高压涌水及高含硫化氢页岩气井绳索取心钻进技术

页岩气调查井荥地1井设计井深1600 m,钻探施工过程中发现多个高应力涌水破碎带,最大涌水量达135 m3/h,井口压力达2.5 MPa;并且地层水中溶解有硫化氢,从涌水中挥发出来的硫化氢气体最大含量达100 ppm;水温较高,在1300 m处涌水温度达到50 ℃;这些问题给施工带来了极大的困难,并增加了安全风险。针对以上问题,介绍了钻井过程中所采取的注水泥浆堵水技术、高密度钻井液平衡钻进技术、多级套管固井技术,并总结了每种技术的特点,为川西南地区以后的页岩气调查井钻探工作提供参考。     

井口倒入法灌注水泥浆

金刚石钻进中,遇到漏失层常采用水泥浆水泵灌注方法,其效果虽好,但工艺较复杂. 1985～1986年,我队施工的金窝子矿区,在80m范围内有一层强烈蚀变带,大部分钻孔出现裂隙性全孔漏失,3台金刚石钻机昼夜消耗清水4t.我们采用井口倒入法灌注水泥浆,灌注钻孔27个,候凝时间4～48小时,漏失层深10～74.06m,成功率100%.具体做法是: 1.首先要测准水位.如井内水多,水泥浆易稀释,需用自制的球式逆止阀捞水后再行灌注. 2.捞水后如水位回升快,可将一袋水泥按0.3的水、灰比搅拌后投入井内,使水位升高,并从裂隙流走.如一袋不够,可再加一袋,以将孔内水挤干为准.然后按正常水、灰比灌注水泥浆. 3.计算水泥浆重,应按比钻进口径大二级考     

山东赵楼煤矿首采1302工作面涌水分析

兖矿集团巨野煤田赵楼煤矿首采1302工作面在2009年5月底发生了一次突水事故,最大涌水量为290m3/h,造成工作面停产5d、处理被压实支架39d的后果。在分析井田地质及水文地质条件的基础上,通过现场水质化验以及观测孔水位等资料的研究,认为该工作面涌水水源为3煤顶板砂岩水,涌水通道为采动裂隙。并提出要采取查清水文地质条件、采前疏放、匀速推进、健全排放水系统等确保安全开采的防治水措施。     

SJP水泥浆封堵强涌水钻孔可控注浆工艺技术研究

以云南毛坪铅锌矿勘查钻孔涌水治理实践为背景,针对金刚石钻进钻孔高涌水压力和大流量涌水的工程实际,对多种涌水治理方案进行了论证分析。依据实测的涌水量及涌水压力等参数,提出了可控注浆堵涌工艺。论述了SJP水泥浆基本组成及其性能特点,可控注浆止涌的工艺技术,分析了止涌注浆孔口压力变化与孔内浆液处境之间的关系,提出了止涌注浆压力变化中的“零起点”和“零末点”及h值等新概念,以及利用压力变化判断涌水通道类型的方法等。经3个涌水钻孔的注浆止涌的实践表明,按研究成果对大涌水量钻孔进行治理,有效封堵了这3个强涌水钻孔,保证了工程顺利施工。     

特定地质水文下涌水对深大基坑稳定性的影响研究

深大涌水基坑具有特定的地质、水文和工程支护特征。以位于临湖泊滩涂场地深大涌水基坑工程为例,借助工程有限元模拟系统,对该深大基坑开挖过程中涌水对工程结构稳定性和安全性的影响问题进行研究,探讨涌水对大深基坑的工程结构稳定性影响状态,分析相应施工止控水措施。研究结果认为：深大基坑外土体形变不可避免地和水位有关,伴随水位减少,土体的降沉加速;涌水对围檩与立柱均有影响,涌水对现浇桩也有影响,但影响有限。为解决涌水破坏,可增加排水措施,适时选择双液注灌浆、沙袋背压等措施,能有效阻止渗水,避免损害继续扩大。研究结果可对同类基坑工程安全设计、施工提供技术参考价值。     

在生产矿井中用变幅系数预测各水平最大涌水量

本文在分析前人有关涌水量研究工作的基础上，针对矿井涌水量特点，通过仔细分析安源煤矿多年矿井最大、最小涌水量之间的关系，建立了开采水平（Ｈ）与最大、最小涌水量变幅系数之间的关系，并以此来进行矿井最大涌水量预测。     

浑江煤田岩溶水突出特点及防治方法

吉林省浑江煤田水文地质条件.较为复杂,生产过程中,多次突水、涌水甚至造成淹井事故。突水补给来源有孔隙水、裂隙水和岩溶水,其中奥陶系灰岩岩溶水对矿井威胁最大,因此搞清奥陶系灰岩(以下简称奥灰)岩溶发育规律及岩溶水突出特点,对指导生产,避免水害发生有着重要意义。      

封闭涌水钻孔的方法

煤田勘探工作中封闭涌水钻孔是一项极其重要而复杂的工作,尤其在矿井下钻探,如不很好的封闭,会给矿井排水造成不利,目前煤田勘探钻孔多采用砂浆封孔,往往由于断层水由钻孔冒出,使砂浆注不进去,用木塞又找不到涌水地带,不易封闭钻孔,并造成人力、物力、时间上的浪费,同时工人在孔口处干活,也容易将衣服打湿,现将我们摸索到的封闭涌水钻孔的一些体会,介绍出来,供作参考：     

华北煤田岩溶陷落柱分类及其特征

在总结华北煤田多起陷落柱突水事例及对徐淮煤田40多个矿区调研的基础上,依据陷落柱不同发育阶段的水文地质工程地质特征等,将其分为4个发育阶段:前期发育阶段、强烈发育阶段、衰退阶段和死亡阶段。通过分析陷落柱发育的不同层位,将其划分为3类,即奥灰层位之上可溶岩组、奥陶纪可溶岩组及寒武纪可溶岩组。继而,将陷落柱综合划分为12类,并总结分析了各类型陷落柱的地质特征。      

渝怀线彭水隧道进口段涌水处理浅析

渝怀线彭水隧道进口段多次发生特大涌水,该段属可溶岩地区,隧道位于岩溶水平循环带及垂直循环的变化带内,岩溶发育,隧道切穿自北向南向乌江侵蚀基准面排泄的岩溶管道发生涌水,涌水受大气降水补给较快,水量大,治理原则以排为主。     

宁夏红柳煤矿水文地质特征及首采工作面涌水分析

红柳煤矿属宁夏东部大型国有煤矿,投产仅半年,矿井首采工作面就发生较大规模的涌水4次,最大涌水量达3000m3／h,造成了较大的经济损失。在分析矿区水文地质条件和涌水特征的基础上,对矿井水文地质条件进行了评价,总结了工作面涌水特征。研究发现,直罗组砂岩裂隙孔隙承压含水层地下水是井下突水的主要水源．顶板导水裂隙带是矿井的主要充水通道;工作面突水呈现周期性特征,并与老顶周期性垮塌步距基本一致;涌出水总量与工作面推进距离及开采面积呈正相关;随着工作面开采面积的增大,工作面稳定涌水量也随之增大;顶板的岩性及其组合特征为离层储水空间的形成提供了条件;离层水的形成是矿井涌水量较大的主要原因。研究成果对该矿乃至宁东地区煤矿安全生产和矿井防治水措施的确定具有一定的指导作用。     

内蒙古乌拉特后旗三贵口矿区水文示踪试验

三贵口锌多金属硫铁矿区在山前阶地施工的坑道都遇到普遍涌水且涌水量大(约3万m3/d)的问题,给矿井建设带来严重困扰。在附近的山前平原第四系浅层孔隙水中分别投入盐和染色剂,在矿井涌水排出口进行电阻率检测和颜色变化对比检查。通过示踪试验、地质调查和工程施工,发现矿井所在的那云山南东侧山坡地下断层(裂)发育,且为导水断层,是矿井涌水的主要通道。试验表明:矿井涌水和山前平原第四系孔隙水间存在着密切的水力联系,后者沿着F1-2、F1-3、F1-4和F1-5 4个破碎带进入矿井;最大渗流速度高且较稳定,为0.352～0.388 m/s,平均渗流速度为0.193～0.079 m/s。     

某矿区钻孔特大型"倒裂隙"的治理

某矿区ZK552钻孔中的“倒裂隙”造成漏失。“倒裂隙”的显著特点是与坡积含水层不相通，漏失层位置与实际静水位不一致，裂隙的倾向与地形坡向基本一致，是导水裂隙且通向地表，有较好的排泄点(泉)。治理这种裂隙的方法是准确计算漏失位置，采用水：灰为0．4的水泥浆灌注，同时用替浆水尽可能把水泥浆压入“倒裂隙”中，维持一段时间泵压，防止裂隙水把水泥浆压回钻孔。灌注后的凝固时间需40h以上，有效阻塞过水通道，钻孔的严重漏失可得到彻底封堵。     

壁板坡隧道施工期可溶岩段涌水特征分析

壁板坡隧道为沪昆客运专线最长隧道,隧址区水文地质条件复杂,可溶岩段占隧道总长的68.53%。基于施工地质及长期涌水观测认为,隧址区可溶岩中的过水通道沿垂向可分为强烈溶蚀段、全贯通式过水通道段和相对独立过水通道段等3段。隧洞涌水与降雨关系密切,涌水滞后效应明显;平导排水效果明显;可采用水均衡原理的降水入渗系数法来分析计算隧道洞身可溶岩段总涌水量,根据施工期间最大涌水量进行反算,宜取参数n≈2.1。     

震动取样钻

我分队开展黄金砂矿普查勘探工作，矿区的阶地与河谷多含砂砾石，结构松散有涌水，而含金层位富集于含水层下，给普查勘探带来很多困难。采用浅井、竖井施工，由于地层复杂，掘进效率低，成本高，混样严重，劳动强度大且不安全；特别是砂砾石含水层，支护排水困难，至使很多工程被迫中途停工，达不到地质目的，矿体难以作出正确评价。为了解决黄金砂矿的施工，我队自行设计制造了三台震动取样钻，分别在两个黄金砂矿进行了一年试验，共施工了79个钻孔、总进尺1，379米，取样效果良好。使用震动取样钻可以解决流砂涌水复杂地层的取样问题，改变了     

快速封堵巷道顶板高压大流量集中涌水的井下骨料添加工艺

为解决注浆封堵巷道顶板高压大流量集中涌水时注入的浆液被涌水冲散流失的问题,提出了利用井下钻孔在涌水裂隙内添加骨料阻水的工艺。井下钻孔内注入骨料要使用骨料添加器,利用注水方式把骨料推送到涌水裂隙中去。以某矿FL8-1处的巷道顶板涌水堵漏为例,对井下钻孔骨料添加工艺技术要求进行了较为全面的介绍。指出注浆连通试验是判断钻孔内是否具备注入骨料的重要手段,当试验时钻孔内注入的水泥浆在极短时间内全部跑出时,说明导水通道宽大、直短,适合注入骨料,注入时要采用粗细结合的方式进行;相反,与涌水点连通性差的钻孔内则不具备注入骨料的条件。     

铁法煤田大明矿EW416综采工作面顶板离层水成因分析

大明矿EW416综采工作面在回顺施工瓦斯抽放孔时,6#瓦斯抽放孔发生滞后涌水,给工作面安全生产和正常接续造成很大影响。在分析工作面地质及水文地质条件的基础上,通过对涌水水量变化以及水质情况的现场观测,并结合对工作面涌水与第四系水井水样的分析对比,以及测线视电阻率曲线的分析和顶板导水裂隙带高度的计算,综合分析认为:工作面涌水源为工作面上部厚层火成岩下层间离层水,其类型为煤层顶板"空腔型"离层水。依据"空腔型"离层水的形成条件,进一步分析了火成岩侵入体附近煤层离层水的形成条件与涌水机理,为铁法煤田煤层顶板离层水防治提供了参考。     

控量分段孔底注浆法在煤田涌水钻孔中的应用

河南省平顶山煤田郏县煤预查区某钻孔,在179.09～269.64m出现了18次涌水,最大涌水量为200t/h。从控量分段孔底注浆的原理出发,详细介绍了该方法在注浆方案的设计、注浆材料的选择、注浆量的计算、注浆压力的控制和注浆效果检验方面的实际应用。透孔检查显示,该孔的注浆堵漏止涌的成功率为100%,达到了预期目的。     

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。     

福建龙永煤田二叠纪Ting生物带的面貌特征与对比

研究地层是有效寻找沉积矿产的重要基础，将龙永煤田内关于Ting的层位及分带性与大区域上的相似层位作了对比，并论述了本煤田建的特征与变迁的基本过程。最后，结合多年来的研究成果，就煤田内Ting的产出情况，作了两点必要的说明。