钻前施工总结范文

钻前施工总结篇1

关键词：石油企业；钻前工程；项目风险管理

中图分类号：C29文献标识码： A

根据石油钻前工程的项目管理阶段分化，以及相关项目风险的标准，该项目的风险管理主要包括施工项目的施工过程。石油钻前工程的风险管理，主要是针对工程项目在施工过程中，承包商所面临的进度风险。从工程项目承包商的角度出发，相关人员要重点对钻前工程项目目标进度的实现进行管理，并遵守相关原则，使工程项目更安全有效的进行。

一、石油钻前工程项目

按照规定的时间和石油钻前工程的相关要求和投资预算，钻前工程项目要进行井位勘探、征用土地、修建道路以及供电通水等工作，并做好防冻和保温措施，妥善进行钻机的安装工作，准备好工程的钻具和材料[1]。该项目是油田建设中的主要工程建设项目，并涉及了多个建设部门，属于一项非常复杂的野外工程项目，有较大的施工风险。所以石油项目管理人员非常重视钻前工程的风险管理工作。

工期时间短、投资较大、参与主体较多时，石油钻前工程的主要特点。石油钻前工程会受到工程环境的影响，例如当地的社会和自然环境，尤其是气候变化会直接影响工程建设的各个部门。石油钻前工程的可利用资源是十分有限的，并且是一次性施工，所以施工人员在施工过程中，要节约资源，可持续发展；石油钻前工程十分不稳定，并要求较高的技术含量，所以相关单位要考虑这方面因素，指派施工人员，确保钻前工程不会增加风险。

二、石油钻前工程的风险管理

（一）施工实例

以某段井公路为例，其长度为4.157km，该工程中的钻前工程主要分为两个阶段，公路工程师第一阶段，包括JD1-JD79，公路总长度为3.844km；井场工程为钻前工程的第二阶段。在整个钻前工程中，共有2出恢复地方公路，并在搭线位置设置了1座100cmX60cm的洞口涵洞。施工人员将施工中的地面污水汇聚到场外的污水池中，然后将一座100cmX60cm的涵洞设置在岩屑池边。

（二）项目风险的特点

在实际施工中，石油钻前工程可能会出现延误和增加成本的问题，其中包含了很大的风险，所以施工人员应掌握项目风险的特点，能够及时发现风险，并采取合理的措施解决。

钻前工程项目风险具有一定不确定性，因为该工程项目经常因为时间和地点出现变化，甚至在一定影响下，工程类型也会出现变更，这种情况造成项目风险也产生一些差异。不同类型的风险的危害程度也有一定不同[2]。在施工过程中，钻前工程没有固定类型，根据石油工程建设的具体情况，该项目复杂多变，这种情况促使施工人员选择柔性和动态的风险方式。

石油钻前工程具有多变性和客观性的特点。因为该项目可有很多不同的工作层面和工作流程，所以工作面或子项目容易发生风险，并会影响到其他系统工程。在整个石油工程中，风险并不是单一性的，而是变化的，复杂的。所以施工人员在进行钻前工程建设的过程中，要综合分析定性和定量两个方向，确保风险管理达到应有的效果。石油钻前工程多是野外工程，经常手打送自然因素的影响，所以施工人员应注意不要以人的意志发生转移。在整个项目施工过程中，风险存在很多方面，并且难以消除，所以施工人员应采用科学有效的方法，尽量降低风险，并通过有效的措施，将项目风险带来的施工损失降至最低。

项目风险主要指的是钻前工程项目在施工中遇到的风险，要对其进行管理，主要是进行识别和应对，通过科学合理的管理手段，使项目能够实现安全的最大化。项目风险主要由管理人员进行监督和处理各种风险，减少风险对项目的不利影响。

（三）项目风险的管理过程

项目风险管理的工作流程是密不可分的，共同形成了项目风险管理的整个循环。为了更好的对整个钻前工程项目的风险进行管理，确保组织者能够正常进行相关操作，相关管理人员要结合风险管理的理论和流程的具体情况，并制定合理的石油钻前工程项目建设流程，确保风险管理能够向长期化和制度化发展[3]。

管理人员首先要明确石油钻前工程项目的风险管理组织，并指派总负责精力，对施工单位以及承包方的管理机制进行管理；然后对石油钻前工程的前期情况进行调查，并结合风险管理的基础，对石油钻前工程建设存在的问题进行正确分析；最后选择科学有效的管理方法，保证整个系统工程得到较好的管理。项目风险的管理效果会根据前期调查的情况和深度有所影响，具体流程如下图所示：

图1：风险管理流程示意图

管理人员对石油钻前工程的风险进行评估和分析，并调查项目的风险情况，总结大量信息，评估钻前工程的可能风险，并通过项目经理指导，运用技术、设备和工程设计等方面，组织管理人员共同参与，并进行项目的风险评估工作，其中要注意的事项有：

风险的类型和来源是管理人员需要重点关注的方面，尤其是项目的总体风险，还有总体风险发生的几率以及可能发生的时间[4]。管理人员要预估项目风险可能发生的时间和危害程度，总结总体风险的相关危害，并找寻突破口，明确项目工程建设投资预算的主要风险。

石油钻前工程风险管理主要分为预防和应急两种，管理人员针对风险预防，采用的应对措施是定期安排石油钻前工程的安全教育工作，并制定项目道路工程和电网工程的相关安全规划，以及钻前工程的安全操作制度。石油企业所在行政管理单位应及时与相关部门进行协商，并规定合理的工程项目施工的安全施工保障条例，预防可能出现自然风险，并根据实际情况，消除工程项目中存在的危害。管理人员要做好排水工程等工程项目的预防工作，并规范石油钻前工程建设的风险管理规划。

例如管理人员要确定石油钻前工程的风险管理的总体项目和风向目标，根据项目施工的设计规范，预算工程项目的总体投资和分项工程的投资额度。管理人员可以通过相应的技术手段和质量标准，对项目中风险进行有效控制，这是钻前工程项目风险管理的主营依据。管理人员要明确石油钻前工程项目风险的应对措施和主要方法，应对项目中存在的重大风险和总体性风险[5]。管理人员要明确钻前工程的财务预算的标准和指标，并指派项目管理的总责任人和分项管理负责人，进行具体安排。

结束语

通过上文对石油钻前工程项目风险管理的研究，可以得知，石油钻前工程的风险管理对工程的安全有效进行。通过案例分析，掌握石油钻钱工程项目可能出现的危险源，并预估项目的风险的影响因素，制定出简单实用，科学合理的应对措施。相关人员通过对施工整体过程的监督，采取合理的方法，使工程项目的风险能最大限度的减少，提高项目风险管理中的监控措施的管理效率，这种方式对降低风险出现几率有重要作用，能够有效保证钻前工程的整体效益的提高。

参考文献：

[1]王金刚.国际石油工程项目风险管理存在问题及对策[J].行政事业资产与财务，2014（4）：167-168.

[2]刘晓光,李爽.国际石油工程项目风险管理问题及对策的分析[J].科技创新与应用，2014（3）：157-158.

[3]牛延军.钻前工程施工危险因素及防治措施探讨[J].硅谷，2014（2）:114-115.

[4]谷旭东.钻前工程施工现场标准化管理初探[J].科技致富向导，2014（2）：129-130.

钻前施工总结篇2

【关键词】软弱易冲蚀地层；岩矿心采取率；超前侧喷无泵钻具

由于软弱易冲蚀地层复杂的地层和易破碎的性质，导致该地层的岩心钻探异常困难。我国对该类地层钻探取心的研究已经取得了很好的成绩，在大量的实践和研究，我国钻探工作者总结施工技术方案，并研制了多种取样器、绳索取心钻具，如单管、单管喷反、双管以及无泵钻具等。虽然软弱易冲蚀地层岩心钻探取心的质量较好，但是，岩心采取率仍然不理想，仍需要我们不断探索该地层钻探的技术方法。

1 矿区情况

豫西地区矿区的地层多由矿层、灰岩层和炭质泥岩层构成。由于受到灰岩层强烈的风化作用和挤压，岩层发生断裂，产生大量的裂隙，导致岩石质地松软，易破碎，进而降低了地层的承力能力。在钻探过程中，钻孔更是频频发生垮塌，进而导致孔内事故的发生。在豫西矿区钻探施工中，曾出现提钻“封门”等令人惋惜的事故。

由于炭质泥岩位于矿层顶层，一旦发生垮塌，就会污染矿层岩心。以铝土矿为例，铝土矿疏松且易碎，脆性很大，不仅会在钻进中被碾碎，还可与冲洗液融合成泥糊，进而被冲蚀掉，从而使岩矿心的采取更加艰难。未改进技术前，所完成钻孔的矿心采取率远远不能达到地质设计的要求。

2 矿区钻探施工中存在的问题

目前，在豫西矿区钻探施工面临三大难题，亟待我们探索解决问题的技术措施。

（1）护壁困难。由于软弱易冲蚀地层的岩石结构过于疏松，导致孔壁的稳定性很差，导致提钻“封门”的问题屡次发生。

（2）取心率低。因为该地层岩石的特性，所以导致岩心已经冲洗液结合，未进入内管就已被冲蚀。即使岩心进入了内管，也无法卡牢，并在管内上部水压和自身重力的作用下滑落，导致岩心打捞量有限 。

（3）矿心污染。由于矿层中存在多层矿物，如铝土矿为灰白色的土状，而炭质灰岩则呈现黑，两者中任一方坍塌都可互相污染，这对地质编录、评价的干扰较为明显。

3 软弱易冲蚀地层钻探技术对策

3.1 改善护壁技术

3.1.1 泥浆护壁

对返水孔使用泥浆护壁。在钻进过程中，可利用造浆性能好的膨润土提高护壁效果，为此，应控制泥浆中固相的含量，保持（3%～ 5%）的原浆粘土含量，这样可提高钻进的效率。为保证护壁和提粘的效果，并产生选择性絮凝作用，可使用HPAM进行护壁，分子量为300～500 万为宜。同时选择水解聚丙烯腈降失水（或Na-CMC ）与少量天然植物胶及防塌剂混合，混入泥浆。此外，应在上述泥浆中加入皂化油或剂（约0. 5% ～1.0%），可有效改善泥浆的性，保证钻进过程中钻具金刚石钻头可顺利钻入[1]。

3.1.2 跟管钻进

采取跟管钻进工艺，可解决由于孔壁稳定性不够，导致泥浆护壁失败的问题，避免进一步的漏失。因此，在钻进2～5 m时，就要检查一次是否存在坍塌迹象，若存在，就将绳索钻杆（大一级）或套管送至孔底，然后继续钻进。

3.1.3 水泥护壁

因井段井径和深度限制套管护壁操作时，应实行人工造壁。护壁措施为：向井壁灌注水泥浆液，利用水泥良好的胶结性能，使水泥浆液与井壁凝结成较高强度的结石，从而使井壁的坚固性提高。在水泥浆液中加入一定的速凝剂，可减少水泥的凝结时间[1]。

3.2 提升取心技术

3.2.1 干烧

将钻进时的水量降到最小，避免冲洗液的冲蚀作用。取心前，停水干钻5 min或全程干钻，再打捞内管。为防止发生烧钻的现象，要每隔几分钟就提动一下钻具，保持轻压慢转。这种方法的优势是取心率较高（>85%），但是却破坏了岩心原生结构。

3.2.2 绳索取心无泵钻具与超前侧喷钻头组合

使用绳索取心无泵钻具，配合超前侧喷钻头，可显著提高岩心采取率。

这种钻具的构成为：内管总成由绳索取心钻具内管总成除去内管和卡簧座、卡簧，换接绳索取心无泵钻具内管及无泵接手，内管分为 2 节，下节长约1米，由无泵接手将上下两节内管连结起来，与普通绳索取心内管的长度相比，上下内管加无泵接手的总长相差不大。这种组合模式，可在不提大钻的基础上，进行互换普通绳索取心钻具与绳索取心无泵钻具的操作。保持原有外管总成，只需更换钻头为超前侧喷钻头[2]。

超前侧喷钻头对冲洗液流向进行了控制和改变。首先，因为钻头侧面喷出冲洗液，所以保证了冲洗液无法冲蚀已经进入钻头的岩矿心；其次，未进入钻头的岩矿心在钻头超前部分下方被罩住，冲洗液的流速减缓，使得钻头前部岩矿石被保护起来；最后，由于内管长度缩短，再加上上部液体被无泵接手隔离，使得岩矿心上部水压下降明显，岩心采取率因此提高。钻进取心至破碎、软弱地层时，卡簧作用基本消失，此时借助爪簧在岩心上行张开和下行收拢的力量，保持岩心单方向的进入。

无泵钻具与绳索取心钻具的配合，可有效稳定孔壁，在保证岩矿心采取率的基础上，进一步提升钻进效率，使施工难度下降。若软弱易冲蚀地层极易破碎，那么使用绳索取心无泵钻具配合超前侧喷钻头的工艺，可在正常钻进参数下完成用钻进，却无需增加其他钻探设备，就可提升采取率至90%。

3.3 防止矿心污染的措施

3.3.1 孔底打捞岩矿心

要确保矿心不会被污染，就要保证在加钻杆和打捞岩心时，钻头始终处于孔底。在施工中发现，钻头不离开孔底方法有两个。

（1）主动钻杆采用绳索取心钻杆，无论是加钻杆时，还是打捞岩矿心时，都要卸掉水接头，打捞器从主动钻杆上部放下进行打捞。

（2）选择使用短钻杆（1米长）。需准备短杆2到4 根，钻杆公母接手10个，易反接手1个。进入矿层后，应立即在主动钻杆下面接上易反接手，并观察矿层以上返出的冲洗液的颜色。钻杆长度利用短钻杆、钻杆接手、易反接手进行调节，只要确保主动钻杆在地面以上，就可确保钻头处于孔底位置。

3.3.2 做好护壁再钻进

在钻探施工中，一旦到达含矿层的顶板，就要立即提出钻具，做好上部孔壁护壁后（套管或水泥），可进入含矿层钻探。对矿层上部围岩进行固定和保护后，掉块污染矿心的问题就可解决。

4 结束语

钻前施工总结篇3

【关键词】超高索塔桩基础；反循环钻机；泥浆；球齿钻头

FanPeng

（Guangdong Provincial ChangDa Highway Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 510075，China）

1.工程概况

虎门二桥坭洲水道桥跨越珠江坭洲水道主航道，桥跨布置为658m+1688m+522m（钢箱梁长度为548+1688），全长2868m，为双跨钢箱梁悬索桥，塔高252m。其中过渡墩、东索塔、西索塔、东引桥1～3#墩均位于珠江河道中。

索塔采用圆端哑铃型承台，平面总尺寸为90.43（横桥向）×34.8（顺桥向），承台厚7m，承台系梁宽14m，与承台等厚，承台顶标高为+4.0m。根据桥塔塔位的地形、地质、水文和环境等自然因素以及岩层情况，设计采用群桩基础，单桩直径为φ2.8m，东、西索塔共计128 根。桩基钢护筒采用壁厚18mm的Q235钢板卷制而成，钢护筒内径为3.0m，西侧索塔单根桩基钢护筒长度为20m，东侧索塔单根桩基钢护筒长度为16m。

2.总体施工布置

2.1施工场地布置

2.1.1施工栈桥及平台

由于是水上施工，因此需搭设水上施工平台来施工，施工平台分栈桥、辅助平台和钻孔平台三部分。栈桥及辅助平台承担起重设备及施工运输车辆等荷载，采用φ820×8mm螺旋管作管桩基础，其上依次包括I45工字钢垫梁、贝雷承重梁、I25工字钢分布梁以及反扣[28槽钢面板；钻孔平台则承担钻孔设备及材料堆放荷载，亦采用φ820×8mm螺旋管作管桩基础，其上依次包括HM588型钢承重梁、I25工字钢分布梁及8mm厚钢板面板。

2.1.2施工机械布置

桩基成孔设备采用大型反循环钻机施工，布置武桥重工制造的KTY3000B型、KTY4000型以及宁波中锐制造的ZJD4000型等钻机8台（后期为加快施工进度，增加至9台）。参考其钻机技术参数，结合钻机移机、提钻等吊装需要，起重设备考虑布置80T龙门吊两台，S1200塔吊一台，另外配置一台80T履带吊作机动起重设备。

2.2桩基施工顺序安排

根据总体进度计划安排、钻孔平台空间以及钻桩平台受力要求等因素，主墩

桩基施工必须按既定顺序进行。为方便施工将各墩桩基划分为8 个施工区域，每个区域内各投入1 台钻机，各个区域内的数字表示钻孔的先后顺序，主墩桩基按顺序1～8#依次进行桩基施工。特殊情况下需调整时，必须满足相邻桩位不同时施工的原则，以防止窜孔、塌孔等事故发生。各墩桩基钻孔施工顺序详见下图所示：

2.3施工工艺概述

2.3.1反循环钻机工作原理

施工所用反循环钻机均为液压动力钻机，具体工作原理如下图：

由动力头驱动钻杆，钻杆带动钻头回转钻进，采用气举反循环的排渣方式，其动力传递路径为：电动机液压泵液压马达动力头。

2.3.2成孔施工工艺流程

钻孔施工基本工艺流程为：测量并设定桩位中心钻机就位对中下放刮刀钻头正循环造浆开钻反循环钻进入岩前更换滚刀钻头钻孔至设计标高终孔检测清孔提出钻头移机下放钢筋笼及导管二次清孔灌注水下混凝土。

每根桩基成孔施工均按以上工序循环施工，每道工序紧密衔接，并派专人跟踪控制。

3.施工难点及要点

3.1 钻机选型

3.1.1钻机技术参数

武桥重工制造的KTY3000B型全液压动力头钻机是在KPG3000型全液压工程钻机的基础上结合当今国际先进技术经过两次优化设计而研制的，其技术参数主要为：岩石单轴抗压强度σc≤200MPa的基岩中任选孔径下钻进，钻进深度可达130m，钻孔直径可达3.0m；动力头转速0～7rpm时，扭矩200kN・m，动力头转速0～15rpm时，扭矩100kN・m。而武桥重工制造的KTY4000和宁波中锐制造的ZJD4000钻机在3000型钻机的升级版，在扭矩和钻孔直径上都有了较大提高，其技术参数主要为：岩石单轴抗压强度σc≤120MPa的基岩中钻孔直径可达4.0m，单轴抗压强度σc≤200MPa的基岩中钻孔直径可达3.5m，钻进深度均可达130m；动力头转速0～6rpm时，扭矩300kN・m，动力头转速0～15rpm时，扭矩120kN・m。根据本项目的地质情况和桩孔直径，以上三种钻机均满足施工要求。

3.1.2钻头钻压选择

钻压依据地质情况、设备提升能力、钻头类型等因素确定，一般以能压入岩石为下限，不损坏轴承为上限。覆盖层中钻进采用刮刀钻头时，仅钻具及钻机的自重提供的钻压就能满足钻进要求，因此一般不需要增加配重块。入岩后改换滚刀钻头在岩层中钻进时，钻压过低钻头滚刀齿刃在岩石上滑动，不仅不能破岩，还将加速齿刃的磨损；钻压过大，会过早损坏钻头滚刀轴承。为保证较高的钻进速度，必须选择合理的钻压，根据坭洲水道桥东塔桩基的实例经验，钻压宜为钻头上所有滚刀轴承设计承载力之和的80%。

另外在钻压应根据实际地层情况不断调整，在钻基岩时，应根据所选钻头类型和破岩比压调整钻压；在钻松散底层时，所施加给孔底的的压力应以保证泥浆反循环畅通，并以及时清除钻渣为前提，以免堵塞钻杆风包头。

3.1.3钻头类型选择

反循环钻机的钻头以滚刀钻头和刮刀钻头为主，滚刀钻头适应于岩层钻进，分楔齿型和球齿型，而刮刀钻头适用于覆盖层及强风化岩层钻进。选择一种适用的钻头，是保证钻进效率的重要措施。

以坭洲水道桥东塔试桩为例，桩底标高为-62～-65m，入岩深度平均在30m左右，岩层以风化泥质粉砂岩或微风化中砂岩为主，饱和单轴极限抗压强度为14.9～50.3Mpa，属极软岩或较软岩。该类岩层是由沙粒经过水搬运沉淀于河床上，经千百年的堆积坚固并经地质物理作用胶结而成的岩石，其成分主要为粉砂，含少量粘土矿物及胶结物。我们先在岩层中使用楔齿型滚刀钻头钻进，每天进尺为1.0～1.2m，进度不理想。为加快钻进功效，我们对钻齿进行以下分析：a.楔齿较为尖利，与岩面接触时能提供较大压强以破碎岩层，然而该岩层均为软岩，裂隙不发育，难以达到较好的破碎效果；b.岩层含砂量大，钻进中楔齿材质易磨损，需更换频繁，费时且不经济。鉴于以上几点，在多方研究调查后，决定采用球齿型钻头钻进，实践证明球齿钻进功效提高了30%～50%，磨耗更小，节省了更换钻齿所需提钻头、拆钻杆时间，保证了施工进度。

3.2泥浆调制及监控

3.2.1造浆材料

为保证泥浆质量，更好的配合桩基施工，项目部建立了工地泥浆试验室，调制适合现场水文地质条件的高级泥浆，其主要由水、膨润土和添加剂组成。造浆用水主要是自来水或低潮水，膨润土采用钙质膨润土，添加剂主要有纯碱、CMS、PAC141及PAC142等。其中纯碱用以增大PH值，提高泥浆胶体率及稳定性；CMS则增加泥浆抗盐性；PAC141和PAC141用来提高粘度和胶体率。

3.2.2泥浆调制流程

在钻机开钻前，跟实际地质情况制定有针对性泥浆调制流程，并对施工作业人员进行技术交底，保证泥浆在可控范围内，具体流程如下图：

3.2.3钻进滤砂

泥浆中含砂率大，会导致粘度降低，沉淀增加，容易磨损泥浆泵及水龙头、钻头等钻具；长时间钻进，砂也会附着在孔内泥皮护壁上，增大泥皮厚度和密度，增加坍孔风险。在坭洲东塔的钻进过程中，为提高滤砂效率，选择黑旋风除砂器除砂。除砂时间应根据钻进进尺来确定，其中砂层钻进每天应不少于12个小时，砂岩层中钻进每天不少于2小时。另外，滤砂时大量砂粒从泥浆分离后，要及时补充孔内泥浆，以保证桩护筒内外水头差，防止坍孔。

3.4施工总结

3.4.1粉砂岩中钻进滤砂

泥质粉砂岩结构呈颗粒状，颗粒特别细小，其砂直径约为1/16-1/250mm，而目前市场上常用黑旋风除砂器分离粒度为D50=0.06mm，难以满足钻进要求。为此我们在各台钻机实际施工过程中，采集大量数据，分析比对后，发现适量降低泥浆比重，让砂粒自然沉淀能加快粉砂分离，另外还可以设置连通管与相邻桩基护筒连通，加长泥浆循环通道，保证粉砂自然沉淀所需时间，根据结果来看该办法经济而有效，值得类似后续工程借鉴。

3.4.2起重设备布置

根据坭洲东塔桩基施工的过程来看，配置两台80T龙门吊、一台S1200塔吊和一台80T履带吊是完全能满足施工中的起重设备要求的。我们使用9台回旋钻机体型均较大，整机（除钻头及钻杆外）重量约40～50T左右，钻头及配重约36～40T。而80T龙门吊和S1200塔吊的起重能力为桩基终孔后钻头钻杆拆除及钻机整体移机就位提供方便，节省了因起重能力不足钻机构件安拆移机的时间；另外配置大型的起重设备也有利于处理钻进过程中坍孔埋钻、卡钻等突发事故，缩短处置时间，减少经济损失。

3.4.3施工用电配置

整套反循环回旋钻机钻进时，主要用电部件有液压站（为钻机提供动力输出）、空压机（气化泥浆，形成反循环系统）、泥浆处理器（分离钻渣及砂粒）。KTY3000B、KTY4000及ZJD4000型钻机的液压站均由3台大功率和1台小功率电动机组成，总功率分别为：240KW、285KW和285KW；空压机为每台钻机独立配置，功率为160KW，泥浆处理器可以两台钻机配一台，功率为55KW。坭洲东塔桩基施工电力配置上，使用的是5台630KW的变电站，考虑不是同时启动和不会满负荷运转，完全可以满足8套钻机同时施工。而实际上，为加快坭洲东塔桩基施工进度，高峰时期增加到9套钻机同时施工时，电力配置仍能满足施工需要，保证了桩基的顺利完成。

4.结束语

虎门二桥坭洲东索塔桩基通过使用KTY3000B、KTY4000及ZJD4000型等反循环回旋钻机施工，工程按原计划顺利完成。针对珠三角地区的泥质粉砂岩层的钻桩施工，在施工平台设计、钻机性能、钻头选择、泥浆控制、起重设备和用电配置等方面积累宝贵施工经验。

参考文献：

[1] 中交公路规划设计院有限公司、广东省公路勘察规划设计院股份有限公司

.虎门二桥工程施工设计图第二部分第一册--坭洲水道桥索塔施工设计图[R].广州：中交公路规划设计院有限公司、广东省公路勘察规划设计院股份有限公司，2014.

[2] 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册-桥涵[M].北京：人民交通出版社，1999.

钻前施工总结篇4

【关键词】溪洛渡水电站；有盖重固结灌浆；施工原理

1 概述

溪洛渡水电站坝基EL.400m以下（6#～23#坝段）有盖重固结灌浆工程量大，经设计优化后，部分坝段的灌浆孔深、孔排距有所调整，坝基EL.400m以下固结灌浆量约17.4万米

大坝建基面地层均为二叠系上统峨眉山玄武岩（P2β），建基面岩体类型主要为Ⅲ1和Ⅱ类岩体，岩体结构类型主要为次块状、块状、镶嵌碎裂结构等。在玄武岩地层中广泛分布着层间错动带、层内错动带、挤压带以及节理裂隙等，这些地质构造对坝基岩体的整体性、均质性带来了不利的影响。

坝基固结灌浆的目的主要针对河床坝段建基面以下部份物理力学性能较差岩体进行补强加固，以提高坝基岩体的均质性、整体性，增强坝基的承载能力、抗变形能力和防渗能力。

2 本工程有盖重固结灌浆特点

（1）本工程固结灌浆工期紧，与大坝混凝土施工相互影响，对工程总体进度影响大，在保证施工质量和安全的前提下，统畴安排固结灌浆施工与混凝土浇筑施工，提高工效是本项工程施工的关键

（2）河床坝段全部为有混凝土盖重固结灌浆施工，混凝土内埋件较多，主要为冷却水管、观测仪器及线路等，固结灌浆钻孔必须精确放样、精确钻孔，以防止打断冷却水管和其它埋件。

（3）河床坝段地质情况较复杂，地质条件差，固结灌浆范围内存在部分Ⅲ2类岩体没有置换，给固结灌浆钻孔和灌浆增加了难度，可能存在钻孔涌水，孔壁掉块、塌孔的现象。

3 供浆及仓面布置

本工程采用左岸坝体下游侧EL.559.00m集中制浆系统供浆，为便于灌浆机房产生的污水流入坝前及坝后的集污井，灌浆设备分别布置在施工坝段上下游两侧。

4 制浆材料

4.1 水泥

固结灌浆采用水泥为普通硅酸盐水泥（P.O42.5），强度级别为42.5级。其细度通过80?m方孔筛的筛余量不大于5%。水泥质量符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999标准的规定。

4.2 外加剂

各类外加剂（速凝剂、减水剂或其它外加剂）的质量符合DL/T5148-2001第5.1.6条规定，其最优掺加量通过室内试验和现场灌浆试验确定。

5 固结灌浆施工

本工程有盖重固结灌浆河床坝段混凝土厚度不小于6.0m，施工钻孔时顶层混凝土强度不得低于10MPa，灌浆时底层混凝土强度不宜小于50%设计强度，靠近坝段左右边缘6.0m范围的灌浆孔灌浆时，其相邻坝段混凝土浇筑厚度也不宜小于4.0m。

5.1 钻孔布置

本工程设计布孔13～17#坝段坝基内按梅花形布孔，孔排距为3m×1.5m（横河向×顺河向），其它坝段按方格形布孔，孔排距分别有2.5×2.5m和3.0×3.0m。

5.2 施工程序及灌浆方法

施工程序为：混凝土浇筑间歇期，抬动孔钻孔及抬动装置安装，物探孔钻孔及测试，物探孔灌浆混凝土浇筑间歇期，第1次固结灌浆施工混凝土浇筑间歇期，第2次固结灌浆施工混凝土浇筑间歇期，灌后质量检查。

灌浆孔按先周边孔后中间孔，分三序进行施工，灌浆方式为循环式灌浆，灌浆方法采用综合灌浆法。

5.3 抬动孔钻孔及抬动装置安装

每个坝段设置1～3个抬动观测孔，钻孔时间超前固结灌浆作业层1～2层，孔向与该部位的灌浆孔孔向一致，孔深超过灌浆孔深2.0m，终孔孔径为91mm。钻孔完成后引管至上层混凝土面以上，待上层混凝土浇筑完成后安装抬动观测装置，抬动观测装置如下图。灌浆工作结束后，抬动观测孔按灌浆孔封孔要求进行封孔处理。

抬动观测装置图

5.4 物探孔钻孔及测试

灌前物探孔钻孔时间超前固结灌浆作业层1～2层，钻孔孔位、孔斜和深度按设计要求控制。钻孔完成后，分别完成压水试验、灌浆测试。灌后物探测试工作完毕后，按灌浆孔封孔要求进行封孔。

5.5 灌浆施工

5.5.1 灌浆孔钻孔

为确保施工进度要求，有盖重固结灌浆的固灌造孔主要采用CM-351型钻机和地质钻机配风动潜孔锤钻孔，开孔钻进时钻具方向与设计孔向必须一致。孔径为ф90-ф110 不等。灌浆孔的开孔孔位误差不得大于5cm，钻孔的孔底偏差不得大于1/40孔深。

5.5.2 孔壁冲洗

每一次钻孔完成后，进行钻孔冲洗，冲洗后孔内残存的沉积不超过20cm。

5.5.3 裂隙冲洗

采用压力水进行脉冲冲洗，冲洗压力为该灌浆段灌浆压力的80%，当压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗至回清水结束。

5.5.4 压水试验

固灌压水试验采用自上而下分段孔内卡塞方法进行，固灌前固结灌浆灌前选取5%的钻孔、灌后按总孔数的5%进行检查，均进行“单点法”压水试验，部分孔的接触段及孔底段作简易压水，压水压力为设计压力的80%，且不大于1MPa。

5.5.5 浆液水灰比

浆液水灰比由稀到浓逐级变换，水灰比采用2：1、1：1、0.8：1和0.5：1四个比级，对灌前压水透水率q≥10Lu时采用1：1浆液开灌，当灌前压水透水率q

5.5.6 灌浆压力

有盖重固结灌浆压力按表2控制

5.5.7 结束标准

固结灌浆在规定压力下，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min，灌浆即可结束。

5.5.8 封孔

采用“全孔灌浆封孔法”要求进行封孔。同抬动观测孔、物探测试孔等的封孔方法。

6 成果分析

6.1 灌浆成果

本工程大坝400m高程以下固结灌浆从2009年4月底开始施工，2009年约完成固结灌浆总量（400m高程以下）的1/2。灌浆强度最高月完成灌浆3.2万米，钻孔近4.2万米。 随着灌浆施工进行，各序孔平均透水率逐步减小，前序孔经过灌浆后，后序孔平均注入量均减小，说明前序孔经过灌浆后，较宽大的裂隙被充分填充，整体符合灌浆递减规律，效果明显。

6.2 灌后岩体声波检测

本工程有盖重固结灌浆后岩体纵波速度设计要求为：基岩（II类）纵波速度大于5500m/s孔段≥80%，小于5000m/s段

7 结语

（1）从成果资料和灌后检查结果可知，经过有盖重固结灌浆后，坝体基岩的完整性和强度得到了提高，单位透水率、岩体波速、弹性模量都能达到设计要求值。坝基岩石体的均匀性和整体性都得到了提高，提高了坝基岩体的抗渗能力。

（2）本工程河床坝段全部为有混凝土盖重固结灌浆施工，由于坝基地质条件较差，置换混凝土多，同时置换混凝土内钢筋较多，以及缺陷部位的锚杆、混凝土内埋设的冷却水管、监测仪器等给固结灌浆的造孔带来了很大的干扰，致使固结灌浆施工难度加大，加之固结灌浆工期紧，与大坝混凝土施工相互影响，对工程总体进度影响大，合理优化资源配置，统畴安排固结灌浆施工与混凝土浇筑施工，提高工效是本工程施工的关键。

参考文献：

[1]曹海.某碾压混凝土重力坝坝基固结灌浆施工及效果分析[J].西部探矿工程，2010（03）.

[2]彭峰.固结灌浆在岩溶地基处理中的应用[J].河南水利与南水北调，2013（02）.

[3]岳怀举，邹刚，何烨.固结灌浆技术在观音岩水电站导流明渠施工中的应用 [J].四川水利，2011（06）.

钻前施工总结篇5

【关键词】千米钻机；黄陵二号煤矿；煤层预抽

1 411工作面概况

411工作面设计倾向长度260米，走向2650米，预计工作面煤层厚度平均为5.2米。

与411工作面相邻的409工作面煤层瓦斯基础参数为：原始瓦斯含量：1.98-2.12m3t-1；瓦斯吸附常a值为18.856m3t-1r-1，b值为0.465-0.474MPa-1；煤层的孔隙率：8.33～8.67%；煤层原始瓦斯压力：0.38 Mpa；放散初速度最大值：12；煤层的坚固性系数：0.99～1.10。

2 由钻孔施工效率分析钻孔深度的合理性

采用千米钻机施工区域预抽钻孔时，需考虑钻孔施工工效，结合钻机设备因素和施工现场客观因素，411工作面区域千米钻孔施工过程中以下几个方面影响钻孔施工工效：

2.1 钻孔测量信号的稳定性

依据千米钻机技术资料，钻机的钻进依靠高压水驱动孔底马达旋转提供动力，钻孔施工越深，水流阻力越大，钻进动力越小；钻孔轨迹由孔底探管测量后将信号通过中心通缆式钻杆传输至孔口监视器，钻孔深度过长时，有以下几方面因素对信号的传输有负面影响：

（1）钻孔施工时间较长时，电池电量不足影响信号监测；

（2）孔深施工较深时，通缆钻杆电阻较大，信号较弱；

（3）钻孔施工较深时，通缆钻杆接头处进水容易造成通讯连接故障，信号无法传输。

2.2 煤层坚固性系数对钻孔施工的影响

经测定，四盘区煤层的坚固性系数为0.99-1.10，根据随钻测量定向钻进技术说明，千米钻机施工本煤层定向钻孔，适用于煤层硬度系数（坚固性系数）1的煤层，因此，411工作面区域属于较难施工千米钻孔煤层。在煤层坚固性系数较小的煤层中施工千米钻孔时，容易发生塌孔埋钻的情况，塌孔的概率与钻孔深度有直接的关系，钻孔深度越深，发生塌孔的可能性越大。

在409辅运巷2#联巷千米钻场施工过程中，共出现过5次塌孔现象，均为钻孔施工至450～530米范围内时，初步判断该区域内可能存在有地质构造。

2.3 钻孔偏斜对钻孔施工效率的影响

千米钻孔施工过程中需要调整钻头的工具面，以确保钻孔轨迹按照设计参数进行，因此所施工钻孔不可避免存在有很多“拐弯”地点，即钻孔偏斜部位，钻孔偏斜会造成钻杆与孔壁摩擦，负面影响钻孔钻进效率。

2.4 钻具故障对钻孔施工效率的影响

钻孔施工过程中，孔底钻具会因为某些客观原因出现故障，如孔底马达会因为高压供水含有杂物等原因造成马达故障、遇岩石孔底稳定器会产生震动造成连接松动等，当孔底钻具出现故障时，必须将钻具退出进行检修。重复退钻、进钻对孔壁影响较大，容易发生塌孔现象。

2.5 实例分析

我矿411工作面区域煤层预抽钻孔目前共施工两个钻场，分别为409辅运巷2#联巷千米钻场和409辅运巷4#联巷千米钻场，前者钻孔深度均在650米以上，后者钻孔均施工至400～450米。因受地质条件、马达动力随钻孔深度减小、测斜信号随钻孔深度减弱、孔底钻具设备随钻孔深度受损等情况，两个钻场施工效率有很大的差距。现从两个钻场各选择一个较有代表性的钻孔进行对比，如图1为409辅运巷2#联巷千米钻场和4#联巷千米钻场钻孔施工效率对比图。

图1 409辅运巷2#联巷千米钻场和4#联巷千米钻场钻孔施工效率对比图

根据上图我们可以看出，两处千米钻孔在施工的初期，施工速度在设备和环境无影响的情况下基本相同，4#联巷千米钻孔设计施工400米，3#钻孔施工至438米时，经验收确认为成孔，钻孔施工用时为5天；而2#联巷千米钻场钻孔设计施工孔深为650米，5#钻孔施工至480米时，孔底发生塌孔现象，将钻头退至384米处重新开分支进行施工，此分支孔施工至500米时，由于受电池电压降低、钻杆电阻变大、孔底钻具磨损、测斜信号变弱等情况，钻孔施工速度明显下降，钻孔日进尺下降至30md-1；钻孔施工至570米处时，钻机测斜装置发生故障，退出孔底马达和电池后检修钻机用时2天。409辅运巷2#千米钻场5#孔施工总共用时17天，孔深660米。

3 由采掘工作面接续分析钻孔深度的合理性

根据采掘计划，411工作面预计于2018年开始掘进工作。因此，411工作面区域煤层预抽钻孔的设计应考虑钻孔抽采效果能够满足工作面接续的要求。

409辅运巷2#联巷千米钻场1#钻孔于2012年8月完成施工，孔深为654米，钻孔成孔初期单孔瓦斯抽采浓度为90%，目前，钻孔已抽采时长12个月，抽采瓦斯量约19200m3。根据四盘区瓦斯基础参数测定报告结果，411区域煤层瓦斯含量约为2.0m3t-1，1#钻孔所覆盖区域煤层瓦斯总含量约19万m3，按照目前的抽采效率，若将煤层瓦斯含量抽采至30%以下，需要抽采时间为83个月，难以满足接续要求。

4 钻孔孔内含水量

409辅运巷2#联巷千米钻场钻孔自开始抽采至今，单孔出水量一直在3.4m3h-1以上，严重影响钻孔抽采效果，而409辅运巷4#联巷千米钻场钻孔自开始抽采至今，钻孔内出水量明显减小，目前在单孔出水量0.4m3d-1以下。初步判断，钻孔深度为 450米以上的区域内容易将煤层周边含水层的水抽采至钻孔内，造成孔内含水，影响瓦斯抽放效果。

5 封孔质量对抽采效果的影响

目前，千米钻孔的封孔深度一般为18米，封孔材料采用玛丽散和混合注浆料。钻孔封孔完成初期，气密性较好，但由于409、411工作面区域煤质较松软，容易发生片帮、煤壁裂隙等情况。所以，一旦409辅运巷发生煤帮裂隙发育、片帮等情况，钻孔瓦斯抽采浓度必然会下降。因此，一方面需要寻求一种更好的封孔工艺或封孔材料，另一方面要求钻孔抽采时间不宜过长。

6 总结

综上所述，结合钻孔施工效率、采掘工作面接续的要求、孔内含水量对钻孔抽采效果的影响和煤质对钻孔有效抽采时间的影响四个方面的分析得出，411工作面区域煤层预抽钻孔采用千米钻机施工时，设计孔深为400米至450米更有利于钻孔施工及瓦斯抽放。

参考文献：

[1]李乔乔，姚宁平，张杰.煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计[J].煤矿安全，2011（12）.

钻前施工总结篇6

关键词：复杂地质条件；基坑支护；钻孔灌注桩；长螺旋钻孔；后插钢筋笼

1、工程概况

某建筑总面积约50万m2，商业A、B区地下室为连体结构，地上为独立结构，地下室均为3层，基坑开挖深度15.0m，受现场施工条件限制，先施工主体结构工程，然后进行4个汽车坡道施工。

主体结构基坑开挖深度15.0m，采用土钉墙+桩锚联合支护。汽车坡道基坑最大开挖深度15m，根据基坑周边情况和基坑开挖深度，不同地段采用放坡挂网、土钉墙、复合土钉墙和桩锚支护，大部分地段采用桩锚支护，本次共施工护坡桩286根，桩长15～19m。由于桩锚支护部位距离基坑外侧管线、建筑物比较近，桩顶标高同自然地面。护坡桩采用φ800mm钢筋混凝土灌注桩，桩间距900mm，桩身混凝土标号为C30。

2、施工难点

（1）基坑紧邻地下电缆和施工围墙等，施工空间非常有限，不具备采用大开挖整体清除地下障碍物的条件；

（2）灌注桩设计桩长15～19m，人工挖孔桩需穿越含地下水的粉土细砂层，对人工挖孔施工困难，且风险较大；

（3）灌注桩紧邻地下高压电缆，采用钻机直接从地面开始开孔，施工风险大，不可行；

（4）遇旧管线、旧基础，以及原施工基坑支护留在地层中的钢绞线等障碍物，长螺旋钻机无法钻孔；

（5）本工程基坑最大开挖深度约15m，基坑降水至地面以下约16m即可满足基坑土方挖运、支护和基础施工要求，如采用人工挖孔则需要降水至地面下20m（本工程最大桩长为19.0m），降水难度加大，增加施工成本

3、施工技术

3.1总体施工流程

施工测量地面障碍物处理桩位布置人工挖孔人工挖孔质量检查钻机就位用长螺旋钻孔后插钢筋笼施工桩身混凝土养护。

3.2障碍物处理

（1）对于建筑物基础、混凝土地面及化粪池等地面可见障碍物，视情况采用人工或机械进行破碎清除。

（2）在护坡桩桩位处人工向下挖桩孔，孔径为1.0m，孔深以穿过回填土层为限。人工处理遇到的旧管线、土钉、旧基础等地下障碍物。

（3）长螺旋钻机钻孔遇到原基坑支护钢绞线时换用筒钻钻进，利用筒钻将钢绞线切断后，再换用原钻头钻进。

3.3人工挖孔施工

施工工艺流程：

场地平整测量放线定桩位开孔成孔作业安装护壁钢筋安装护壁模板灌注护壁混凝土拆模重复作业至设计深度。

人工挖孔完成后，对孔底土进行检查，检查是否进入原状土；检查人工挖孔孔径、孔壁、垂直度，不符合质量标准要求时，应处理合格后再进行下道工序。

3.4长螺旋钻孔后插钢筋笼施工

3.4.1施工工艺流程

施工准备钻机就位钻孔压灌混凝土清理孔口钢筋笼制作与安装混凝土振捣成桩

3.4.2施工要点

（1）施工准备。主要施工平整场地，清理人工挖孔堆积在现场的土。

（2）钻机就位。采用长螺旋钻机成孔，钻机坐落面应坚实、平整、不塌陷。

（3）钻孔。根据土层情况合理调整施工参数，严格控制钻进深度；钻机钻进过程中，不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口、随时清理孔口积土，保证下部孔土顺利排出，防止提钻时向孔内落土。

（4）压灌混凝土。达到设计桩底标高后，进行压灌混凝土作业，首次泵送前或停工时间过长时，应先开机润管；混凝土开始压灌时，宜先提升钻杆200～300mm，开始泵送混凝土，确认钻头阀门打开后方可提钻；混凝土的泵送宜连续进行，边泵送混凝土边提钻，提钻速率按试桩工艺参数控制，控制提钻速率与混凝土泵送量相匹配，保持料斗内混凝土的高度400mm，并保证钻头始终埋在混凝土面的深度1.0m。

（5）清理孔口。中心压灌混凝土完成后，钻头暂不移离孔口，及时清理孔口积土，防止积土落入孔中。

（6）钢筋笼制作与安装。所有钢材必须有材质证明，制作钢筋笼前，应先进行钢筋原材验收、复验及焊接试验；钢材表面有污垢、锈蚀时应清除，主筋使用前应调直；钢筋笼纵向钢筋的接头采用搭接焊，双面焊缝长度5d，单面焊缝长度10d（d为钢筋直径），同一截面上的钢筋接头不得超过主筋总根数的50%，且两相邻接头位置应错开35d；加劲箍筋与主筋采用点焊连接，螺旋箍筋与主筋采用点焊或细铁丝绑扎连接，点焊或绑扎点应呈梅花形；钢筋笼的焊接质量，焊缝长度高度及钢筋笼断面接头间距等，均应符合设计及技术标准的要求；采用25t汽车起重机吊装钢筋笼，设双吊点，吊点设在加劲箍筋处；桩身混凝土灌注完成后应立即进行钢筋笼插入作业，钢筋笼应连续下放，不宜停顿；利用吊车振动头辅助插入钢筋笼，先依靠钢筋笼与导管的自重缓慢插入，当依靠自重不能继续插入时，开启振动装置使钢筋笼下沉到设计深度，断开振动装置与钢筋笼的连接，缓慢连续振动拔出导管。

（7）混凝土振捣。混凝土灌注结束后应立即用振捣棒进行振捣，振捣深度2.0m，振捣时间5min。

（8）桩身混凝土养护。混凝土灌注结束后对桩体进行养护（一般为3～7天），养护期间应做好保护工作，尤其应保护好桩头不受扰动破坏。

4、施工效果

4.1浅层地下障碍物的处理

据统计，本次施工的286个人工挖孔中，遇到了96处地下障碍物，主要有原基坑支护土钉（φ18mm螺纹钢筋），废弃的混凝土污水管线、建筑基础、废弃铁质供水管线、混凝土块等各类地下障碍物，并进行了有效的处理，为后续的长螺旋钻机钻孔顺利进行提供了条件，采用人工挖孔，紧邻基坑护坡桩的高压电缆、污水管线得到了有效及时的保护，避免了长螺旋钻机钻孔对其的破坏和影响。

4.2原基坑支护钢绞线的处理

护坡桩施工，采用长螺旋钻机成孔，当遇到基坑支护钢绞线时，换用筒钻钻进，利用筒钻将钢绞线切断后，再换用原钻头钻进。据统计，本工程施工的286根桩中，有103根桩遇到了钢绞线，采用筒钻钻进均获得成功处理。

4.3经济效益、社会效益显著

本工程灌注桩施工结束后，经检测各项指标满足设计要求，工期提前5天；最初的施工方案是考虑全部采用人工挖孔桩，以克服因存在众多地下障碍物钻机无法直接施工的困难。经仔细研究和考察论证后，采用上部回填土部分采用人工挖孔，其余采用长螺旋钻孔后插钢筋笼施工工艺进行施工。施工工艺改进后，大大减少了人工挖孔工程量，可节省钢筋混凝土护壁，减少土方开挖量，经初步计算可节省施工费用约36万元。

结语

本施工工艺可以有效解决灌注桩遇浅层地下障碍物问题，发挥了人工挖孔和长螺旋钻孔后插钢筋笼两者的优点，在灌注桩施工过程中，将越来越多的遇到各种地下障碍物和基坑支护留在土层中的钢绞线，相应的处理措施也将引起更广泛关注。

参考文献

[1]司呈庆，刘新伟.复杂边界条件下的基坑支护[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2010，37（12）：58-60，70.

[2]陈书明，吴旭东.人工挖孔桩施工技术[J].北京建筑工程学院学报，2005，21（1）：82-84.

钻前施工总结篇7

关键词：套管跟进；破碎；地层；钻孔；应用

一、概述

在井下巷道底板施工下行钻孔时，由于底鼓现象已经成为煤矿中比较常见的矿压显现，经历采动影响的采准巷道底鼓问题尤为普遍和严重[1]，其特性类似于人工填土，地层破碎情况严重，孔壁坍塌强烈，采用套管钻进也难以正常施工[2]，而跟管钻进技术在井下也未普遍地应用。

目前，钻探所采取的化学泥浆钻进工艺，在有裂隙、破碎掉块、缩径、坍塌、砂层、漏失等地层钻进时，对保护孔壁起到了很大作用。但是在煤矿井下施工十分破碎底板钻孔时，泥浆在底板甚至数米范围内四处流溢，根本起不到任何护壁作用。还有一种常用的处理方法是使用水泥浆加固底板，一般需要凝固48小时，影响了钻探效率。同时，在钻孔需要穿揭煤层时，由于井下钻孔多数非垂直钻进，需要揭露煤层厚度可达数米，煤壁稳定性较垂直钻孔差，化学泥浆钻进工艺亦不能保证有效，给钻孔向深部钻进留下了安全隐患。

组合式套管钻进工艺有别于套管钻进和跟管钻进技术，其特点主要是使用传统的钻杆来传递机械能和水力能量，先钻杆带动钻头钻进，再将钻杆接上套管带动套管扩孔钻进跟进，是将两者组合进行的作业过程。与跟管钻进工艺相比，其优点主要体现在可以相对自由地选择钻头、套管的规格，可自由选择水力和风力方式排粉，排粉通畅，地层适应性强。与套管钻进工艺相比，其优点在于对套管的材质要求较低，结构简单，易于加工，成本低廉。它解决了开孔即塌、穿煤厚度大煤壁不稳定的因素，是在煤矿井下施工底板钻孔省时、省力、有效的钻探工艺。

2015年，我单位承担了平煤股份公司某矿气源孔的施工任务，采用本工艺，成功穿越了底板破碎带和厚煤层易坍塌带，圆满完成了7个钻孔的钻凿施工任务。

二、工程概况

平煤股份公司某矿拟在中区丁5、6-21180机巷车场钻场、东区并联总回风巷钻场和戊8、9-21192风巷车场钻场分别向本矿戊8、9-20230老空区、邻矿己15-17220回采工作面施工7气源孔，抽采瓦斯，加以利用。该矿丁组、戊组煤层厚煤层，中区丁组煤、东区戊组煤采掘活动开始于上世纪90年代，现已经结束采掘，回收工作已经接近尾，所有采掘巷道均已停止维护，底鼓量最大可达到1.2m，底鼓带十分破碎，特征与人工填土类似。而7个钻孔均需在巷道底板开孔，亦需穿越厚煤层。

三、设备、工具选型

ZDY-4000S煤矿用全液压卧式钻机；BW-250型泥浆泵；

73mm钻杆；94mm无芯复合片钻头；127mm地质套管；133mm锯齿钻头。

四、施工工艺

（一）钻具组合。（1）钻头钻进时钻具组合。Φ73普通圆钻杆+Φ94mm钻头。（2）套管钻进时钻具组合。Φ73普通圆钻杆

+Φ73/Φ127mm套管螺丝头+Φ127mm套管+Φ 133mm套管钻头。

（二）工艺流程。（1）开孔时钻头钻进操作步骤。与普通钻杆钻进相同。（2）孔内有扩孔钻进套管时钻头钻进操作步骤。其操作步骤与开孔时钻头钻进操作步骤相仿，仅在安装￠73mm钻杆前将￠127mm短接头拧到扩孔钻进套管顶端，以保护其丝扣部分不在钻杆高速旋转中磨损。（3）套管扩孔钻进操作骤。1）当￠73mm钻杆接缝之一处于前夹持器和孔口之间，且距离孔口不小于0.2m时，停泵、停电，取下送水器。2）使用牙钳卡紧钻杆接缝处前一根钻杆，反转，拧开钻杆。孔内钻杆在孔底岩面支撑下或在孔壁摩擦力支撑下自然停靠。3）送电，给进装置后退至最大行程。松开动力头，停电，将钻杆依次取出。4）将

￠127mm套管短接头卸下，接上套管，再将螺丝头拧到套管上。将￠73mm钻杆拧到螺丝头上。5）将￠73mm钻杆依次通过动力头并与螺丝头上钻杆接合，使用牙钳拧紧。6）将送水器接入动力头后端钻杆上。7）送电，开启泥浆泵，待孔口返水时，闭合动力头。调整好将给进压力调整为2MPa，转速调整至100r/min。调整泥浆泵压力为2MPa，泵量250L/min。操作钻机给进手柄，钻进。（4）扩孔护壁套管跟进循环步长。由于钻杆在孔内自然停靠，如果跟进步长过大的话，￠127mm套管螺丝头则研磨钻杆，形成不进尺的现象，严重的话将钻杆丝扣磨损，造成钻孔报废。套管跟进循环步长最大不超过1.2m。

（三）技术要点。（1）根据巷道情况，钻机尽量靠后，尽量抬高，使前夹持器与孔口距离保持最大，最好保持在0.8m及以上。同时根据前夹持器与孔口距离确定套管长度，一般为0.8～1.2m。（2）套管扩孔钻进跟进步长不宜超过一根套管和螺丝头长度之和，一般在1.2m以下。（3）施工钻孔时，宜同化学泥浆钻进工艺配合使用，确保排渣充分，孔内干净。（4）套管扩孔跟进结束时，要留足时间，充分排粉，保证孔底干净，避免孔底沉渣埋没钻头。（5）套管底切削合金质量必须过硬，焊接必须牢固，确保套管钻头至少可以使用到穿过破碎易坍塌地段。（6）套管必须是国标地质套管，壁厚不能小于6mm，强度必须至少为

DZ40，套管丝扣宜为梯形扣。（7）套管扩孔跟进时，必须根据地层软硬情况合理调整给进压力和转速，给进压力一般为2MPa左右，转速一般为100 r/min左右，确保套管不会被扭断。（8）钻杆钻进时，最上一根套管加短接头，以保护孔内套管丝扣。

五、存在的问题和建议

采用本工艺，虽然成功施工了7个气源孔，但仍存在一些问题和需要改进的地方，并提出相应的建议，以便对本工艺时进行优化改进，更好地应用到在煤矿井下破碎、易坍塌地层条件下钻孔施工上来。

（一）存在的问题：（1）在扩孔护壁套管钻进时，由于钻杆要靠孔底支撑力或孔壁摩擦力自然停靠在孔内，因此本工艺适用于下行钻孔和倾角小于20°左右的上行钻孔，对于倾角大于20°左右的钻孔，无法使用本工艺。（2）本工艺对套管材质、操作参数、套管钻头、循环跟进步长要求严格，一旦出现问题，钻孔往往报废，基本上没有补救的余地。（3）本工艺操作相对复杂，对职工现场判断能力和操作技能要求较高。（4）本工艺对套管跟进深度有严格的要求，一般不应大于25m，超过25m，则由于套管连接部分太多，被扭断的机率大大增加。

（二）建议。（1）选取强度更高套管材，这样，无论在跟进深度、给进压力和转速上均可进一步提高，对于深部存在易坍塌地层的钻孔适用性更高。（2）设计钻孔时，尽量选择巷道断面大的钻场，钻孔与巷道的夹角尽可能最小，以便钻机前夹持器与孔口距离最大，套管可以更长，降低套管丝扣连接处被扭断的机率。（3）本工艺适用于十分破碎、极易坍塌地层，对于一般破碎、坍塌地层，应优先选用化学泥浆钻进工艺或其它钻进工艺。

结语：本工艺可以相对自由地选择钻头、套管的规格，可自由选择水力和风力方式的排粉方式，地层适应性强，对套管的材质要求较低，结构简单，易于加工，成本低廉，是在煤矿井下破碎、易坍塌地层条件下施工钻孔的一种有效的手段。

本文从钻孔施工中总结经验，介绍了工艺流程，罗列了技术要点，分析了存在的问题，提出了合理改进的建议，为套管跟进钻进工艺在井下破碎、易坍塌地层条件下钻孔施工中的研究、改进、推广提供了参考资料。

参考文献：

钻前施工总结篇8

一、生产钻井效率提高的重要性

钻井生产运行效率是钻井工程效率的一部分，是体现钻井管理水平的重要指标。钻井生产运行效率，是指钻井资源在钻井市场主体之间的最优配置以及钻井企业对其拥有资源的有效利用程度，是钻井企业市场竞争能力、投入产出能力和可持续发展能力的综合性的评价指标，包括配置效率、生产效率和动态效率三个方面。归纳影响钻井生产运行效率的因素，可分为两大类：一类是不可变更的客观因素和为了维持正常生产不可缺少的关键环节，包括气候及自然灾害、地质油藏条件和人员修整与钻机检修；另一类是可控的因素，包括钻井生产计划、钻前工程、待井位、等设计、专业公司协调、事故及复杂、工农关系。

二、通过具体的生产组织管理制定详细的计划以及监督机制

生产组织管理是为了保证完成公司生产计划，对生产各环节进行有效的控制和管理，充分利用企业资源，从而达到提高产量、保证质量、降低成本的目的。生产组织管理主要包括计划管理、统计管理、生产工艺流程管理、生产控制管理、考核管理以及效益评价等。

1.计划管理

生产计划是生产部门根据生产决策制定出详细的关于生产的品种、产量、指标、工艺等各方面的具体工作计划。因此在钻井公司，生产部根据生产计划书调整各分公司成本承包方案。承包方案调整应在每年所制定的期限以前完成，报经总经理办公会批准后实施。生产计划要包括产品的产量、质量要求、各种原辅材料、能源的消耗定额指标和消耗总量、各工序生产技术指标等。生产部门在每年年底以前根据公司生产决策组织制定下年度生产工作计划，生产计划的编制要遵循均衡生产的原则，同时要合理利用企业生产能力资源，在严格执行计划的情况下提高生产效率。

2.统计管理

生产部门负责生产的全面统计工作，并负责生产统计的具体管理。部门、分公司设立专职统计员，统计员负责本部门的统计管理工作。生产部门及各分公司统计员负责各自统计报表的管理。各种统计报表格式由生产部门统计员初审后报经生产门负责人及分管副总审定。统计工作的主要作用就是进行有效的监督控制，从而在规定的时间完成任务，同时，进行有效的改动，提高配置效率。

3.生产例会

生产部门可每月召开一次总结会，对上月的生产任务完成情况运用统计的原理进行分析、总结。生产部门还要每月召开一次成本分析会，对上月降本增效进行分析、总结，制定本月降本增效措施，提高配置效率。

4.生产工艺流程管理

员工从事生产操作必须确保严格按操作规程所规定的操作程序及工艺指标进行，严禁违章操作，对因生产环境条件改变的工艺流程，由生产部门提出具体方案报经领导批准后方可实施。新的生产工序建立后，必须由生产部门负责组织编制作业指导书，才能投入使用和生产，从而提高动态效率。

5.生产控制

生产控制包括质量控制、产量控制、成本控制。根据公司中长期的质量目标和方针，质量控制部要负责公司产品质量的检验和控制，生产部门配合质控部对分公司进行质量管理。生产部门应充分利用公司内部资源，采用均衡生产的原则制定分厂的最优化产量计划。成本控制指标由生产部门配合企管部制定，再分解到班组、落实到个人，作为个人或企业的考核标准，应根据企业考核细则进行制定。

6.考核管理制度

生产部门每年在调整各企业自身的承包方案时，要总结出当年产品的质量、产量指标和各种原辅材料、能源的消耗指标，并以此为基础制定下年度具体指标。生产部可以每月根据各分厂生产完成情况进行生产考核。

7.效益评价

钻井队的生产运作管理是一种效益型经营管理模式，它要求将钻井队的经营管理的两个基本方面——钻井生产和成本控制内在统一于效益中心。因此，钻井队生产运作管理中应该建立效益评价系统，来强化效益中心的导向机制。钻井队推行生产运作管理，在效益评价时应遵循这几个三个原则：（1）正确处理局部利益和整体经济效益的关系；（2）正确处理当前经济效益和长远经济效益的关系；（3）正确处理经营管理中的直接经济效益和间接经济效益的关系。

三、通过改善可控因素来提高速度效率

1.合理安排产能建设进度，均衡安排全年生产

统筹考虑气候因素影响，合理安排低洼井等易受气候条件影响井的施工季节；加快地质和油藏研究，科学制定勘探开发方案、钻井地质和工程设计，合理部署井位，提前做好钻前工程，保证钻前不等井位，钻机不等钻前，钻机不等设计—钻探工程公司加强与油田公司工作对接，跟踪产能建设部署安排，提早落实队伍及物资材料准备，统筹协调施工进度。发挥一体化优势，鼓励实行区域钻井总承包方式组织生产，建议建立合理的总调度制度，进行各油田钻井生产的总协调，优化钻机资源的配置，科学调配钻机。强化多专业协作机制，紧密工序衔接，加强下道工序的提前介入与信息共享，为下步工作的提前、有序安排做好铺垫；加快信息化建设，实现建设方与施工方、各专业间、井场与后方基地间数据共享，缩短决策时间，促进施工环节紧扣；实行以前线指挥部为依托的项目管理运作方式，将管理重心前移，生产组织统一指挥，跨专业施工统一协调，区块内资源共享和相互支持，提高区域总体作战能力。

2.设备检查、维修、管理的责任和制度到位

钻井生产组织管理的过程就是一个标准化管理的过程，公司企业应按照“事事有人管，人人有事管”标准和要求，通过加强钻井设备检查、维护、管理，提高钻井效率和进度。一是将全公司的钻井工作根据工作范围和工种性质制定考核标准分解，对全公司的设备进行挂牌、建档管理，做到层层落实，级级把关。二是对每个专业钻井工作人员进行跟踪考核，建立班前班后工作汇报制度，工作检查记录等。三是根据上级公司关于开展争创管理示范岗活动和星级设备评定管理的要求，制定了优秀钻井员工，优秀管理着等评定活动方案，提高部门内部的良性竞争。

在整个过程中，要注意“组织”、“管理”的意义。整个生产组织过程中，单独依赖某一种技术并无法实现很大的效益。生产组织是一个系统工程，良好的生产计划、进度控制能力、执行层面的保障能力是相互衬托的。如果要保证系统能更高效的执行，针对小的异常可在系统作业周期内，通过各项作业流程来进行控制和调整。以确保从大流程、小流程均能朝着共同方向共同努力，达成更快的反应。

参考文献