Φ311mm孔径继续钻进至终孔深度，并钻进3～5m的沉淀孔段，电测井，然后分级扩孔至孔径为Φ750mm，下入Φ630mm无缝钢管，之后采用水泥：
水为1：
0.7的水泥浆将套管与孔壁间的间隙采用石油压力固井法固井；凝固48～72小时后，然后采用冲扫孔钻头冲至孔底，提水达到设计要求3、钻具组合
Φ311mm牙轮钻头→Φ311mm防斜保直器→Φ178mm钻铤→Φ311mm扶正器→Φ152mm钻铤→Φ127mm钻杆→Φ114mm立轴。
（2）新地层扩孔钻具组合
Φ650mm带导向扩孔器→Φ178mm钻铤→Φ152mm钻铤→Φ127mm钻杆→Φ114mm立轴。
Φ1000mm带导向扩孔器→Φ178mm钻铤→Φ152mm钻铤→Φ127mm钻杆→Φ114mm立轴。
（3）基岩地层钻进钻具组合
Φ311mm钻头→Φ311mm扶正器→Φ178mm钻铤→Φ311mm扶正器→Φ152mm钻铤→Φ127mm钻杆→Φ114mm立轴。
（4）基岩地层扩孔钻具组合
Φ750mm带导向扩孔器→Φ203mm钻铤→Φ178mm钻铤→Φ152mm钻铤→Φ127mm钻杆→立轴。
五、施工工艺
（一）钻进方法及钻进技术参数的确定
1、根据钻孔地层及孔径要求情况，无芯钻进采用牙轮钻头、金刚石复合片钻进并用带导向的钻头扩孔器进行扩孔。
其详细钻进方法及钻进技术参数见下表：
地层
钻进方法
孔径（mm）
钻进参数
钻压
（kg）
转速
（r/min）
泵量
（L/min）
新地层
钻头
311
2000～3000
90
1200～2400
带导向扩孔器
650
4000～6000
45
2400
带导向扩孔器
1000
8000～10000
45
4000
基岩
钻头
311
4000
90
1200～2400
牙轮导向扩孔器
750
7000～9000
45
4000
2、扩孔钻进注意事项：
扩孔时使用导向扩孔钻头进行扩孔，提升钻具时必须向孔内注浆，保持孔内压力平衡。
扩孔阻力过大，应将压力适当减小，转数减慢，如下部遇沉淀的岩块阻碍，应及时用小一级钻具扫孔。
严格检查钻具，磨损大或弯曲的钻具不允许下入孔内，钻具丝扣连接要牢固。
详细检查水泵，保证水泵送水正常，保持孔底清洁。
采用除砂器结合化学除砂方法进行除砂，人工不断捞砂，减少固相含量，使泥浆性能达到施工要求。
（二）钻孔护壁
第四系松散层采用“Na2CO3+腐植酸钾（KHm）+膨润土”配制的粗分散泥浆护壁，其性能要求漏斗粘度21～23秒，失水量不大于15mL/30min，PH值8～9，密度1.08～1.10。
穿过松散层进入基岩采用“GSP广谱护壁剂+Na2CO3+KHm+膨润土”配制的不分散低固相泥浆护壁，其性能要求漏斗粘度18～21秒，失水量小于12mL/30min，密度小于1.08，PH值8～9。
在钻孔施工中钻场应配有粘度计、比重计、含砂量杯、失水仪及PH值试纸等简易泥浆测试器具，以便及时检查测试泥浆性能。
根据泥浆性能变化加入适量的处理剂以调整泥浆的性能至要求范围。
对泥浆的性能，在正常情况下每班至少测定一次；调整前及调整后还应各测一次，并将性能指标数据如实填入班报中。
为净化泥浆，循环系统采用长槽大池化学除砂，泥浆循环槽和沉淀池开挖后，全部采用砖、水泥、沙灰垒砌完成，循环系统的总长度不得短于20m，其宽度为350mm，高度为200mm，坡度为1/100～1/80，每隔2m设一档板，以便于岩屑的沉淀，同时安装旋流除砂器或振动除砂器除砂，净化泥浆。
（三）防斜、测斜与纠斜
1、防斜技术措施
（1）开孔前认真检查钻塔的安装质量，钻塔安装时，塔基四角必须挖长×宽×高=1m×1m×1m基坑，孔口前后必须挖长×宽×高=1.5m×0.6m×1m的基坑，然后用配合比为水泥：
砂：
碎石=1：
2.5:
1.46水灰比0.61的混凝土将基坑灌平，并用水平尺找在同一水平面内，候凝48小时后，再安装钻塔。
确保钻塔的安装质量，并保证自始至终处于垂直状态。
施工中，随着钻孔延伸，经常（每50m）用铅垂校正。
方法是：
从天轮中心悬锤。
使天轮中心对准孔口中心。
若发生偏离，立即校正，确保钻塔垂直。
机械设备安装必须周正、稳固、水平，天轮中心、钻机立轴中心与孔口中心必须位于同一铅垂线上。
钻进中，每50m检查一次钻机的水平度，确保三点一线。
（2）开孔钻进要轻压慢转，使用钻铤加压，并逐渐增加钻铤至90m左右。
开孔用刚、直、长的钻具并结合钟摆钻具进行防斜，采用合理钻进参数，保证中和点落在钻铤上。
保持（三班）压力一致，不得盲目加压，抢进尺。
（3）第四系地层采用大泵量、高泵压，以水动力喷射钻进为主，以牙轮钻头规整孔壁为辅，防止钻孔偏斜；基岩采用钢、长、直钻具结合钟摆钻具并合理掌握钻进参数防止钻孔偏斜。
（4）严禁下入弯曲钻具及同心度不好的钻具。
（5）在破碎带、软硬互层适当控制钻压和钻速，换层时应轻压慢转。
（6）换径时使用同径钻具导向钻进。
（7）在钻头与钻铤之间加FB防斜保直器，上部钻铤之间加两个扶正器防斜，同时从钻头→钻铤→钻杆钻具口径逐级减小，形成塔式组合钻具防斜。
2、测斜及纠斜
钻进过程中，及时用5A型陀螺仪或JJX-3B测斜仪测斜，测出顶角和方位角，以及时掌握钻孔的偏斜率。
，从孔口每钻进50m进行一次孔斜测量，发现钻孔偏斜，钻孔偏斜靶域半径不得超过1m，否则要及时纠偏。
成孔后测量出孔底以上20m范围内每2m一段的钻孔坐标。
如果发现钻孔偏斜率超过标书要求指标，则必须及时纠斜。
小顶角纠斜一般采用：
（1）偏轴钻具纠斜：
即用钻铤接专用特制偏心接头依靠钻具的离心力进行纠斜。
（2）螺杆钻纠斜：
在偏斜率较大的情况下，采用Φ168mm螺杆钻纠斜,但要选择好弯接头的角度值,并在弯接头上接一个1.5～2.0m的直径与孔径相同的稳定器。
在纠斜过程中防止出现急弯，避免产生新的斜孔。
（3）钟摆钻具纠斜。
（四）下套管技术措施
1、下套管前正确丈量孔深，用与所下套管外径相同同径顺孔器进行顺孔,并加强泥浆管理,保持其优良性能，保证孔内清洁顺畅、孔底干净。
2、套管底部加浮力阀，浮力阀要经过严格检测，保证浮力阀有效，且不影响后续工序施工。
3、套管连接，分两种方案：
（1）丝扣连接
认真检查套管及套管接头丝扣是否合格，同时将套管按顺序丈量编号。
按顺序编号依次下入孔内。
（2）管箍连接
如套管未加工丝扣，只能采取管箍连接。
根据套管外径和厚度，加工12cm高相应直径和厚度的管箍，用管箍将每根套管焊接，为扩大焊接面积，还要将管箍打15～20mm的坡口。
下套管时，为使套管在同一铅垂线上，采用重锤线法和经纬仪联合作业找直法找直，焊接时确保套管焊接牢固。
（五）固井
套管下入钻孔后，采用漏斗粘度18秒的优质泥浆进行孔内替浆，孔
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