地热打井钻探详细规程 - 图文

目 次

前 言 ....................................................................... III 1 范围 ......................................................................... 1 2 规范性引用文件................................................................ 1 3 术语和定义 ................................................................... 1 4 基本规定 ..................................................................... 3

4.1 热储类型................................................................ 3 4.2 地热井类型.............................................................. 3 4.3 地热井深度.............................................................. 3 4.4 地热井口径系列 .......................................................... 4 4.5 钻进方法分类与选择 ...................................................... 4 4.6 基本要求................................................................ 4 5 钻探设备及器具选择 ............................................................ 4

5.1 钻探设备的选择 .......................................................... 4 5.2 钻具、井管及仪器仪表的选择 .............................................. 6 6 钻探设备的安装、拆卸及搬迁 .................................................... 7

6.1 机场地基修筑 ............................................................ 7 6.2 钻井液循环净化系统的设置 ................................................ 7 6.3 基台的安装.............................................................. 8 6.4 钻塔的安装与拆卸 ........................................................ 8 6.5 机械设备的安装 .......................................................... 8 6.6 附属设施的安装 .......................................................... 9 6.7 设备的拆卸与搬迁 ....................................................... 10 7 钻探工艺 .................................................................... 10

7.1 钻井结构............................................................... 10 7.2 钻进方法............................................................... 10 7.3 钻进工艺............................................................... 11 7.4 提、下钻操作 ........................................................... 12 8 钻井液 ...................................................................... 13

8.1 钻井液类型............................................................. 13 8.2 钻井液的选择 ........................................................... 14 8.3 钻井液的配制与管理 ..................................................... 14 9 成井工艺 .................................................................... 15

9.1 成井结构要求 ........................................................... 15 9.2 物探测井............................................................... 15 9.3 下管 .................................................................. 15 9.4 止水固井............................................................... 17 9.5 洗井 .................................................................. 17 10 抽水试验 ................................................................... 18

10.1 抽水设备的选择与安装 .................................................. 18 10.2 抽水试验.............................................................. 18 11 钻探工程质量................................................................ 18

11.1 工程质量指标与要求 .................................................... 18 11.2 工程质量保证措施 ...................................................... 20 11.3 钻探施工技术档案 ...................................................... 21

I

12 井内事故预防与处理 .......................................................... 22

12.1 井内事故类型 .......................................................... 22 12.2 井内事故预防与处理的基本要求 .......................................... 22 12.3 井内事故预防和处理 .................................................... 23 13 钻探设备的使用与维护保养 .................................................... 25

13.1 钻探设备使用与维护保养的基本要求 ...................................... 26 13.2 钻机的使用与维护保养 .................................................. 26 13.3 泥浆泵的使用与维护保养 ................................................ 26 13.4 柴油机的使用与维护保养 ................................................ 27 13.5 电动机和发电机的使用与维护保养 ........................................ 27 13.6 空压机的使用与维护保养 ................................................ 28 14 安全与健康管理.............................................................. 29

14.1 基本规定.............................................................. 29 14.2 安全管理.............................................................. 29 14.3 健康管理.............................................................. 30 15 环境保护 ................................................................... 30

15.1 基本规定.............................................................. 30 15.2 施工期间环保要求 ...................................................... 31 15.3 终孔搬迁环保要求 ...................................................... 31 附录A (资料性附录) 地热钻探工程技术设计编写提纲 ............................... 32 附录B (资料性附录) 地热钻探工程技术报告编写提纲 ............................... 33 附录C（资料性附录）常用钻杆基本参数及尺寸 ..................................... 34 附录D（资料性附录）常用钻铤型号及主要参数 ..................................... 35 附录E（资料性附录）三牙轮钻头型号选择 ......................................... 36 附录F （资料性附录）地热井常用井管选择 ......................................... 37 附录G（资料性附录）塔基承载力计算 ............................................. 38 附录H（资料性附录）塔基混凝土基础尺寸计算 ..................................... 39 附录I（资料性附录）浮力下管法有关计算 ......................................... 40 附录J（资料性附录）卡点深度测算公式 ........................................... 41 参考文献 ...................................................................... 43

II

前 言

本规程包括了地热钻探工程施工设备及器具的选择、安装、拆卸、搬迁和钻探工艺、钻井液、成井工艺、抽水试验、钻探工程质量以及井内事故预防与处理、设备的使用与维护保养、安全与健康管理、环境保护等方面的内容，是地热钻探工程施工、管理和检查验收等各项工作的依据和准则。

本规程遵循GB/T 1.1-2009的起草规则，首次以技术标准形式发布。 本规程由山东省地质矿产勘查开发局提出。 本规程由山东省国土资源厅归口。

本规程起草单位：山东省地质矿产勘查开发局、山东省地矿工程勘察院、山东省鲁北地质工程勘察院、青岛地矿岩土工程有限公司 (青岛地质工程勘察院)、山东省鲁南地质工程勘察院、山东省烟台地质工程勘察院、山东省地矿测绘院。

本规程主要起草人：张 敏、孙丙伦、赵光贞、滕德宾、赵长亮、任志康、赵 辉、王德敬、

赵 成、蒋 杰、刘玉仙、田庆华、毛连义、赵玉祥、李新勇、侯新文、周世海、刘长春、陈占成、安 辉

III

地热钻探规程

1 范围

本规程规定了地热钻探工程施工过程中各工序的技术要求及相关管理规定。

本规程适用于水热型地热资源勘查、开发所进行的钻探工程施工，尚不包括干热岩型、岩浆型地热资源和通过热泵技术开采利用的浅层地热能的勘查、开发所进行的钻探工程施工。

2 规范性引用文件

下列文件对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规程。

GB/T 1.1 标准化导则 第1部分：标准的结构和编写 GB 6067 起重机械安全规程 GB 7144 气瓶颜色标识

GB/T 8538 饮用天然矿泉水检验方法 GB/T 9151 钻探工程名词术语 GB/T 9808 钻探用无缝钢管

GB 9809 水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹 GB 9810 水文水井钻探用钻杆

GB 9812 水文水井钻探用钻铤 GB 50027 供水水文地质勘察规范 GB/T 11615 地热资源地质勘查规范 GB/T 16950 金刚石岩心钻探钻具设备 GB/T 16951 金刚石绳索取心钻探钻具设备 AQ 2004 地质勘探安全规程

DZ/T 0055 水文水井钻探用硬质合金钻头 DZ/T 0056 水文水井钻探用三牙轮钻头

DZ/T 0088 地质钻探用钻塔系列 DZ/T 0148 水文地质钻探规程 DZ/T 0227 地质岩心钻探规程

SY/T 5025 钻井和修井井架、底座规范

SY/T 5964 钻井井控装置组合配套安装调试与维护 DB37/T 1811 地质钻探安全标准 3 术语和定义

下列术语和定义适用于本规程。 3.1

地热钻探 geothermal drilling

以勘探或开发地热资源为目的的钻探工作。

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3.2

地热资源 geothermal resources

能够经济地被人类所利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。 3.3

地热储 geothermal reservoir 简称热储（heat reservoir），埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带，其中存储的地热流体可供开发利用。 3.3.1

层状热储 stratified reservoir 以传导热为主、分布面积大并具有有效空隙和渗透性的地层构成的热储。泛指沉积盆地型热储。 3.3.2

带状热储 zoned reservoir

以对流传热为主、平面上呈条带状延伸、具有有效空隙和渗透性的断裂带构成的热储。 3.4

盖层 cap rock

覆盖在热储之上的不透水或弱透水岩层的总称。在层状热储中，通常将覆盖在主要热储或开发利用热储之上的地层通称之为主要热储的盖层。 3.5

地热井 geothermal well

利用钻掘工艺在地下形成的用于开采地热资源的圆形通道。 3.6

取心钻进 core drilling

以采取圆柱状岩心为目的的钻进方法与过程。 3.7

全面钻进 non-core drilling

将孔底岩石全面破碎的钻进方法。 3.8

潜孔锤钻进 down-hole hammer drilling

高能气、液介质通过孔（井）底冲击器产生的冲击功与钻具回转相结合的钻进。 3.9

气举反循环钻进 air-lift reverse circulation drilling 压缩空气在一定深度的钻杆内孔与冲洗液混合，利用钻探内外液体密度差进行反循环的钻进技术。

2

9.5.2.2 孔隙型地热井，宜选用活塞洗井、空压机洗井、潜水热泵洗井或几种方法交替组合洗井法。

9.5.2.3 裂隙型、裂隙岩溶型地热井，宜采用空压机洗井、潜水热泵洗井、液态二氧化碳洗井或焦磷酸钠洗井；特殊条件下，碳酸盐类热储可采用盐酸洗井或增加水量。 10 抽水试验

10.1 抽水设备的选择与安装

10.1.1 抽水设备应依据地质设计要求选择，如空压机、潜水热泵等。 10.1.2 抽水测试仪器包括：堰箱（板）或耐温流量表、电位仪、温度计等。 10.1.3 抽水设备的安装应按设备使用说明书进行，并应满足使用安全规定。 10.2 抽水试验

10.2.1 地热井抽水试验应按GB 11615、GB 50027执行。

10.2.2 地热水样采集、化验与保存应按GB 11615、GB 50027和GB/T 8538等执行。 11 钻探工程质量 11.1 工程质量指标与要求 11.1.1 岩样的采取 11.1.1.1 岩屑采取要求

a） 岩屑的采取应根据地质设计要求进行，每2m～5m取一个样； b） 每个岩屑样不宜少于800g；

c） 采取的岩样用清水冲洗干净，自然风干或烘干后装袋，并进行标识（井号、井深、地层、日期等）；

d） 岩屑应按自上而下的顺序摆放并妥善保管，完井验收后按有关规定存放。 11.1.1.2 岩心采取要求

a） 岩心采取应按地质设计要求进行； b） 岩心采取率不应低于70%；

c） 采取的岩心，应用清水冲洗干净后按自上而下的顺序摆放装箱，并进行标识（井号、井深、地层、日期等）；

d） 施工过程中，应对岩心妥善保管，完井验收后按有关规定存放。 11.1.2 井深的校正

a） 校正井深应采用标有“MC”的钢尺；

b） 每钻进100m、钻进主要热储井段时及终孔后应校正井深； c） 换径和下管前应校正井深；

d） 校正井深最大允许误差为±1‰，超出允许范围应查明原因并修正报表；

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e） 误差率按下列公式计算：

式中：

?1—校正前的井深；

??H1?H2H2?1000‰ ..................... （5）

?2—校正后的井深。

11.1.3 钻井弯曲度测量

a） 井深50m、每钻进100m、换径、扩孔结束和终孔后应测量钻孔弯曲度；

b） 除定向井外，地热钻井应保持垂直，井斜控制要求：深度300m内（泵室段）不大于1°，以下按照GB/T 11615和地质设计要求执行。 11.1.4 物探测井

按9.2条执行。

11.1.5 简易水文地质观测要求 11.1.5.1 清水钻进时水位观测要求

a） 提钻后、下钻前应各测一次水位；两次观测间隔时间应大于5min，后一次观测应注明间隔时间；

b） 小于24h的长时间停钻应至少每4h测一次水位，注明观测时的标准时刻； c） 大于24h的长期停钻应至少每8h测一次水位，注明观测时的标准时刻； d） 漏水或涌水时应停钻观测水位。 11.1.5.2 泥浆钻进时水位观测要求

a） 采用泥浆钻进过程中，通常不进行实际水位观测；

b） 应记录钻进过程中的漏失、涌水和井喷、逸气等其它异常现象；

c） 停钻时间大于24h时，应观测井内泥浆变化情况，若有下降，应及时补充泥浆。 11.1.5.3 水温观测要求

a） 钻进至热储段，应每班观测一次水温。需要时应根据地质要求加密观测； b） 采用泥浆钻进时，可观测井内循环井、出的泥浆温度。 11.1.5.4 自流涌水量观测要求

a） 初见自流涌水和涌水量明显变化时应观测涌水量，注明对应井深、水温、水位、时间；

b） 成井后应安装井口装置，观测水头高度和涌水量，并做好记录。 11.1.5.5 钻井液消耗量观测要求

a） 每班至少测量一次钻井液消耗量，有突然变化时增加测量次数； b） 应记录进尺消耗量和时间消耗量及其对应深度； c） 应记录消耗量明显变化和全耗时的对应深度。

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11.1.6 止水与固井要求

按9.4条执行。

11.1.7 原始记录及技术资料整理要求

a） 原始记录应采用钢笔或碳素笔填写，字迹应工整、清晰； b） 各项原始记录、技术档案应做到真实、齐全、准确、整洁； c） 地热井工程完工后，应将技术资料汇集成册并归档（见11.3）。 11.1.8 地热井工程质量评定

11.1.8.1 地热井施工完工后应组织相关方验收。

11.1.8.2 地热井工程质量评定为三级，即优良井、合格井、不合格井。各项指标达到要求的为优良井；部分指标达不到要求，但不影响对地热井的评价，基本满足地质设计要求的为合格井；主要指标达不到要求，影响了对地热井的评价，以至于不能满足地质设计要求的为不合格井。

11.2 工程质量保证措施 11.2.1 岩样采取质量保证措施

11.2.1.1 地质设计中只要求采取岩屑样的保证措施

a） 按设计要求及时取样，并进行标识；

b） 所取岩屑样应从钻井液净化装置排出的岩屑样中留取，不得随意在循环系统中留取；

c） 所取岩屑样应保证足量，并具代表性； d） 对所取岩屑样应及时编录并室内保存；

e） 钻井未经验收，所取岩屑样不得处置，应待工程验收后按设计要求处理。 11.2.1.2 地质设计中要求采取岩心样的保证措施

a） 取心钻进不得超岩心管钻进。取心难度大的地层应严格控制回次进尺、钻进时间、钻进技术参数等，必要时应采用专用取心工具取心；

b） 提钻取心时，应慢提轻放、细致小心；从岩心管内敲取岩心时，不应猛敲猛打； c） 取出的岩心样，应按上下顺序排列，不得颠倒，并及时填写回次标签，标明编号； d） 对所取岩心样应及时编录并留存缩样；

e） 钻井未经验收，岩心样不得处置，所留缩样应保存至工程验收后按设计要求处理。 11.2.2 简易水文地质观测质量保证措施

a） 应严格按照设计要求及时观测水位及其它应测项目；

b） 水位观测的基准点应一致，并采用专用仪器观测，读数应准确并做好观测记录。 11.2.3 预防钻井弯曲的措施

a） 钻机、钻塔安装应符合6.5.1和6.5.2要求；

b） 应根据地质条件等合理选择钻进方法，针对不同岩层条件确定合理的钻进技术参数；

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c） 应根据钻井结构等合理选择钻具结构。全面钻进应根据地质要求及地层造斜性选用适宜的钻具组合，且钻压不得超过钻铤重量的70%。取心钻进应选择长、直钻具。换径时要采用导向钻具，扩孔时要采用引向钻具；

d） 钻进软硬互层的易斜地层、卵砾石层及破碎带地层，应轻压慢转，给进均匀，同时应适当控制泵量；

e） 按设计要求及时测斜，发现井斜征兆应及时采取预防措施。 11.2.4 保证与提高成井质量的措施

a） 地热井下管前一般应进行物探测井，确定热储位置及水温变化等，以指导过滤管的配置与下管；

b） 所下井管为螺纹连接时，应确保丝扣的连接强度；井管为焊接时，应由有经验的焊工焊接，焊缝应连续、饱满、无砂眼，保证焊接强度；

c） 采用水泥固井止水时，应控制水灰比并保证灌入量，替浆时应严格控制替浆量。采用橡胶圈或膨胀橡胶圈止水时，应保证数量，并将其固定牢固，确保下入设计位置；

d） 应根据地热井热储类型、水文地质条件、钻井液类型及井管、过滤管的材质、强度等正确选择洗井方法并保证洗井时间。 11.2.5 保证与提高抽水试验质量的措施

a） 根据地热井热储类型、静止水位、井径、试抽水量及水文地质条件等合理选择抽水设备和抽水方法并正确安装；

b） 抽水试验的降深顺序，松散层应从小到大，基岩宜从大到小；

c） 抽水试验中应做好排水工作，对于裂隙型、裂隙岩溶型地热井，应将抽出的水排至抽水降落漏斗范围以外。 11.3 钻探施工技术档案 11.3.1 基本要求

11.3.1.1 钻探工程完工后，应对生产活动中所形成的、具有保存价值的文字、图、表等技术资料进行整理、归纳、总结，建立地热钻探施工技术档案并按规定归档。 11.3.1.2 钻探施工技术档案应以工区或工作项目为单位立档。 11.3.1.3 钻探施工技术档案应保持完整、准确、系统和安全。 11.3.1.4 立档要求

a） 平时应注意原始资料的积累和保存，不得涂改和伪造原始记录； b） 技术文件材料要选用优质纸，并应装订成册；

c） 封面要有档案编号、施工起止日期、立卷人和审查人姓名以及归档日期； d） 存档单位应建立档案总帐和明细表； e） 有条件的单位应建立电子文档。 11.3.2 主要内容

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a） 合同书；

b） 地热钻探工程施工技术设计； c） 地热钻探工程施工技术报告或总结； d） 地热井定位和钻探设备安装通知书； e） 地热井开钻检查验收单； f） 地热井弯曲度测量记录表； g） 重大钻探事故报告表；

h） 地热井下管、止水、固井记录表； i） 地热井完井通知书； j） 地热钻探工程质量验收报告； k） 原始记录报表移交清单。 12 井内事故预防与处理 12.1 井内事故类型

井内事故的主要类型有：吸附卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、钻具断落、井下落物及井漏等。

12.2 井内事故预防与处理的基本要求 12.2.1 井内事故预防的基本要求

a） 施工前，应根据施工地区地层、岩性、构造、稳定状况等制定预防措施； b） 操作人员应认真履行岗位职责，严格执行钻探规程，坚持“预防为主”的方针； c） 下井钻具、管材、接头等应符合技术要求，并严格进行质量检验，不符合要求的不得使用；

d） 遇有回转阻力、动力机响声异常、泥浆泵泵压升高、井口钻井液循环中断、钻具上提或下放遇阻等情况时应弄清原因并及时处理；

e） 因故停钻时，应将钻具上提至稳定井段直至将钻具提出井外，并向井内灌满钻井液； f） 应随时盖好井口，谨防工具或其它物件掉入井内。 12.2.2 井内事故处理的基本要求

a） 井场应配备公锥、母锥、打捞矛、打捞筒、打捞钩、打印器等专用处理事故工具； b） 事故发生后，应正确分析判断，做到事故原因清、事故类型清、事故位置清，并制定详细的处理方案；

c） 井内事故的处理应由机长主持，各岗位人员明确分工、密切配合；

d） 事故处理应及时，处理措施应积极、稳妥，并留有余地，防止措施不当造成事故复杂化；

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e） 井壁不稳定时，应先护壁，后处理井内事故；

f） 强力起拔井内事故钻具或井管前，应对钻塔、钻机升降系统、钻压仪等进行检查、固紧，起拨时不应超过设备、工具等的起重负荷能力；

g） 应详细记录下井钻具、打捞工具和事故钻具的规格、长度、位置及处理方法、遇到的问题等。

12.3 井内事故预防和处理 12.3.1 吸附卡钻事故预防和处理 12.3.1.1 吸附卡钻事故预防

a） 钻井液应具有良好的性能:较小的滤失量、较好的润滑性能、适当的黏度和切力； b） 做好钻井液固相控制，宜将无用的固相尽量清除干净；

c） 钻具在井内停钻静止时间不宜超过3min，否则应及时提动或转动钻具； d） 不得将主动钻杆坐于井口进行修理作业； e） 严格控制井斜，保持良好的井身质量。 12.3.1.2 吸附卡钻事故处理

a） 黏吸初期应强力活动钻具，同时也可适当转动钻具；

b） 经活动钻具无效时，宜采用浸泡解卡剂的方法。常用的解卡剂为油基解卡剂、盐酸、土酸、盐水、碱水等；

c） 采用上述方法无效时，可采用震击方法解卡；无效后可采取爆炸松扣（须计算卡点深度，计算公式见附录J）、套铣、反丝钻杆倒扣、爆破切割等措施处理；

d） 事故难以处理或虽能处理但耗资巨大而得不偿失很不经济时，宜采取侧钻的方法处理。

12.3.2 坍塌卡钻事故预防和处理 12.3.2.1 坍塌卡钻事故预防

a） 钻井液性能应满足不同地层的需要。松散、破碎等力学不稳定地层，应采用较高密度、黏度、切力和较低滤失量的钻井液；水敏性地层，应采用低滤失量、高矿化度、适当密度和黏度的钻井液，同时保持好钻井液性能；

b） 钻遇裂隙、岩溶发育地层时，应提前做好堵漏准备，以防突然大量漏失而发生孔壁坍塌；

c） 松散、破碎严重的地层，钻穿后应及时下入套管（热储段为过滤管）护壁； d） 提钻、停待及测井时，应及时向井内注入钻井液，将钻井液液面保持在井口位置； e） 应控制提下钻速度，减少压力激动和抽吸作用；开泵时不宜过猛； f） 易塌地层应尽量简化钻具结构；

g） 发现坍塌征兆，应立即提钻至安全井段，调整好钻井液性能并简化钻具结构充分循环后，方可重新下钻划眼（扫孔）。

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12.3.2.2 坍塌卡钻事故处理

a） 提钻严重遇阻时，应先用小泵量送通钻井液，然后逐渐增加泵量，同时增加钻井液的黏度、切力和密度，并强力活动钻具；

b） 若钻具被埋卡死，可按12.3.1.2 c）条处理。 12.3.3 砂桥卡钻事故预防和处理 12.3.3.1 砂桥卡钻事故预防措施

a） 采用正循环钻进，应优化钻井液性能，提高钻井液携带岩屑能力； b） 机械钻速较快时，回次终止后应适当延长钻井液循环时间； c） 提钻前应充分循环钻井液，排除井内岩屑；

d） 提钻时如井口液面不降，下钻时如井口不返或钻杆内反喷钻井液，应停止提下钻，并开泵循环待正常后方可继续作业。 12.3.3.2 砂桥卡钻事故处理

a） 如能送通钻井液，应调整钻井液的黏度、切力等性能，然后逐步增大泵量，并配合强力活动钻具直至解卡；

b） 若钻具被卡死，可按12.3.1.2 c）条处理。 12.3.4 缩径卡钻事故预防和处理 12.3.4.1 缩径卡钻事故预防措施

a） 应针对地层岩性特点优化钻井液性能，降低滤失量，抑制地层的膨胀和水化作用； b） 下钻遇阻时不得强压，应适当调整钻井液性能并充分循环，慢速划眼（扫孔），消除阻力；

c） 提钻遇阻时，不得强力起拔钻具，应加大泵量循环钻井液并逐步加大上提力量，采取倒划眼（扫孔）的方法处理；

d） 钻遇易缩径地层时应进行划眼，并定期提、下钻。 12.3.4.2 缩径卡钻事故处理

a） 遇卡初期，应加大泵量，强力上下活动钻具，争取解卡； b） 若钻具被卡死，可按12.3.1.2 c）条处理。 12.3.5 钻具断（脱）落事故预防和处理 12.3.5.1 钻具断（脱）落事故预防措施

a） 钻具应按新旧程度分类存放和使用，不宜混用； b） 提下钻时应仔细检查钻具，发现问题不得下井；

c） 钻具遇阻、卡时不宜强行回转，开、合离合器不宜过猛；钻具不得长时间悬空回转； d） 遇悬重下降、泵压下降、转盘负荷减轻、无进尺等情况，应立即提钻检查钻具。 12.3.5.2 钻具断（脱）落事故处理

a） 应摸清事故钻具断头位置及磨损情况，采取正确的处理方法；

b） 应根据事故钻具头和井眼情况，选择适当的打捞工具，常用的打捞工具有：公锥、

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母锥、卡瓦捞筒、卡瓦打捞矛等；

c） 在使用常用打捞工具时，应配备合适的辅助打捞工具，如安全接头、壁钩、铣鞋、铣锥等。

12.3.6 落物卡钻事故预防和处理 12.3.6.1 落物卡钻事故预防措施

a） 搞好井口防护，提钻停待及测井完毕时应及时盖好井口； b） 应定时检查井口周边所有工具，消除隐患；

c） 在井口使用橇杠、管钳等工具时，应做好防掉落工作。 12.3.6.2 落物卡钻事故处理

a） 发生落物掉落时，不得强拉硬提，宜采用转动和上下活动钻具的方法，争取将落物挤入井壁或解卡；

b） 可采取震击器震击、磨铣的方法解卡； c） 磨铣井底落物时，应适时提动钻具。 12.3.7 井漏事故预防和处理 12.3.7.1 井漏事故的预防

a） 应合理设计钻井结构，优化选择泵量、泵压、钻速，降低环空压耗，并严格控制提、下钻速度，防止泵压过高和产生激动压力压漏地层；

b） 在钻穿易漏地层前，宜在钻井液中加入堵漏剂（材料），如云母片、石棉粉、超细碳酸钙等，及时封堵细小孔隙和裂隙；

c） 孔隙型地层易产生渗透性漏失，应尽量降低泥浆的密度，相应提高泥浆的黏度和切力，降低滤失量，加强造壁作用，实现近平衡压力钻井，防止发生井漏事故；

d） 裂隙型及裂隙岩溶型地层易发生贯通性、开放性漏失，漏失量大且具有突然性，应提前做好预防准备，及时采取堵漏措施。若堵漏失效，应立即停钻、停泵，将钻具上提至套管内或提出井外，防止发生埋钻事故。 12.3.7.2 井漏事故的处理

a） 地热井井漏的处理，应区别热储段和非热储段，采取不同的处理措施，以不堵塞或不永久堵塞和不污染热储层为前提；

b） 非热储段，可根据漏失地层性质、漏失量大小等采取随钻堵漏、静止堵漏、桥接堵漏、固结堵漏以及下套管封闭等堵漏技术，以护壁、堵漏保持正常钻进为目的；

c） 热储段堵漏，不应采取固结堵漏和下套管封闭等永久性堵漏，可根据漏失地层性质、漏失量大小等，采用降低钻井液密度止漏和静止堵漏、单向压力封闭剂堵漏、复合堵漏剂堵漏等措施。稳定地层，条件具备，宜采用反循环钻进技术。 13 钻探设备的使用与维护保养

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13.1 钻探设备使用与维护保养的基本要求

a） 操作人员应掌握钻井设备的构造、性能、使用要求，并具备机械使用和维护技能； b） 钻井设备应按说明书选用和加注燃油、润滑油（脂）、液压油及冷却水等； c） 在气温0℃以下的地区施工，停机时应放净钻井设备里的冷却水；若气温低于油的凝固点时，宜将油放出并保存；

d） 设备启动前，应检查各部件转动是否灵活、有无异常状态； e） 开、合离合器或换挡变速时，应平稳操作；

f） 钻机、泥浆泵等在切换转速、扳动分动手把时，应先松开离合器； g） 钻井设备应达到不漏油、不漏气、不漏水、不漏电；

h） 钻井设备、仪器应按使用说明书进行班、周、月保养，并保持其清洁。 13.2 钻机的使用与维护保养 13.2.1 开动前的检查与维护保养

a） 应检查钻机安装是否稳固，各部位紧固件是否固定、完好； b） 应检查升降机钢丝绳的质量、连接、固定是否良好；

c） 应检查升降机制动装置、摩擦离合器以及变速、变向、分动机构的作用是否可靠，各操纵手把是否灵活、定位准确；

d） 应检查变速箱、转盘油位高低,并向各润滑部位加注润滑油或润滑脂。 13.2.2 运转中的操作与维护保养

a） 钻机开始运行时，应先使变速箱空转，无异常现象后方可带负荷作业； b） 变速箱各手把位置切换应该在离合器松开、变速箱停止转动时进行；

c） 使用水刹车时，应根据钻具重量调节水刹车阀门，确定最佳的钻具下放速度；应将水刹车与控制刹把两者配合使用，防止溜钻。 13.3 泥浆泵的使用与维护保养 13.3.1 泥浆泵开动前的检查

a） 应检查各转动部件是否灵活，连结是否牢固，离合器的操纵是否可靠；

b） 应检查变速箱、曲轴箱及各润滑部位的润滑油是否适量，各密封处是否密封良好； c） 应检查皮带轮的旋转方向是否与箭头标示的方向一致；

d） 应检查吸水管、高压管的连接及各部衬垫、活阀和活阀座是否严密；

e） 应检查莲蓬头阀门、阀座是否严密，有无堵塞现象。莲蓬头距泥浆池底应大于0.3m；吸水高度不宜超过3m。

13.3.2 运转中的操作与维护保养

a） 启动后应空转几分钟，观察各部位运转是否平稳，泵压表是否正常，发现异常应停车检查、排除；

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b） 运转中应注意泥浆泵各部件有无异常响声，泵量、泵压是否正常，有无漏气、漏水、漏油等现象；

c） 在严寒地区较长时间停泵时，应放净泵体内、管路中和莲蓬头里的钻井液； d） 安全阀卸荷管路应保证畅通；冬季作业应防止冻结堵塞。 13.4 柴油机的使用与维护保养 13.4.1 启动前的检查与维护保养

a） 应检查燃料油箱内的燃油和曲轴箱内及喷油泵内的润滑油是否适量，添加的油料应经过沉淀和过滤；

b） 冷却液应满足冷却系统的要求，并保证冷却系统无泄漏现象；

c） 蓄电池电液面应高出极板10mm～15mm，不得使用金属器皿添加蒸馏水；检查启动线路的联结是否正确、牢固；

d） 各运转部位所有的油嘴、油杯应加注适量的润滑油或润滑脂； e） 冬季（0℃以下）启动前，应对冷却液、曲轴箱润滑油预热。 13.4.2 启动时的操作与维护保养

a） 启动柴油机时，电源启动时间不宜超过10s，两次启动间隔时间不少于2min。连续启动3次仍然无效，应查明原因并排除故障后再启动；

b） 人工和启动马达不得同时启动柴油机，不得采用加汽油引爆的办法启动柴油机； c） 压缩空气启动柴油机时，应检查储气罐、控制阀、分配器、启动阀、压力表可靠安全。

13.4.3 运转中的操作与维护保养

a） 柴油机发动后，应先低速运转，待润滑、冷却、供油等情况正常，机身温度增至40℃左右时，再逐渐提高转速和带负荷；

b） 检查润滑系统是否正常，在额定转速时，润滑油的压力应满足柴油机润滑油压力的要求；

c） 检查冷却系统是否正常，冷却水的出水温度应保持在70℃～80℃；遇冷却水中断时，应停机检查；机身温度超过规定时，不得骤加冷水；

d） 运转过程中，应注意各部件有无杂音、漏油、漏水、漏气等现象； e） 应注意观察排烟颜色，判断燃油燃烧情况。 13.4.4 停机时的操作与维护

a） 停机时，应卸去负荷，空转几分钟后再停车，不得突然停车。如遇“飞车”等特殊情况应采取紧急停车措施；

b） 冬季（0℃以下）停机时间较长时，应待机身温度适当降低后将冷却系统里的水放净。

13.5 电动机和发电机的使用与维护保养

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13.5.1 电动机和发电机启动前的检查与维护保养

a） 应检查电动机和发电机绝缘是否良好，并保持干燥、清洁，防止水、泥浆、油污侵入；

b） 应检测电动机和发电机接地电阻是否符合要求；

c） 应检查电动机的额定电压与电源电压是否相符，检查启动系统、保护系统是否正常。 13.5.2 电动机和发电机运转中的操作与维护保养

a） 不应带负荷启动电动机、发电机；

b） 启动电动机时，若电动机不转动，应立即切断电源，查明原因并修复； c） 运转过程中，应注意观察电动机、发电机的运行情况，不得超载运行；

d） 运转过程中，应监视电动机和发电机电压表、电流表、功率表的工作状态是否正常； e） 运转过程中，应监视电动机和发电机电器装置工作是否正常，若发生火花、冒烟、过度发热或转速急剧下降等情况，应立即断开电源停机检查。 13.6 空压机的使用与维护保养

13.6.1 空压机动力机部分的使用与维护保养，以柴油机为动力的按13.4执行，以电动机为动力的按13.5执行。

13.6.2 空压机压缩机部分的使用与维护保养按下述进行。 13.6.2.1 启动前的检查与维护保养

a） 检查空压机的安装是否周正、水平、稳固，各连接部位是否牢固可靠； b） 检查空气滤清器是否清洁，不符合要求的应清洗或更换滤清器芯子； c） 打开储气罐和中间冷却器泄水阀放净积水；

d） 检查压缩机压力计、温度计、安全阀的灵敏度和可靠性；

e） 按说明书的要求检查压缩机油的油位、种类，不符合要求的应添加或更换，更换机油、机油过滤器时应释放掉所有的压力；

f） 空气管路和各种阀门应畅通，空气管路连接处安全链应连接好。 13.6.2.2 启动时的操作与维护

a） 压缩机应处于无载或轻载状态； b） 仪表控制盘应处于正常的启动状态。 13.6.2.3 运转中的操作与维护保养

a） 启动后，首先打开储气罐放气阀，待压缩机运转正常后，关闭放气阀储气。当压缩机正常工作后（压力、温度、速度在允许值范围内），再开启供气阀供气；

b） 注意各种仪表的指示是否正常，排气压力应无明显增高或下降现象，温度应在规定范围之内；

c） 观察压缩机润滑系统、冷却系统、气路系统的密封情况，应无渗漏和泄漏现象； d） 压缩机在正常运转时，不得紧急停机。特殊情况下需紧急停机时，应使用“紧急停

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机”按钮。

13.6.2.4 停机时的操作与维护保养

a） 活塞式空压机停机时，应缓慢打开放气阀释放储气罐压力并降低动力机的转速，然后分离离合器，再停动力机；螺杆式空压机停机时，应关闭所有气阀让机组滞速运转一定时间降低柴油机温度后，再停动力机，最后打开放气阀释放掉压力。

b） 空压机短期停用时，应定期运行压缩机并达到额定压力和温度，然后停机；长期停用时，应对压缩机采取保护措施。 14 安全与健康管理 14.1 基本规定

14.1.1 应按照AQ 2004的要求，建立、健全保障安全生产的规章制度，并认真贯彻执行。 14.1.2 应按照有关法律、法规、规定设置安全管理机构，配备专职安全管理人员，机台应配备兼职安全员，安全员应经过安全培训，持证上岗。

14.1.3 应对上岗员工进行安全生产职业培训，开展安全生产和意外救生教育，并定期进行现场安全检查，消除安全隐患。

14.1.4 应按照国家和当地政府有关劳动保护法规和标准，为员工配备相应的劳动防护用品。在中、高温地热田施工时，应采取预防烫伤措施。

14.1.5 应充分关注施工区的自然环境，防止洪水、滑坡、泥石流等自然灾害对人身和财务的损害。

14.1.6 在林区、沼泽等进行钻探作业应遵守AQ 2004的相关规定。 14.1.7 在气温38℃以上或-30℃以下时，应停止工作，做好防护。

14.1.8 上班前和上班时不准喝酒。进入机场工作时，应穿合体的工作服和工作鞋，戴安全帽。不得赤膊、赤脚或穿拖鞋上岗操作。在塔上工作时，应系安全带。

14.1.9 机场内严禁长期存放有毒、有腐蚀性的化学药品。使用时应按有关规定穿戴防护装备。在有放射性物质的矿区工作时，应按GB 15848的规定，采取积极有效的防护措施。 14.2 安全管理

14.2.1 钻探机场安全设施

14.2.1.1 钻机、钻塔、泥浆泵等钻探设备及附属设备的安全设施配备应符合DB37/T 1811的规定。

14.2.1.2 钻探设备及附属设施安装、拆卸与搬迁应按照DB37/T 1811和6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7执行。

14.2.1.3 钻探机场用电以及防风、防雷电、防洪、防汛、防寒、防火等应参照AQ 2004、DZ/T 0227、DB37/T 1811执行。 14.2.2 钻探施工安全规定

14.2.2.1 钻探施工包括钻进过程中以及升降钻具、使用活动工作台、孔内事故处理过程中的安全管理应参照AQ 2004、DZ/T 0227、DB37/T 1811和7.4执行。

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14.2.2.2 在高温、高压热储和含油气层地区施工，应提前做好压井准备，做好监测、预报，及时采用相应密度的钻井液循环压井。若压井失效，应立即关闭防喷器，然后根据具体情况分别采取措施，防止发生井喷。 14.2.3 酸化洗井安全规定

a） 进行酸化洗井的操作人员，应配戴好防护用具； b） 储酸容器应采用密封严密的酸罐；

c） 采用泥浆泵压酸，应提前认真检修好泥浆泵及管路；

d） 压酸前应先压入2m～3m清水，检验泥浆泵运转、上水情况及管路、钻具通水是否正常；

e） 压酸前应将钻机及其周围怕腐蚀的器具盖好或搬走；

f） 向孔内送水正常后，可将泥浆泵吸水管接到酸罐上向孔内压酸，并一次性连续将酸压完，然后送入清水，将泥浆泵、管路及钻杆内的酸液全部压出。 14.2.4 液态二氧化碳洗井安全规定

a） 盛装液态二氧化碳的钢瓶颜色标识应符合GB 7144的规定，并按规定做了定期检查和试压；

b） 钢瓶和输送管汇、管道、控制阀、安全阀、压力表等应密封性能良好，并具有足够强度，耐压强度不应小于10MPa；

c） 钢瓶和操作人员应离开井口20m～30m，同时对机场内设备、器具进行必要防护； d） 钢瓶在搬运时应预防冲击，存储时应预防暴晒。 14.2.5 机台安全生产管理制度

地热钻探机台应建立、健全安全生产岗位责任制度、交接班制度、班前班后会制度、机务和班务会议制度、安全检查制度、应急管理制度等，可参照DZ/T 0227执行。 14.3 健康管理

14.3.1 钻探施工机台应配备应急药箱，并根据施工地域和季节特点配备相应的内服药、外用药和基本医疗用品。

14.3.2 应按照单位卫生保健制度规定，定期为员工进行健康检查。

14.3.3 员工宿舍、食堂应干净整洁，餐具应进行消毒，不得食用不明和变质食物，应有防鼠、防蝇、防蚊措施。

14.3.4 应保持个人卫生和健康的生活习惯，经常洗澡换衣，按时作息，防止流行病发生。 15 环境保护 15.1 基本规定

15.1.1 机台应当遵守国家有关环境保护的法律规定，采取措施控制作业现场的水、泥浆、岩心以及噪声、振动对环境的污染和危害。

15.1.2 井位确定后，应对机场周围的水文地质、植被、地貌、人文环境等进行调查，按照有关法律、法规规定和要求，采取必要措施达到环境保护的标准和要求。

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15.1.3 修建钻井液循环系统应尽可能配备铁皮或塑料箱槽，需要挖掘泥浆池或循环槽时，底部应做防渗垫层，厚度不小于10cm。

15.1.4 机场应挖掘废液池，将施工过程中产生的废泥浆、生活污水等排到废液池内。 15.1.5 施工中使用有放射性的仪器应由持证人员操作。

15.1.6 放射源的保管、使用、进出、处理应由持证人员控制，并在保管、使用区域设置醒目标志，避免造成其他人员伤害。 15.2 施工期间环保要求

15.2.1 配制钻井液应选用无毒或低毒化学处理剂。

15.2.2 钻井位于农田、湖泊、河流、水源地等或居民区附近时，不得使用铁铬木素磺酸盐、CaCl2、NaCl、红矾等污染环境的化学处理剂，宜采用无毒高分子聚合物和含钾类材料替代。 15.2.3 应将施工中产生的机械废液、循环系统废液等引入废液池，并用石膏、石灰或水泥等进行固化、无害化处理，不得直接排放。

15.2.4 设备安装牢固，减少噪声。在居民集中区进行强噪声作业时，应安装隔音带和消声装置，并到有关主管部门备案。

15.2.5 噪声等效声级超过70dBA时，作业人员应配带耳塞等防护用品。对受噪声影响较大的人员应定期体检。

15.2.6 洗井或抽水试验时，应做好地热水的排放处置工作，防止对环境的污染。 15.2.7 采用空气潜孔锤钻进时，井口应安装捕尘装置，现场作业人员应配备防尘器具。 15.3 终孔搬迁环保要求

15.3.1 终孔后，应对废液池中的废浆、淤泥等用石灰、石膏或水泥等进行处理。 15.3.2 应对钻井过程中产生的岩屑进行无害化处理。

15.3.3 机场废弃油料和包装、塑料等生活垃圾，应统一收集后进行焚烧或掩埋。

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附录A (资料性附录)

地热钻探工程技术设计编写提纲

A.1 工程概况

A.1.1 基本概况（概述工作区域范围、交通状况施工条件,地热井位置、性质及钻探工程量，附《区域交通位置图》）。 A.1.2 区域地热地质条件（概述区域地质、水文地质、地热地质条件，详细阐述场区地层、热储位置及类型）。 A.2 钻探工程质量要求

A.2.1 地质设计要求（地热井开孔与终孔最小直径、水量、水温、岩样采取、地热水文简易观测、物探测井、地热抽水试验等）。

A.2.2 钻探设计要求（钻井与成井结构、井身质量、校正井深、止水固井、原始记录等）。 A.3 钻探技术装备与材料选择

A.3.1 钻探装备（钻探施工用设备、仪器的类型、规格、数量要求）。 A.3.2 钻探钻具（钻探施工所用各种钻具名称、规格、数量及质量）。

A.3.3 钻探施工材料（详述各种钻井设备配件、钻井液材料、止水固井材料的名称、规格、数量及质量要求等）。

A.3.4 成井管材（详述井壁管、过滤管、沉淀管名称、规格、数量及质量要求等）。 A.4 施工布署与施工进度计划

A.4.1 施工布署（叙述整个施工过程自开始至结束的布置：接受任务→ 编制施工设计→施工准备→组织施工人员→设备进场→施工技术质量管理→工程质量验收→资料整理归档，包括施工设备、道路、材料、供水、供电、排水、施工场地安排等）。

A.4.2 施工进度计划（主要施工过程时间安排：施工准备、设备安装、钻井、测井、成井、抽水试验、资料整理等）。 A.5 钻探施工工艺

A.5.1 钻探工艺（详述修建基座与设备安装、钻井液循环净化系统的设置与要求、各种地层钻进方法、钻进工艺、钻井液的选择与管理等工艺技术要求）。

A.5.2 成井工艺（详述测井、下管、止水固井、洗井、抽水试验等工艺技术要求）。 A.6 钻探技术与质量措施

A.6.1 钻探技术措施（依据地层情况详述：新技术工艺措施、井内事故预防措施、提高效率的方法）。

A.6.2 钻探工程质量保证措施（详述防斜、下管与止水固井等质量控制措施）。 A.7 施工组织管理（钻井施工组织、运行体系及项目组织结构）。

A.8 安全环保技术措施（机场内的安全防护、施工过程中的安全规定、五防措施、机场管理制度、现场文明施工规定、环保要求及措施等）。

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附录B (资料性附录)

地热钻探工程技术报告编写提纲

前言（项目的工程性质、目的、施工工期、完成的工程量等） B.1 概况

B.1.1 地热井地理位置及施工条件

B.1.2 区域地热地质条件（概述区域地质及水温、地热地质条件和布井依据） B.1.3 钻探技术装备、仪器、工具（型号、规格、数量、技术参数等） B.2 钻井工艺

B.2.1 成井结构（完工地热井实际结构图）

B.2.2 钻探工艺（阐明采用的钻进方法、钻井工艺、钻井液等）

B.2.3 成井工艺（阐明物探测井、泵室段、技术套管、过滤管、下管方法、止水固井方法等）

B.2.4 钻探新工艺、新方法

B.2.5 钻探技术措施（主要是解决施工难题的技术措施） B.3 地热井工程质量 B.3.1 钻探工程质量保证措施

B.3.2 钻探工程质量评述（包括设计要求和达到的指标） B.4 钻井地质

B.4.1 物探测井（测井、录井资料及分析）

B.4.2 热储的水文地质特征（简述热储类型、补给来源、矿化度、水化学类型、温度、流量等）

B.4.3 可采资源计算与评价（简述井流试验及其成果分析、可开采量及放热量的计算、开采影响区内单位面积的可采热储存量的估算、地热井保护范围及合理井距的确定） B.4.4 地热水质量与环境影响评价（简述地热水水质分析成果、水质评价、腐蚀性评价、地热水开发对环境影响评价、地热资源开发前景分析） B.5 结论与建议

B.5.1 结论（达到的主要目的、技术成果、成功经验、存在的主要问题及教训等） B.5.2 建议（对地热井开采利用以及对地热水不宜直接排放，应进行水质处理的建议等） 附件 （附图、附表：综合测井曲线图、钻井地质综合图表、地热井试验综合图表、水质分析报告表、地热井质量验收书）

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附录C （资料性附录）

常用钻杆基本参数及尺寸

钻杆直径 mm（in） 内径 mm 壁厚 mm 公称质量 kg/m 接头代号 NC31（2/8IF）-22X 73.0（2/8） 54.6 77接头 外径 mm 104.8 104.8 111.1 127.0 127.0 127.0 161.9 161.9 161.9 161.9 165.1 168.3 内径 mm 50.8 50.8 41.3 65.1 61.9 54.0 95.3 95.3 68.9 88.9 82.6 69.9 9.19 15.51 NC31（2/8IF）-22G NC31（2/8IF）-22S NC38（3/2IF）-32X 17788.9（3/2） 70.2 19.35 19.84 NC38（3/2IF）-32G NC38（3/2IF）-32S NC50（4/2IF）-52X 111114.3（4/2） 97.2 18.56 24.76 NC50（4/2IF）-52G NC50（4/2IF）-52S NC50（4/2IF）-62X 111127.0（5） 108.6 9.19 29.08 NC50（4/2IF）-62G NC50（4/2IF）-62S 1134

附录D （资料性附录）

常用钻铤型号及主要参数

钻铤类型 NC38—50（3/2IF） NC44-60 NC46-62(4IF) NC50-70（4/2IF） NC56-80 NC61-90 11外径 mm 127.0 152.4 158.8 177.8 203.2 228.6 内径 mm 57.2 57.2 71.4 71.4 71.4 71.4 长度 m 9.15 9.15 9.15或9.45 9.15或9.45 9.15或9.45 9.15或9.45 公称质量 kg/m 79.0 123.7 111.8 163.9 223.5 290.6 上扣扭矩 kN2m 最小 最大 12.50 31.50 31.50 43.50 65.00 92.00 13.50 35.00 35.00 48.00 71.50 101.00 注：IF—内平接头，NC—数字型接头。 35

附录E （资料性附录） 三牙轮钻头型号选择

钻 头 类 型 适用地层 系 列 分 级 普通 滚动 轴承 空气冷却滚动轴承 钻头结构特征和代号 滚动 轴承 保径 密封 滚动 轴承 密封滚动轴承保径 滑动密滑动密封封轴承 轴承保径 岩 性 1 2 3 4 5 6 7 1 111/111P 113/113P 114P 115P 116P 117P 低抗压强 2 121/121P 123/123P 124P 125P 126P 127P 1 度，高可钻 3 131/131P 133/133P 134P 135P 136P 137P 性的软地层 4 1 211/211P 213/213P 214P 215P 216P 217P 高抗压强 2 铣齿2 度的中到 钻头 3 中硬地层 4 241/241P 243/243P 244P 245P 246P 247P 1 半研磨性 2 321/321P 323/323P 324P 325P 326P 327P 3 或研磨性 3 地层 4 1 低抗压强度，2 4 高可钻性的3 435P 437P 极软地层 4 1 515P 517P 低抗压强度2 5 的软到中硬3 535P 537P 地层 4 1 615P 617P 镶齿高抗压强度2 6 钻头 的中硬地层 3 635P 637P 4 1 半研磨性或2 7 研磨性硬地3 735P 737P 层 4 1 高研磨性的2 8 极硬地层 3 835P 837P 4 注1：第一位字码为系列代号，1～8表示八个系列，1～3为铣齿钻头，4～8为镶齿钻头，同时表示所适用的地层。 注2：第二个字码为岩性级别代号，用1～4分别表示在第一位字码表示的钻头所适用的地层中从软到硬四个级别。 注3：第三位字码为钻头结构特征代号，用1～7表示钻头轴承及保径特征。 注4：第四位为钻头附加结构特征代号，用以表示前面三位数字无法表达的特征，用英文字母表示。 36

附录F （资料性附录） 地热井常用井管选择

规格 钢级 mm（in） 壁厚 mm 内径 mm 带螺纹和接箍 mm 标准接 通径 箍外径 124.1 153.7 122.6 153.7 121.1 153.7 124.1 153.7 122.6 153.7 121.1 153.7 121.1 153.7 118.2 153.7 121.1 153.7 118.2 153.7 121.1 153.7 118.2 153.7 160.8 194.5 158.5 194.5 156.2 194.5 160.81 194.5 158.5 194.5 156.2 194.5 158.5 194.5 156.2 194.5 153.9 194.5 158.5 194.5 156.2 194.5 158.5 194.5 156.2 194.5 222.6 269.9 220.5 269.9 222.6 269.9 220.5 269.9 220.5 269.9 220.5 269.9 220.5 269.9 251.3 298.5 248.8 298.5 251.3 298.5 248.8 298.5 246.2 298.5 246.2 298.5 316.5 365.1 313.9 365.1 316.5 365.1 311.4 365.1 311.4 365.1 挤毁 压力 MPa 21.5 27.9 33.9 21.5 27.9 33.9 41.6 58 43.3 60.9 43.3 60.9 15.7 22.5 29.8 15.7 22.5 29.8 25.9 36 46.4 26.4 37.3 26.4 37.3 13.9 17.7 13.9 17.7 20.6 21.3 21.3 10.9 14.4 10.9 14.4 22.2 22.2 7.8 10.6 7.8 15.3 15.6 管体 屈服 强度 kN 988 1103 1215 998 1103 1215 1655 1944 1766 2073 1766 2073 1406 1628 1846 1406 1628 1846 2220 2518 2821 2367 2687 2367 2687 2509 2803 2509 2803 3822 4075 4075 2799 3181 2799 3181 5183 5183 3795 4280 3795 6487 6923 公称 质量 kg/m 20.83 23.07 25.32 20.83 23.07 25.30 25.30 29.76 25.30 29.76 25.30 29.76 29.76 34.23 38.69 29.76 34.23 38.69 34.23 38.69 43.16 34.23 38.69 34.23 38.69 53.57 59.53 53.57 59.53 59.53 59.53 59.53 60.27 67.71 60.27 67.71 75.90 75.90 81.11 90.78 81.11 101.20 101.20 容积 3m/m 0.013 0.012 0.012 0.013 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.012 0.021 0.021 0.020 0.021 0.021 0.020 0.021 0.020 0.019 0.021 0.020 0.021 0.020 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.051 0.050 0.051 0.050 0.049 0.049 0.081 0.079 0.081 0.078 0.078 J-55 6.2 127.3 J-55 6.99 125.7 J-55 7.72 124.3 K-55 6.2 127.3 K-55 6.99 125.7 7.72 124.3 139.7 K-55 1（5/2） C-75 7.72 124.3 C-75 9.17 121.4 L-80 7.72 124.3 L-80 9.17 121.4 N-80 7.72 124.3 N-80 9.17 121.4 J-55 6.91 164 J-55 8.05 161.7 J-55 9.19 159.4 K-55 6.91 164 K-55 8.05 161.7 K-55 9.19 159.4 177.8 C-75 8.05 161.7 （7） C-75 9.19 159.4 C-75 10.36 157.1 L-80 8.05 161.7 L-80 9.19 159.4 N-80 8.05 161.7 N-80 9.19 159.4 J-55 8.94 226.6 J-55 10.03 224.4 K-55 8.94 226.6 244.5 K-55 10.03 224.4 5（9/8） C-75 10.03 224.4 L-80 10.03 224.4 N-80 10.03 224.4 J-55 8.89 255.3 J-55 10.16 252.7 K-55 8.89 255.3 273 3（10/4） K-55 10.16 252.7 L-80 11.43 250.2 N-80 11.43 250.2 J-55 9.65 320.4 J-55 10.92 317.9 339.7 K-55 9.65 320.4 3（13/8） C-75 10.92 315.3 L-80 10.92 315.3 注：上述井管执行API标准。 37

附录G （资料性附录） 塔基承载力计算

G.1 塔基承受的实际压力

式中：

Q实—塔基承受的实际压力的数值，单位为千牛（kN）； Q0—钻塔最大负荷的数值，单位为千牛（kN）； QB—钻塔重量的数值，单位为千牛（kN）；

....................... （G.1） Q实?n?Q0?QB

n—动负荷系数，一般取1.5～2.0。

G.2 天然地基能承载的安全压力

式中：

Q安—天然地基能承载的安全压力的数值，单位为千牛（kN）；

P抗—天然地基安全抗压强度的数值，单位为千帕（kPa）（见表G.1）；

Q安?P抗?S?r ....................... （G.2）

S—基台木承压面与地基接触的总面积的数值，单位为平方米（m）； r—基台木与地基接触不平衡系数，一般取0.5～0.6。

2

G.3 塔基承载力安全条件

若Q安?Q实，塔基安全；否则，要进行加固处理。

表G.1 各类岩土安全抗压强度表

单位：kPa 岩土类型 需爆破尚能挖出的页岩及中等岩石 以镐头不易挖动的胶结砂岩及砾岩 以镐头不易挖动的软岩石及崩散的矿石 以镐头能挖动的致密砂岩及砾岩 以镐头能挖动的硬黏土 粗砂岩及砾岩 松中、粗砂岩及细的致密砂岩 用铁锹可以挖动的中等黏土 细松砂岩 软黏土 956.2～143 1.8 764.9～956.2 477.6～956.2 477.6～573.7 382.5～477.6 382.5～477.6 286.4～382.5 191.2～382.5 96.1～191.2 143.2 抗压强度 注：当天然地基土不均匀或其它特殊情况时，应采用钎探、标贯等简要勘察手段来确定机场地基承载力。 38

附录H （资料性附录）

塔基混凝土基础尺寸计算

H.1 基础压力 H.1.1 基础面上的压力

式中：

Q基—基础面上的压力的数值，单位为千牛（kN）。 H.1.2 土地面上的压力：

Q地?Q基?W .......................... (H.2)

Q基?n?Q0?QB ......................... (H.1) 4式中：

Q地 —土地面上的压力的数值，单位为千牛（kN）； W—基础重量的数值，单位为千牛（kN）（常忽略不计）。

H.2 基础尺寸 H.2.1 基础顶面积

A1?Q基R ............................ (H.3)

式中：

2

A1—基础顶面积的数值，单位为平方米（m）；

R—混凝土抗压强度的数值，单位为千帕（kPa），通常为281kPa。

H.2.2 基础底面积

A2?Q基 ............................ (H.4) P式中：

2

A2—基础底面积的数值，单位为平方米（m）； P—地基土安全抗压强度的数值，单位为千帕（kPa）。

H.2.3 基础高度

H=（A2-A1）?Q基4A2?A1?f ......................... （H.5）

式中：

H—基础高度的数值，单位为米（m）；

f—混凝土抗剪切强度的数值，单位为千帕（kPa），通常为351kPa。

39

附录I （资料性附录） 浮力下管法有关计算

I.1 井管在内“真空”状态时，井管壁厚计算

式中：

Pc—极限挤压力的数值，单位为兆帕（MPa）；

Pc?3.3?1052 ....................... （I.1）

(D/?)(D/??1)； D—管材外径的数值，单位为毫米（mm）； ?—管材壁厚的数值，单位为毫米（mm）其中：

（1）极限挤压力Pc?0.01??gL 式中：

； ?—钻井液密度的数值，单位为克每立方厘米（g/cm）

，一般情况下g=9.8 m/s； g—重力加速度的数值，单位为米每二次方秒（m/s）； L—封闭井管沉入钻井液的总长度的数值，单位为米（m）（2）允许挤压力[Pc]?式中：

[Pc]—允许挤压力的数值，单位为兆帕（MPa）；

2

2

3

Pc na，n?3.5；n—安全系数。由管材的抗拉强度?B确定，当?B?500MP时

500MPa??B?700MPa时，n?2.5；?B?700MPa时，n?2。

I.2 应用浮力下管法时，浮力塞（板）的安装深度计算

式中：

； F—封闭井管段浮力的数值，单位为千牛（kN）I.3 应用浮力下管法时，浮力塞（板）厚度计算

式中：

； T—浮力塞（板）厚度的数值，单位为厘米（cm）

； R—浮力塞（板）的有效半径的数值，单位为厘米（cm）

[?μ]—浮力塞（板）安全弯曲应力的数值，单位为兆帕（MPa）4/μ，[?]μ??＃

L?F ........................ （I.2）

2.5??D2?g7.5?10?3??gLR2 ..................... （I.3） T?[?μ]；

?μ—弯曲应力的数值，单位为兆帕（MPa），一般45钢为430MPa、Q235钢为350MPa 、

铸铁为300MPa。

40

附录J （资料性附录） 卡点深度测算公式

J.1 当井内为同一种钻杆类型时，卡点深度计算

式中：

； L—卡点以上钻杆长度的数值，单位为米（m）

，取20.6310MPa； E— 钢材弹性模量的数值，单位为兆帕（MPa）； A—钻杆横截面积的数值，单位为平方厘米（cm）； ?L—钻杆连续提升时的绝对伸长量，单位为厘米（cm）

F—钻杆连续提升时超过自由悬重的平均拉力的数值，单位为千牛（kN）。

2

4

L?EA?L .......................... （J.1） 103FJ.2 井内为复合钻具时，卡点深度计算

J.2.1 通过大于钻具重量的实际拉力，量出钻具总伸长量?L（宜多拉几次，使之更加准确，用平均法算出?L）。

J.2.2 计算在该拉力作用下，每段钻具的绝对伸长量（假设有三种钻具）：

L1F?????L1? ........................ （J.2）

EA1L2F?????L2? ........................ （J.3）

EA2L3F?????L3? ........................ （J.4）

EA3式中：?L1、?L2、?L3—在拉力F下的绝对伸长量，单位为厘米（cm）；

L1、L2、L3—每种钻具的长度的数值，单位为米（m）；

A1、A2、A3—每种钻具的截面面积的数值，单位为平方厘米（cm）。

2

J.2.3 分析?L与?L1+?L2+?L3值的关系：

若?L??L1+?L2+?L3，说明卡点在钻头上； 若?L??L1+?L2，说明卡点在第三段上； 若?L??L1，说明卡点在第二段上； 若?L??L1，说明卡点在第一段上。 J.2.4 计算?L??L1+?L2的卡点位置：

a） 计算?L3

b） 计算L3?

L3??EA3?L3 ......................... （J.6） 103F?L3=?L?（?L1??L2） ...................... （J.5）

41

式中：L3?—第三段没有被卡住部分的长度的数值，单位为米（m）。 c） 计算卡点的深度

J.2.5 其它情况可类推。

L?L1?L2?L3? ........................ （J.7）

42

参 考 文 献

[1] 赵金洲，张桂林.钻井工程技术手册.北京：中国石化出版社，2005.

[2] 赵国隆，刘广志，李常茂.勘探工程技术.上海：上海科学技术出版社.2003. [3] 耿瑞伦，陈星庆.多工艺空气钻探.北京：地质出版社，1985.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8xrx.html