钻井的基本操作

(一)钻机的启动

1.启动前的检查和维护

1)检查并拧紧各部分的固定螺钉、连接螺钉和油管接头。

2)检查旋转系统是否完好,并添加润滑油或润滑脂。

3)检查齿轮箱、分动箱、减速箱和液压油箱的油量是否合适。

4)检查吊卡制动装置、摩擦离合器、钻机移动锁紧装置、液压控制机械和变速、换向、传递机构的功能是否可靠,各控制手柄是否灵活,位置是否正确。

5)将所有控制手柄和阀门放在正确的位置,手动转动机器或空载运转,检查所有部件的功能是否灵活可靠。

2.运行中的操作和维护

1)接合离合器时,一定要轻、匀、顺。

2)当操纵每个手柄进行变速、变向、转换或接合时,离合器必须置于分离位置。

3)卡盘必须均匀拧紧。

4)使用行星轮电梯时,禁止同时锁死左右制动器。

5)移动液压进给钻前,松开锁紧机构,清洁滑轨,并涂上润滑油。移动后锁定锁定机构。当液压进给钻不在前后极限位置时,严禁钻孔或起吊。

6)钻进过程中,应注意油压表和井底压力指示器的反应。当需要增大或减小孔底轴向压力时,应逐渐调整,不得突然改变。每个液压控制手柄不得同时使用。

7)随时注意机器各部是否有异常噪音,齿轮箱、回转器、立轴箱、轴承、轴套、油泵、油管、油箱是否超过热态温度(60℃左右)。

8)深孔作业时,带冷却装置的环必须按规定用冷却水冷却。寒冷天气下长时间停车时,应排干冷却水。

9)保持平台清洁,平台表面不得有泥土、沙子或其它杂物。

(2)提升钻具

提升钻具一般分为几个过程,即提升钻具、下放钻具、制动钻具和微动。

1.提升钻具前的检查

1)检查电梯制动器的制动力和松动程度是否合适,皮带和滚筒的同心度是否一致,制动时受力是否均匀。如果没有的话,那时候就应该调整了。

2)检查换档手柄和转换手柄的位置是否合适。换档手柄不应置于倒档位置。

3)要提升活动钻杆,首先松开卡盘。操作吊卡前,联系塔上和井口人员。人离开电梯时,一定要把制动器刹紧,同时用棘爪夹住棘轮。

2.提起钻具

按下提升刹车,同时松开刹车,滚筒转动缠绕钢丝绳,从而提升钻具。

起吊时要注意,如果是起吊孔内的钻具,操作者要注意孔口,一旦起吊钻具的下接头从孔口露出,要立即刹车。防止意外碰撞塔上的物体。如果提升空电梯,视野应随电梯上升,提升到要求高度时立即制动。同时要防止电梯撞上塔上的栏杆,掀翻天车。

3.下放钻具

同时,提升制动器和制动制动器被释放,使得行星轮制动盘和滚筒处于自由状态。由于钻具的自重,滚筒反转松开钢丝绳,从而实现钻具的下放。钻具下降时,操作者的视线要随吊卡一起下移。

4.刹车钻具

松开提升刹车,同时按下刹车刹车,钻具被刹车,提升停止。刹车时,除紧急情况外,不要突然刹车,要提前按下手杆,慢慢逐渐加大力度。

5.微操作

利用提升和制动的联合作用,可以在短时间内实现提升、制动和下降的连续动作。在钻井生产中,有很多情况(如打捞岩心、处理钻杆断裂事故等。)需要这个操作。

点动运行时,不要同时制动两个制动器,否则会损坏零件。

(3)启动泥浆泵

1.开始前的检查

1)检查各部件和螺丝的连接是否牢固。

2)检查吸入管和高压管的连接及各部垫片、阀门、阀座是否紧固。

3)检查莲蓬头是否堵塞,阀门和阀座是否紧固。淋浴喷头应距离水源箱底部0.3m以上。一般情况下,吸水高度不得超过3m。吸入管不得急剧弯曲。

4)检查拉杆挡泥板和塞压盖是否紧固。

5)检查变速箱、曲轴箱及润滑部位的润滑油是否合适,密封部位是否密封良好。

6)检查离合器和传动机构的功能是否灵活可靠。

7)检查安全阀、三通水门和卸荷阀是否好用。

8)手动转动机器,检查传动部件是否正常可靠。

9)检查滑轮的旋转方向是否与箭头所示方向一致。

2.运行中的操作和维护

1)将三通水门或卸荷阀置于回水位置,平稳启动泥浆泵,运转正常后将冲洗液泵入孔内。

2)注意运转时机器不同部位有相同的声音;排水是否均匀;是否有漏气、漏水、漏油现象;注意压力表的工作情况。

3)陶瓷柱塞泥浆泵,柱塞应冷却良好,密封圈松紧适度。

4)换挡时,换挡前必须切断电源。

5)停泵前,将三通水门或卸荷阀转到回水位置。

6)保持泵体清洁。

7)在寒冷、冰冻地区长时间停车时,必须将泵体、管道、喷淋头内的冲洗液清洗干净并排出。

(4)正常钻井

按照事先选定的合理钻井技术参数进行钻井。钻进过程中,钻孔内无异常情况,各种机械设备运转正常,称为正常钻进。

(5)岩(土)芯取

由于不同岩土层的物理力学性质不同,取芯的难度和质量也不同。因此,必须根据岩土层的具体情况,正确选择取芯方法、取芯工具和作业工艺。根据岩土层类型,选择取芯方法和工具,如表4-3所示。

1.提高单管取芯质量的措施

1)钻井技术参数的合理选择和操作技术的正确掌握。

2)正确选择取心(样)方法,注意掌握操作技术。

3)平稳缓慢上提钻具,防止岩心(样品)脱落。

2.双管取心钻具的合理使用

(1)单动双管钻具

其主要特点是具有单作用装置,避免了机械作用对岩心(样品)的损伤。一些单作用双管钻具还分别配有防震、防污染、防脱落和取芯装置。因此,可以提高岩心取样质量。

表4-3根据岩土层类型选择取芯方法和工具

(2)双动双管钻具

其主要特点是避免了冲洗液对岩、土样的直接冲刷,岩、土样不受钻柱内水柱压力的影响,因此可以保证较好的岩、土样质量。

3.根据项目需要,采用取样器进行取样。

为了保证取样质量,除了选择合适的取样器和取样方法外,还应注意以下几点:

1)准确掌握采样层位、层厚和顶底板位置。如果在厚度为1m的粘土层中取样,则应根据需要将土层压入约450mm。取样方法有两种:一是保险起见,可在距顶板0.3~0.8m的距离取样,即在此层位只能取一个原状土样,取样失败则无法补救。第二,样品可取自厚度为0 ~ 0.5m的层..如果采样失败,可以从0.5m处重新采样到本楼层底部,采样成功更有把握。但这就要求在取心施工时,对钻杆和机器的剩余长度测量要非常准确,岩心收获率要高。否则,土样两端的岩性会不一致。

2)选择正确的钻孔方法,保证孔底土样在取样前不被压缩或扰动。特别是采用冲击钻孔和振动钻孔时,对下层土层影响很大。所以取样前,最好用勺形或螺旋钻钻一次,然后下到取样器取样,并控制好每次的长度。一般对于软塑土、饱和砂土、饱和黄土,取样前采用回转钻进,进尺控制在0.1 ~ 0.3m;对于可塑至坚硬的粘性土,采用冲击钻孔时,取样前一次进尺不得超过0.3m

3)取样前,应将钻孔中残留的岩土清理干净。如果残土过多,取土时容易挤压土样,影响取土质量。

4)取土钻孔的孔径应合适,以保证取土装置与孔壁之间有一定的间隙。如果间隙过小,取土器在下放过程中要削刮孔壁,导致孔底残土增加。特别是在软土中,孔壁容易收缩,应加大取土器与孔壁的间隙。一般来说,这个环形间隙要求不小于20毫米。钻孔也应该是垂直的,以避免在土壤取样器下降时切割孔壁。当取样间隔较深时,可以在取样器的上部连接加重杆。

5)取土样后,提起取土器时,土样会受到孔底真空吸力、提起过程中的惯性力以及拧松钻杆产生的振动和冲击的影响,从而影响土样的质量。所以要谨慎稳妥操作。

6)土样取出后,应立即用胶带和石蜡密封,并标明上下位置,贴上标签。储存期间避免振动、阳光、雨水和冰冻。运输过程中应采取防震和保温措施。