苦戰(zhàn)高家堡

楊衛(wèi)華

近日，河南省資源環(huán)境調(diào)查四院（以下簡(jiǎn)稱“資環(huán)四院”）順利完成陜西省高家堡西區(qū)二期直排鉆井項(xiàng)目，項(xiàng)目完成排水鉆井兩個(gè)，單口鉆井深920米，井徑1000毫米，下入套管重達(dá)420噸，其鉆井之深、井徑之大、套管之重，在國內(nèi)大口徑鉆井施工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破。

工作以來，資環(huán)四院克服重重困難，精心謀劃，制定科學(xué)的施工方案和詳細(xì)的節(jié)點(diǎn)控制，僅用240天就高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率完成了全部施工任務(wù)，比計(jì)劃提前59天，得到當(dāng)?shù)卣目隙ā?/p>

找準(zhǔn)問題定方案

近年來，資環(huán)四院雖然在大口徑工程井市場(chǎng)已完成各類井型30余口，積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)，但是在陜西省高家堡西區(qū)二期直排鉆井項(xiàng)目施工中仍遇到不少的困難，如下部地層含礫巖層段較多、可鉆性差，存在“假縮徑”、坍塌、掉塊等問題。

面對(duì)困難和挑戰(zhàn)，資環(huán)四院黨委書記、河南省大口徑鉆井研究中心主任白領(lǐng)國親自挑選精兵強(qiáng)將組建項(xiàng)目組和課題攻關(guān)組，主管項(xiàng)目的副院長更是吃住在井隊(duì)，研究地區(qū)地層、鉆探等相關(guān)資料，現(xiàn)場(chǎng)分析和解決鉆探、泥漿、套管安裝等問題。為攻克套管安裝起吊技術(shù)難題，資環(huán)項(xiàng)目部人員多次到重慶郵電大學(xué)、鄭州機(jī)械研究所、天津索具拉力實(shí)驗(yàn)室等單位，商討制定套管起吊方案，并對(duì)方案進(jìn)行反復(fù)論證和試驗(yàn)，制定出一整套大噸位、大直徑套管安裝的可靠方案。

科學(xué)施工克難題

雖然項(xiàng)目組前期制定了周密的方案，但是在施工過程中還是遇到了一些難題。“我們通過科學(xué)施工，這些問題都得到了順利解決。”項(xiàng)目經(jīng)理徐波說。

在施工之前，徐波帶領(lǐng)技術(shù)人員對(duì)原有各類型鉆頭進(jìn)行全方位測(cè)量，建立3D建模。對(duì)鉆頭的選型、結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化，對(duì)探查孔及導(dǎo)正孔地層數(shù)據(jù)進(jìn)行研判分析，將不同類型的鉆頭入井時(shí)間精確到米。這樣一來，鉆進(jìn)效率節(jié)節(jié)攀升，1000毫米直徑的鉆井，日進(jìn)尺突破82米，鉆井周期比計(jì)劃工期提前59天。

“由于井內(nèi)地層復(fù)雜，泥漿液漏失嚴(yán)重，泥漿性能關(guān)系到項(xiàng)目的成敗，我們決不能掉以輕心。”生產(chǎn)經(jīng)理?xiàng)顝V建反復(fù)向大家強(qiáng)調(diào)。為此，他專門在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立泥漿實(shí)驗(yàn)室，成立泥漿管理小組，針對(duì)該區(qū)域地層特點(diǎn)，一次次摸索實(shí)驗(yàn)，一次次記錄每一種配比下的泥漿性能，終于摸索出了適用于彬長礦區(qū)大直徑鉆井施工的泥漿性能標(biāo)準(zhǔn)，為安全施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

施工過程中，大家發(fā)現(xiàn)單井套管重量達(dá)420噸，而鉆機(jī)提升能力只有120噸。怎么辦？經(jīng)多方研究，項(xiàng)目部決定采用650噸履帶起重機(jī)配合提吊下管作業(yè)，但國內(nèi)沒有任何經(jīng)驗(yàn)和案例可供參考。為此，資環(huán)四院與重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室展開合作，首次引入有限元受力分析，對(duì)下套管作業(yè)中的各個(gè)受力單元進(jìn)行分析和試驗(yàn)論證，依托數(shù)字化模擬分析及試驗(yàn)數(shù)據(jù)做理論支撐，對(duì)原有套管安裝方案多次進(jìn)行綜合評(píng)判優(yōu)化。最終，兩口排水鉆井下管作業(yè)順利完成。

創(chuàng)新技術(shù)提效率

資環(huán)四院能攻克一個(gè)個(gè)難關(guān)，是因?yàn)殚L年施工大口徑鉆井中涌現(xiàn)的一個(gè)又一個(gè)“勇士”，他們通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝，確保工作效率穩(wěn)步提高。

負(fù)責(zé)氣割焊接的廖師傅，熟悉各種焊接方式，電焊、二保焊、氬弧焊、釬焊等都不在話下。工作中，他更是勇于創(chuàng)新，每次鉆頭出井，都是第一個(gè)到場(chǎng)，清洗鉆頭，觀察鉆頭磨損情況，拿著尺子在鉆頭上比比畫畫，不斷優(yōu)化調(diào)整刀翼的擺放位置和角度，使鉆頭更適應(yīng)地層結(jié)構(gòu)，提升鉆進(jìn)效率。通過在尺身頂端和游標(biāo)尺處加裝錐子，使得在鋼板上切割圓孔時(shí)更加方便快捷;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加工鉆頭的結(jié)構(gòu)不同，設(shè)計(jì)出通用的牙掌對(duì)焊裝置，使鉆頭加工效率提升30%。

套管吊裝結(jié)束后需要將井中的泥漿排出以便處理，但是想要從900多米的深井中把泥漿安全排出也并非易事，使用普通水泵水管工藝復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)大，排漿并不適用。如若處理不當(dāng)可能會(huì)造成工期的延誤甚至造成井內(nèi)事故。為此，項(xiàng)目經(jīng)理與鉆機(jī)機(jī)長經(jīng)過多次研究，用泥漿泵的閥體作為止水器制作了提漿用的泥漿桶，反復(fù)試驗(yàn)改良后，發(fā)明了獨(dú)有提漿桶，順利解決了廢漿排出問題。

正是因?yàn)樗麄兊牟恍概Γ疟ＷC了項(xiàng)目順利完工，創(chuàng)造出國內(nèi)該領(lǐng)域施工技術(shù)和工藝紀(jì)錄。（作者單位：河南省資源環(huán)境調(diào)查四院）