商业银行地热井施工设计方案

'商业银行地热井施工设计方案邯郸伟业地热开发有限公司 施工组织设计方案（一）编制依据1、开封市商业银行地热井工程技术规范。2、对施工现场实地考察。3、有关国产进口设备的性能及台班定额。4、国家水利部颁发的施工规范、机井设计规范、验收规范。5、开封市水文地质条件。6、施工经验及地质资料。（二）施工组织设计方案1、工程概况开封市商业银行地热井工程设计成井深度1600m，根据开封地质资料及经验，预测该井出口水温≥60℃、水量≥50t/h。开采的目的层为上第三系馆陶组（Ng）热储层。2、地质概况：开采地层依次顺序：第四系（Q4）、上第三系明化镇组（Nm）、上第三系馆陶组（Ng）。第四系（Q4）：埋深0-230米左右。由黄河冲击沉积形成的地层，主要以流沙、细砂为主，地层空隙度大，较松散，赋水性大水量相当丰富，但水质较差。上第三系明化镇组（Nm）：埋深230— 1600米左右，厚度1370米。地层由灰黄、棕黄色粘土，棕红色泥岩与浅棕色、白色砂岩、细砂岩、砾砂岩堆积形成的互层。其中砂岩分布密度大，砂岩厚度分布均匀，粒径较大，赋水性好。上第三系馆陶组（Ng）：埋深1600—2200米左右，厚度约600米。地层由棕红、紫色、紫红色泥岩与灰白色粉砂岩、细砂岩互层，中部及底部夹浅棕红色泥灰岩薄层，砂岩上部为红色和棕色，下部以白色为主，以细砂岩居多，层数增多，底部地层胶结严密钻进速度较慢。上第三系馆陶组（Ng）是该工程开发目的层，该地层具有水量丰富，水温高、易开发、利用价值高等特点。3、井孔及井管结构设计（1）、井孔结构设计：0—260米为Φ550mm孔径；260—1600米为Φ400mm孔径。（2）、井管结构设计：0—250米为Φ273×8mm的无缝钢管；250—1600米为Φ140×6mm的无缝钢管。井管的连接方式为管箍焊接。滤水管的设计：滤水管的型号为Φ140×6mm孔式缠丝滤水管。井孔及井管结构设计示意图（见附图一）（3）、止水方式：为了确保上下水层不被串通，我们设计五级进行止水，止水材料选用高粘度机制粘土球，每次止水厚度不小于20米，最下部的止水厚度不小于30米，这也是保证该井水温的重要条件。（附图一）井孔及井管结构设计示意图 Φ550mmΦ273mm250米260米1300米假设Φ450mmΦ140mm1650米1350米粘土球止水砾料取水段4、施工人员配置及本工程管理组织机构 我公司在人员配置上做了精心安排，人员定额25人，全部是具有初级职称以上的并且熟悉开封水文地质的技术人员，人员管理配备见下表：（1）、拟用于本工程主要施工人员配置—览表名称姓名职务职称主要资历、经验及承担过的工程项目一、安检质督小组1．组长冯红喜总经理工程师参与北京、邯郸、开封、安阳、洛阳、天津等地热井的水文评价及开发利用。2、副组长王峰副总经理高工参与北京、豫北、豫东、邯郸等地地热井测量与成井工艺的研究。3、副组长刘培忠副总经理高工参与北京、河南、邯郸地热井水资源普查及成井工艺的研究。二、生产项目部1、项目经理冯永军生产经理工程师参与北京、豫北、开封、洛阳南、沧州西部地热异常区地热井的钻探及成井工艺的研究，特别在超深井的成井工艺上具有独到之处。2002年—至今，从事项目经理5年。2．钻机机长尹献涛队长工程师参与研究邯郸、开封、安阳地热井的钻探及成井工艺研究。2004年—至今，从事钻机机长3年。3．质量管理姬振河副队长工程师参与北京、洛阳基岩性地层、河南开封平原区松散地层地热井的地质研究与钻探。2004年—至今，从事质量管理3年。4．安全管理张社平副队长助工参与开封、洛阳、河北中南部地热资源钻探和利用及生产材料的采购。2005年—至今，从事材料管理2年。5．泥浆管理李海亮泥浆员技术员参与开封、邯郸、天津、安阳等地热井钻探及泥浆性能的研究和配置。2004年—至今，从事泥浆管理3年。6.安全供电管理张全生电工技术员参与洛阳、开封、沧州等地热井钻探及对高压安全用电的管理工作。2003年—至今，从事安全供电管理4年。7.文明施工管理冯金路司钻助工参与开封、河北中南部地热资源钻探，2005年—至今，从事文明施工管理2年。 （2）、本工程管理组织机构示意图如下：司钻副机长机长项目经理泥浆技术员生产项目部公司安检质督小组供电管理员生产安全员材料供应科本工程实行项目经理责任制，项目经理负责施工组织设计及施工具体方案，报主管生产项目部审核，经公司安检小组审批后，由项目经理具体负责施实。5、工期计划本工程自设备进场到工程验收竣工,工期45天，具体时间安排如下：①做基础、设备进场、安装调试设备8天②钻孔结束30天③终孔测井2天 ④翻浆、井管运输、焊管、下管7天⑤洗井、抽水、验收8天6、施工对场地、用水、用电的要求针对该项目我公司在钻机设备和人员上做了精心的安排，投入GZ-2600型钻机、NBT—500型泥浆泵，需要施工现场面积50m×30m；施工用水每小时不少于30m3；机械设备用电总功率260KW，所以需要配备一台容量不小于300KVA的变压器，请招标单位在项目实施前准备就绪。7、施工工艺技术措施技术交底接通水源、电源修建泥浆池做基础、设备进场组装钻机、试运转申请开工报告开孔备下井物料测井翻浆组焊滤水管排井管顺序、校核长度下井投料、止水、回填准备相关验收资料验收 （1）技术措施交底工程项目经理组织钻机全体人员，在工程准备期召开技术交底会议，讲明注意事项以及每道工序的具体操作要求，布置生产任务和安全生产措施。（2）做基础的技术措施：做基础前将地面平整、夯实。基础为四道，混砖结构。第一道基础宽度要求不低于135cm，第二道基础宽度要求不低于75cm，第三、四道基础宽度要求不低于50cm，高度以6砖为宜，表面高差不超过0.5cm。（3）设备组装及调试技术措施：设备组装，各连接处要按规定安装螺栓，安装螺栓时要对称、均匀、紧固。钻塔竖起时，前面要打好风绳，风绳与地面的夹角以45º为宜，地锚管埋深不小于1.5米。钻塔竖起后，对其垂直度及底盘的平整度进行校正，保证天滑轮中心、游动滑车中心、转盘中心在同一条铅直线上，保证转盘基痤水平。在组装钻塔同时，要接通电源、水源，修建泥浆池。电源线路的架设及与用电器的连接，必须在电工指导下进行，线路架设及连接，必须做到安全、规则。施工用水源一般不小于每小时20m3。泥浆池修建两个，体积各为20m3及50m3。循环槽的长度不于30米。一切正常后下井口护筒，井口护筒用水泥浆封固，必须保证井孔口的稳定。（4）、钻孔技术措施： 本井钻孔设计为“二开”。“一开”用Φ311mm刮刀钻头钻至1000米左右，1000—1850米采用Φ311mm牙轮钻头钻孔，具体钻具组合为塔式钻具结构：Φ311mm刮刀钻头(牙轮钻头)+Φ203钻铤4根+Φ178钻铤8根++Φ127钻杆+方钻杆。钻进中对钻压的要求：1000米以上地层采用0—6T以内的钻压值钻孔；1000米以下地层采用13.5—18T以内的钻压值钻孔。一般情况不用6T—13.5T钻压值钻进。钻进中对泥浆液的要求：本工程500米以上地层采用自然造浆方式，500米以下地层采用化学泥浆方式。化学泥浆的具体调配由泥浆技术员指导进行。使用的泥浆液保持一定的切力、携岩能力。正常打钻期间泥浆粘度应控制在20—24s。钻进中对记录及录井的要求：钻进中严格按班报表上的内容要求填写，书写整齐规范。岩屑录井1350米以上地层每10米取样一次，1350米以下地层做到每2米取样一次，如遇地层变化时加密取样次数，为了确保岩样捞取的准确度，每天核实泥浆泵的准确排量，计算岩屑的迟到时间，并通过实际实验来检测所计算的准确程度，准确后再对岩屑进行编录。为了使岩屑能准确的返到地面，在泥浆液上也要做相应的调整保证泥浆的粘度不低于20s，要具有一定的切力确保携岩能力，班报表及岩屑要妥善存档。对入井钻具的要求：钻具入井前，记录员必须亲自检查、丈量，按顺序编号，丈量其长度、接头内外径，并作好记录。 （5）、二开孔技术要求：上部扩孔用Ф450mm组焊牙轮钻头扩孔至260米。（6）、翻浆技术措施：翻浆钻具组合：为Ф311mm牙轮钻头+Ф280mm闯圈+Ф127mm钻杆+方钻杆。闯圈的两个撞圈外径为Ф280mm，翻浆钻具下至孔底后即开始循环钻井液进行翻浆作业。待钻井液中基本无大粒岩屑时，要适当加清水调整钻井液的比重及粘度，最终出井口钻井液粘度调至16s，无细粉砂即算合格。翻浆过程中要每间3分钟活动一次钻具，活动钻具以上下划眼为主，转动为辅，上下活动距离不低于10米。（7）、组焊滤水管及排列井管顺序的技术措施：翻浆的同时，即进行组焊滤水管作业。滤水管的位置应严格和测井资料中含水层的位置相对应，并按顺序编码，井管累计长度应和实际成井深度相符，误差不得超过1米。滤水管焊接时，每个焊口用焊条不少于两根，且要对称焊接两块规格为3×6cm的绑条，在每段滤水管两头要焊扶正器，扶正器的外径保持在Ф280mm，宽度要求4cm，有效长度25—30cm，材料用6mm的钢板加工而成。滤水管的包裹：滤水管包网前，应认真检查缠丝，用40目尼绒滤网包裹两层，要将滤网平坦无褶皱，然后用尼绒绳间隔2cm环形缠绕，尼绒网两头用12号铁丝打紧；每节滤水管在尼绒网外用四根宽度在2.5—3cm之间的竹片均布加固，用不低于12号的铁丝间隔30cm绑扎，在其两头要另加四块长为30cm的竹片加固。（8）、下井管技术措施 ①下管前要再次核时井管顺序，确保无误；②各岗位人员将各自所用工具备好，井口人员要将小道轨用铁丝连在牢固的地方；③本工程下管使用Φ273mm及Φ159mm吊卡，上吊卡时必须将吊卡上唇面顶住井管管箍下唇面，确保吊卡合牢；④井管提升，当游动滑车接近二层平台时，司钻要掌握提升速度，防止挂、碰二层平台；井管提升或下放时，严禁压绳操作；井管上扣时，要将丝扣上紧；井管提升时司钻要注意回放尺度，保证井管安全下放；⑤滤水管下放时，适当减慢下放速度，井口人员要仔细检查包网，发现有损坏的，要及时修补；当吊卡下放至离井口约1.5米左右时,井口人员要摆好道轨位置,并再次检查吊卡,发现异常及时通知司钻；⑥下管过程中，在安全悬重及不冒浆的情况下浮力塞的位置设在变管下头。浮力塞的厚度２mm，直径比井管内径小1—２mm，由新碳结构钢板加工而成。（9）、撞浮力塞、填砾料的技术措施井管下完后，将不用的工具及设备全部挪离现场，并打扫现场，然后下Ф73mm油管撞浮力塞，第一节油管下头必须安装撞尖，下油管前，记录人员必须算准浮力塞深度，并计算好下多少根油管，当撞尖距浮力塞约10m时，要通知司钻，注意下放速度，撞尖接触浮力塞后，要采取转动的方式，将浮力塞撞坏。，撞浮力塞前要备足水源，一旦出现冒浆现象，要及时往井孔内注水，不得发生水位下降现象。 浮力塞撞完，待冒浆现象消失后，即开始填砾料，填砾料前要将井管口护严，保证砾料不得进入管内。填砾料时要平稳、均匀，填砾料过程中，从井管内冒出的泥浆要外排，不得回流孔内，同时向孔内补充清水，钻台上必须由专人看管，井管外孔不缺水。（10）、止水技术措施根据测井成果图及岩屑情况确定止水位置，本工程最少进行五级粘土球止水，最下部的止水厚度不小于30米，上部的四级止水厚度不小于20米。这样可以保证各含水水系不被串通，确保了各水层水质不受改变，同时也确保了水温的要求。止水位置之间采用回填土进行密封，确保各水系无联系。（11）、工程验收准备相关成井资料，呈报水利行政主管部门及甲方，并组织相关工程技术人员进行工程竣工验收。8、确保工程质量的技术措施（1）、质量目标为满足招标文件要求的优良工程。（2）、质量保证措施：实行项目经理责任制度，开钻前由项目经理组织全体职工召开技术交底会议、对施工管理层的队长、副队长、技术员、质量员、泥浆员、材料员作为质量技术教育重点，每人根据自己的岗位制订出工作计划目标及注意事项。制定出确保工程质量的技术组织措施，充分调动全体职工的积极性，严格操作规程，争创优良工程。工程项目实行奖罚制度，树立质量是企业生命的思想。所有参与本工程人员必须统一服饰，持证上岗。制订质量岗位责任管理制度方案： a推行全面质量管理体系，运用科学的手段，实现“创优质，争第一”的目标。b建立内部工程监理制度，按规范要求配置专职质检工程师，并在具体施工中设立旁站员，形成上下相连的质量体系。c坚持实行“三工”、“三检”制度，使工程质量始终处于受控状态。“三工”，工前技术交底，工中检查指导，工后总结评比；“三检”，自检、互检、交接检。做到一次性100%的合格，不返工。d加强测量工作，提高检测手段，运用全自动数字测井仪等科学检测手段，准确测量井温、井径、井斜、电阻率、自然电位、自然伽玛等参数，保证工程达到设计要求。e成井管材、下井物料、泥浆材料等严格执行标准，没有出厂使用证或建设单位不认可的一律不用。f实行“榜样激励机制”，每班组、每工序评出高质量榜样标兵，对其进行现场奖励，激发员工的质量创优意识。g组织柴电双配套设备，并做好储水准备，防止施工突然停电、停水造成质量事故。h充分调查，了解开封地层地质资料，根据在周边地区施工经验，制定出切实有效的施工方案。i在泥浆配制使用，以及投放优质砾料的工作中应用新技术，推广新工艺，提高成井质量。9、确保安全生产技术措施（1）、安全生产措施： a严格按照施工规范和安全操作规程施工，在作业地点挂警告牌，严禁违章操作、野蛮施工。非工作人员不的随意进入施工现场，以确保人身安全。b项目经理部要有严密的安全监督体系，并经常对参施人员进行安全教育，提高安全意识，达到安全生产人人重视，人人有责。c专职安全员要认真做好安全监督工作，建立安全台帐，对进入施工现场的机械及参施人员进行安全教育。（2）、安全用电措施a非电工不得乱拉线，过路电缆应采取安全防护，用土埋好。b临时用电必须建立对现场的线路设施的定期检查制度，并将检查检验记录存档备案。c施工机具，车辆及人员应与内外线路保持安全距离，达不到规范规定的最小距离时，必须采取可靠的防护措施。d使用手动、电动工具必须戴好绝缘手套，穿绝缘鞋，工具的电源线、插头、插座应完好。e配电采用三相五线制的接零保护方式，其他项目也应采取相应的接地保护方式。（3）、施工机械安全防护措施a施工现场应有施工机械安装、使用、检测、自检记录，对施工机械加防护罩等措施。b项目经理部对各作业队签订安全生产协议。10、确保工期的技术措施 （1）、工期目标为五十天。（2）、机械设备使用GZ—2600型钻机施工，最大钻深3000米，该钻机扭矩大，转速高、钻进速度快，泥浆泵使用NBT—500型大水量、高泵压泥浆泵实现高压喷射钻进，这是确保工期的重要条件。（3）、搞好钻前教育，抓好职工培训，制定周密的人员物资调动计划。（4）、实行“项目经理责任制”施工，实行目标管理，建立岗位责任制，搞好内部经济承包，奖罚分明。（5）、严密施工组织，科学合理安排施工，主要工程项目实行网络管理，落实施工计划。（6）、采用先进的施工及测量设备，推进新的钻井工艺方法，提高施工生产力，确保工程如期完成。（7）、根据开封市的地质构造条件，我们决定上部1000米左右采用刮刀钻头钻进，下部1000米—1850米采用牙轮钻头钻进。（8）、制定施工进度计划图，精确到以天为单位，确保工程如期完成。11、施工现场总平面图泥浆循环池主机井位钻具泥浆池泥浆泵井管 井砂西大门12、施工进度计划图经对开封市金明池综合项目地热井工程的现场的考察，我施工单位认为以具备了施工条件。如果我公司能中标，接到招标单位中标通知后五日内组织人员进场做基础。我公司计划在2006年7月26进入施工现场；8月2日开钻，8月27日钻孔一开结束；8月29日测井结束；8月31日扩孔二开结束；9月6日翻浆下管结束，9月13日验收交甲方使用。具体施工进度计划见下图：工期日期分布名称12622732842953063171829310411512613714815916101711181219132014做基础、设备进场、安装调试钻孔一开结束终孔测井扩孔二开结束翻浆下管洗井验收工期日期分布名称21152216231724182519262027212822292330243125322633273428352936303731381392403 做基础、设备进场、安装调试钻孔一开结束终孔测井扩孔二开结束翻浆下管洗井验收工期日期分布名称4144254364474584694710481149125013做基础、设备进场、安装调试钻孔一开结束终孔测井扩孔二开结束翻浆下管洗井验收13、新技术、新材料、新工艺的应用河南开元房地产有限公司1800米地热井，是开封市目前最深的一眼地热井，井孔设计为裸孔二开结构，在加上开封第四系和上第三系地层松散属于黄河冲击形成沉积平原，所以在施工过程中存在埋钻和坍孔的风险，针对该情况我公司投入生产能力较大的设备并运用了新的成井工艺，实现高效安全施工。1、我们首次使用NBT—500高泵压、大排量泥浆泵，实现了高压喷射钻进方法，提高了钻进效率，避免了岩屑在井底重复破碎，同时也减少了裸孔状态时间，提高了井孔的质量。2、在钻进过程中，我们采用了优质化学泥浆，在自然浆液中添加了水解聚炳烯酸铵，磺化丹宁、聚炳烯晴钠盐等化学原料，这样即减少了井孔护壁程度，又使得井壁形成一层较为薄的泥皮， 预防了裸孔埋钻事故的发生。3、该地热井项目我们采用动水与静水相结合的方法进行投料，使砾料均匀就位于井底。砾料就位后，对地下水流入管内是一个过滤的关键环节，水中的细砂被拦截在砾料中，确保该井含砂量小于国家标准1/20000。再则投放砾料增大了孔内的汇水面积，，有利于地层涌水量的释放，并且预防了地层塌孔事故的发生。正本开封市金明池综合项目地热井工程（投标文件） 招标编号：2006—06—03招标人：河南开元房地产有限公司投标人：开封市豫东井业有限公司法人代表：编制日期：2006年7月15日副本开封市金明池综合项目地热井工程（投标文件） 招标编号：2006—06—03招标人：河南开元房地产有限公司投标人：开封市豫东井业有限公司法人代表：张社祥编制日期：2006年7月15日'