钻杆快接机毕业论文

定向井钻井技术被应用到石油钻井中是在19世纪中后期，我整理了定向井钻井技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下! 定向井钻井技术论文篇一 浅析定向井钻井轨迹控制技术 [摘 要]定向井钻井中的关键技术是井眼轨迹控制技术，本文在分析定向井井眼轨迹剖面优化设计技术的基础上，对钻井中的井眼轨迹控制技术进行了探究。 [关键词]定向井;井眼轨迹;关键技术 中图分类号：TG998 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)08-0056-01 随着我国油气资源勘探开发力度的不断加大，对于地面遮挡物无法正常钻井开采、地质情况复杂存在断层等构造遮挡和钻井发生事故需要侧钻等复杂油气藏的勘探开发日益重视，而这些油气藏一般需要采用定向井钻井技术进行开发，从而增加油气储层裸露面积、提高油气采收率、降低钻井成本。但是，定向井钻井的井眼轨迹控制难度较大，需要对井眼轨迹进行优化设计，并通过在直井段、造斜段和稳斜井段采用不同的钻井轨迹控制技术进行控制，才能有效保证定向井的井眼轨迹，而对这些技术措施进行探究，成为提高定向井钻井水平的关键。 一、科学进行定向井井眼轨迹和轨道设计 1、定向井井眼轨迹的优化设计技术 井眼轨迹的剖面设计是定向井钻井施工的基础，只有不断优化完善井眼轨迹设计，保证井眼轨迹设计的科学性、合理性，才能确保定向井钻井实现预期目标。在定向井井眼轨迹剖面优化设计中，要坚持一定的原则：要以实现定向井钻井地质目标为原则，定向井钻井的地质目标很多，包括穿越多个含油地层提高勘探开发效果、避开地层中的断层等地质构造从而实现对地下剩余油气储层的有效开采、实现油井井眼轨迹在油气储层目的层的大范围延伸以增加油气藏的裸露面积等，同时，因为钻井或油气开采中发生事故导致无法正常开采的油井，可以通过定向井实现对油气储层的侧钻来达到开采目的，存在地面障碍物无法进行正常钻井的区域也可以通过定向井来实现钻井开采的目的，为了节约钻井成本，还可以通过丛式平台定向井开发的方式来节省井场占地面积;要以高校、优质、安全钻井施工作为现场施工目的，在进行定向井井眼轨迹剖面设计时，结合所处区域的地质特征进行设计，选择在地层稳定、松软度适中的位置进行造斜，造斜点要尽量避开容易塌陷、缩径或漏失以及压力异常的地层层位进行，要将造斜段的井斜角控制在15°-45°之间，因为过大的井斜角会增加施工难度且易引发钻井事故，而过小的井斜角会造成钻井方位的不稳定性，增加调整次数，还有就是在造斜率的选择上，要综合考虑油井所处地层的地质状况和钻井工具的实际造斜能力，在满足定向井钻井目标的前提下尽量减小造斜率并缩短造斜段的长度，实现快速钻井的目的;要尽量满足后期采油和完井工艺实施的要求，在满足定向井钻井要求的前提下，尽量减小井眼的曲率，方便后期抽油杆和油层套管下井，同时减小二者之间的偏磨，方便后期改造安全采油泵等井下作业施工。 2、定向井钻井的轨道设计 根据定钻井的目的和用途不同，可以将定向井分为常规定向井、丛式井、大位移井等几种类型进行设计，常规定向井一般水平位移不超过1km、垂直深度不超过3km，丛式井可减小井场面积，大位移定向井的轨道一般采用悬链曲线轨道，在井眼轨迹上采用高稳斜角和低造斜率。我国定向井井眼剖面轨迹主要有“直―增―稳”三段制剖面、“直―增―稳―降”四段制剖面和“直―增―稳―降―直”五段制剖面三种类型，在具体设计时根据所在地层地质特征不同进行优化设计。三种井眼轨迹各有优缺点：三段制井眼轨迹造斜段短，设计和施工操作比较方便，在没有其他特殊要求时可以采用三段制轨迹剖面;四段制井眼轨迹剖面起钻操作时容易捋出键槽加大下钻的摩擦力，容易造成卡钻事故，且容易形成岩屑床，一般不会采用，只在特殊情况下使用;五段制井眼轨迹剖面在目的油气储层中处于垂直状态，有利于采油泵安全下入，且便于后期采油工艺的实现。 二、三段制定向井轨迹剖面钻井控制技术 基于三种不同类型轨迹剖面的优缺点，在现实中多应用三段制和五段制井眼轨迹剖面进行定向井钻井设计，而三段制井眼轨迹剖面最为常用，下面就对三段制定向井井眼轨迹钻井控制技术进行研究。 1、直井段的井眼轨迹控制技术 直井段的井眼轨迹控制技术主要是防斜打直，这是定向井轨迹控制的基础，因为地质、工程因素和井眼扩大等原因，直井段钻井中会发生井斜，地质因素无法控制，可通过在施工和井眼扩大两方面采取技术措施进行直井段钻井的轨迹控制，关键要选择满眼钻具和钟摆钻具组合进行直井段钻井，前者可以在钻井中防止倾斜，将扶正器与井壁尽量靠近，就可以有效防止井斜问题出现;钟摆钻具的工作原理是超过一定角度后会产生回复力，具有纠正井斜问题的作用，但要保证钻压适量，因为钻压过大会使钟摆力减小而增斜力增大，妨碍纠斜效果。 2、造斜段的井眼轨迹控制技术 在定向井钻井中，造斜段钻井是关键部位，造斜就是从设计好的造斜点开始，使钻头偏离井口铅垂线而进行倾斜钻进的过程，关键是要让钻头偏离铅垂线开始造斜钻进。要根据设计好的井眼轨迹，综合井斜角、方位偏差来计算造斜率，以此指导造斜钻井施工，通过增加钻铤等措施，调整滑动钻进和复合钻进的比例，从而使钻头按照设计的井眼轨迹进行钻进，指导造斜段完成。 3、稳斜段的井眼轨迹控制技术 造斜段完成后，需要进行稳斜段的钻井施工，在稳斜段的钻进中，要选用无线随钻测井仪器对钻头的工作进程进行动态跟踪，实时监测钻头的实际井斜角、方位角偏离情况并与设计值进行对比，确保钻头中靶。在没有无线随钻测井仪器的情况下，需要通过稳斜钻具组合进行钻井，并应用单、多点测斜仪进行定点测斜，从而保证井眼中靶，提高钻井质量。 三、结论 综上所述，定向井是开采复杂油气藏的有效手段，可以对常规油井无法开采的油气藏进行开采，但要顺利实现定向井钻井，需要根据地质特征等设计井眼轨迹剖面、选择合适的轨道类型，并对不同井段采取对应的井眼轨迹控制技术，确保按设计的井眼轨迹钻进，提高油气资源开采效果。 参考文献 [1] 王辉云.定向井录井技术难点浅析[J].科技情报开发与经济，2009(10). [2] 鲁港，王刚，邢玉德，孙忠国，张芳芳.定向井钻井空间圆弧轨道计算的两个问题[J].石油地质与工程，2006(06). [3] 王学俭.浅层定向井连续控制钻井技术[J].石油钻探技术，2004(05). [4] 崔剑英，贺昌华.定向井信息查询系统的开发[J].数字化工，2005(07). 定向井钻井技术论文篇二 寿阳区块煤层气定向井钻井技术浅谈 摘要：本文介绍了寿阳煤层气的开发现状和煤层气特征，分析了定向井钻井技术在施工过程中的应用，对今后在寿阳区块内施工的定向井有一定的指导作用。 关键词：寿阳区块;定向井;造斜段;稳斜段 Abstract: This paper introduces the development status and characteristics of Shouyang coal-bed methane coal-bed gas, analyzes the application of directional drilling technology in the construction process, has the certain instruction function to the construction of directional well in Shouyang block. Keywords: Shouyang block; directional well; oblique section; steady inclined section 中图分类号： 1.概况 寿阳区块位于山西省中部，沁水盆地的北端，沁水盆地是我国大型含煤盆地之一，蕴藏着丰富的煤层气资源，根据远东能源(百慕大)有限公司前期在沁水盆地南部施工的参数井和定向生产井所获得的相关资料，显示该区具有良好的开发前景。 寿阳区块勘探开发历史和现状 1995年由联合国开发计划署(UNDP)利用全球环境基金资助、煤科总院西安分院承担的《中国煤层气资源开发》项目，《阳泉矿区煤层气资源评价》专题科研报告，对阳泉矿区(包括生产区、平昔区和寿阳区)煤层气资源开发进行了评价和研究，其中重点对寿阳区的煤层气资源开发进行了评价和研究。 中国煤田地质总局于1996～1997年在韩庄井田施工了一批煤层气勘探参数井，获得了该区有关的煤储层参数，并对HG6井的主要煤层进行了压裂改造和排采试验，取得了该井合层排采的一整套数据。中联公司1997～1998年在寿阳区块施工了4口煤层气生产井，其中1口探井，3口生产试验井，获得该区宝贵的煤储层参数和生产数据。1998年完成了四条二维地震勘探线，共计167km，获得了丰富的地质成果。2005年远东公司在该区施工了3口羽状水平井，其中2口在煤层段进尺超过3000m，3口井均在生产。 2007年远东能源(百慕大)有限公司根据取得的初步成果资料研究、分析后，认为该区15#煤层十分稳定，储层参数比较有利，是煤层气开发的有利区块，决定在寿阳县南燕竹镇共计部署一批定向井及参数井，以获取该地区15#煤层的埋深、厚度等储层参数，进一步扩大勘探范围，并逐步形成区域生产井网，争取短期内该区煤层气地面开发进入大规模商业化运营。 寿阳区块地质背景 沁水盆地北端位于北东向新华夏系第三隆起太行山隆以西，汾河地堑东侧，阳曲——盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单，地层平缓，倾角一般在10°左右。燕山运动和喜马拉雅运动期间，由于较大规模的岩浆侵入活动，大地热流背景值升高，本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上，又叠加了区域岩浆热变质作用，致使煤化作用大大加深，形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。 本区所钻遇的地层为：第四系(Q)，三叠系下统刘家沟组(T1l)，二叠系上统石千峰组(P2sh)，二叠系上统上石盒子组(P2x)，二叠系下统下石盒子组(P1x)，二叠系下统山西组(P1s)，石炭系上统太原组(C3t)。 寿阳区块煤储层特征 主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组，含煤10余层，其中3#、9#、15#煤为主力煤层。 3#煤层：俗称七尺煤，全区煤层厚0～，煤层较稳定，寿阳矿区西部和阳泉三矿矿区煤层较厚，其他地区煤层变薄，甚至尖灭。结构简单，有时含一层夹矸，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。 9#煤层：全区煤层厚不一，煤层较稳定。结构简单，顶底板为泥岩，砂质泥岩、粉砂岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。 15#煤层：煤层厚～，是寿阳区块内煤层气开发的主力煤层。15#煤含1～3层夹矸，结构中等，顶底板K2灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩和细砂岩。 沁水盆地北端煤储层厚度大，埋深适中;煤的热化程度较高，己进入生气高峰，煤层顶底板封闭性能好，含气量高;煤储层裂隙较发育，孔隙以小孔和微孔为主，渗透性较好;煤的吸附性能强，但含气饱和度偏低。 2.设备设备选择 钻机选择 寿阳区块定向生产井井深一般在在1000m以内，水平段不超过500m，根据我井队现有设备的情况，选择了TSJ-2000、GZ-2000钻机。该钻机提升、回转能力均能满足煤层气定向生产井施工的需要。 设备配置 水泵：TBW-850(直井段)、3NB-1000、F-500;排量0～42L/s，压力5～32MPa。 动力：PZ12V-190、PZ8V-190、12V135;功率120～800HP。 钻塔：型塔(750KN)。 钻具：Φ127mm钻杆，Φ203钻铤，Φ178钻铤+Φ159钻铤。 定向钻具 Φ172(°)螺杆、Φ165(°)螺杆 Φ172MWD定向短节、Φ165MWD定向短节 Φ165mm、Φ159mm短钻挺 Φ214mm扶正器、Φ48MWD Φ165mm无磁钻铤、Φ172无磁钻挺 3钻井工艺 井身结构 井身结构在钻井工程中处于最基础的地位，体现了钻井的目的，也是决定该目的能否顺利实现的重要因素之一。井身结构设计以钻井目的为目标，以现实的钻井工程和地质等条件为依据，使目标和过程统一起来。 一开采用Φ311mm钻头钻至稳定基岩，且水文显示正常，下入Φ表层套管，固井并候凝48小时。 二开采用Φ钻头钻至完井，达到钻井目的后，下入Φ生产套管并固井。 钻头选用 二开选择造适岩的HJ537G钻头。 动力钻具选择 为了适应软及中软地层，选择了中转速中扭矩马达。 钻井液的选择 煤层气井施工时，煤储层保护是关键。在煤层段钻井中，主要采用清水钻进，严格控制钻井液中的固相含量、比重，井内岩粉较多时，可换用高粘无污染钻井液排出岩粉，既能保证孔内安全，又防止了储层污染。 4.定向钻具组合及钻进处理措施 定向井施工中主要分直井段、造斜段、稳斜段，要针对不同地层、不同井深、位移有效地选择好三个井段的钻具组合。实现设计的井身规迹是施工的关键。 直井段钻井技术 直井段的防斜是定向井施工的重要保证，一般要求井斜100m内小于1°。直井段的钻具组合是关系到定向井下部定向造斜段的难易程度。 (1)钻具组合：一开采用塔式钻具组合：Φ311钻头+Φ203钻铤+Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。 二开：Φ钻头 +Φ178钻铤+Φ159钻铤+Φ127钻杆。 (2)钻进参数： 钻压 10～80 kN排量 12 L/s 泵压 ～2MPa 钻井液性能： 密度 ～粘度 21 s (3)见基岩时要轻压慢转，防止井斜。 (4)直井段换径时要吊打，换定向钻具前测井斜。 造斜段钻井技术 造斜段下钻到底后，EMWD仪器无干扰开始定向钻进;施工采用°单弯螺杆，测得实际造斜率为9°/30m，定向过程中采用滑动钻进与复合钻进交替作业，确保狗腿度满足要求。 (1)钻具组合Φ钻头+Φ172(°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 (2)钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4MPa 钻井液性能：密度 ～粘度 16 s (3)要调整好钻井液性能，采用三级固控设备控控制固相含量不超标。 (4)及时测量井斜、方位，发现与设计不符，应马上采取措施。 (5)做好泥浆的性能维护，提高防塌性能和携带岩屑的能力，清洁井眼。 稳斜段钻井技术 稳斜段钻具组合在本区可采用以下三种方法，也可以交替作业，确保井斜方位满足要求，三班各钻井参数要保持一致辞，并保证井下安全。 (1)采用螺杆复合稳斜钻进 钻具组合：Φ钻头+Φ172(°)螺杆+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+Φ178钻铤*2根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 3～5 MPa 钻井液性能：密度 ～粘度 17s (2)采用近钻头扶正器稳斜钻进。 钻具组合：Φ钻头+Φ214扶正器+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数：钻压 40～80 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa 钻井液性能：密度 ～粘度 17s (3)采用光钻铤钻进。 钻具组合：Φ钻头+Φ172MWD定向短节+Φ172无磁*1根+411*4A10+Φ159钻铤*9根+Φ127钻杆 钻进参数：钻压 80～120 kN排量 20～24 L/s 泵压 2～4 MPa 钻井液性能：密度 ～粘度 16 s 5.经验与建议 通过对本区FCC-HZ-23D、FCC-HZ-33D、FCC-HZ-11D、FCC-HZ-47D、FCC-HZ-70D井的施工，取得了以下经验： (1)及时测斜、准确计算、跟踪作图是保证井身轨迹的关键。使用MWD能准确掌握井身轨迹的变化情况，使轨迹得到有效的控制。 (2)在钻井过程中，随时观察扭矩、泵压的变化，发现问题及时分析与解决。 (3)勤测泥浆中固相含量的变化，确保固相含量不超标，从而影响螺杆的使用。有条件的话可以上三级固控设备。 (4)采取“转动+滑动”的复合钻进方式，利用无线随钻实时监测，能有效的确保井眼轨迹质量，使施工安全、快速进行;在稳斜过程中采用“转动+滑动”的复合钻进方式，有效降低摩阻和扭矩，降低施工风险。 (5)在定向造斜过程中使实际井斜略超前设计井斜，提前结束造斜段，使实钻稳斜段井斜略小于设计稳斜段井斜，在复合钻中使井斜微增至设计轨迹要求，达到快速、安全目的。参考文献 [1]王明寿.2006.寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析.北京：地质出版社 [2]大港油田.1999.钻井工程技术.北京：石油工业出版社 看了“定向井钻井技术论文”的人还看： 1. 地质钻探技术论文(2) 2. 地质录井方法与技术探讨论文 3. 采油技术发展展望科技论文 4. 超声波检测技术论文 5. 工程定额原理的应用论文

（五）护壁泥浆的拌制1、护壁泥浆要用优质泥浆，保持桩孔不坍、不缩，尤其对较厚的填土及淤泥质土要采用优质泥浆。2、在钻进时，由于旋挖钻机为静态泥浆无循环钻进，且成孔速度快，护壁泥皮薄，据地质勘查资料知本场区存在较厚的软塑性粘土层和粉砂地层，易造成缩孔和塌孔的事故，因而钻进时对泥浆性能要求较高。为了满足施工要求，在制作泥浆时，应注意以下几点：(1)膨润土必须充分水化搅拌，保证浆体均匀一致。造浆后应静置24小时之后方可使用，保证膨润土的充分水化，泥浆各项指标符合要求。(2)泥浆絮凝或沉淀过多时，泥浆必须用空压机送风反复搅动，符合要求后才可送入孔内使用，否则势必会造成孔内沉渣过多或其它孔内事故。(3)为了保证安全连续正常施工确保成孔速度、成孔质量及灌注成桩质量，开孔前泥浆总量应达到设计方量的倍左右方可开钻，质检员、技术员要随时观察泥浆性能的变化，及时检测泥浆的性能，不符合设计要求的泥浆禁止送入孔内，钻进时及时足量补充孔内泥浆，防止孔内泥浆落差太大，即泥浆液面深度低于护筒进浆口30cm以下，而造成孔壁坍塌。尤其不允许浆面落到护筒底以下。在雨天施工时，应注意泥浆性能的变化，及时根据实际情况调整泥浆原料的配比。钻机因故停钻时（如机械故障、修理钻具等），要及时向孔内补充泥浆，保持泥浆高度，以保证孔内安全。二次清孔时沉淀池泥浆容量要大，保证清孔时孔内大量泥沙的有效沉淀，使二次清孔达到设计要求，禁止孔内泥浆低于护筒溢浆口。比重 粘度（S） 含砂量（%）～ 16～22 ≤4(4)施工中做好现场泥浆配置、排污、更换工作，设专人进行泥浆管理，保持泥浆比重在～之间。随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度，确保钻进需要。泥浆指标如表： (5)对于固相含量过高，比重、粘度超过规定值，不宜稀释处理的废浆应及时排运出场外处理。(6)当地下水位较高时，为保证钻孔过程不坍孔、缩孔，必须保证孔内水头，且要将泥浆比重调大。在钻进过程中，要及时补浆，确保钻进过程中的水头高度。(7)在泥浆池边设好防护安全栏。(8)为了保护环境，钻孔泥浆经沉淀处理合格后将钻渣运往指定地点。（六）钻孔1、准备好以上工作后，请监理工程师现场检查，钻机开始钻进施工。2、由施工经验丰富的同志担任机班长，负责成孔钻进设备的操作,并对机长进行钻进注意事项交底，强调机长对地质状况进行掌握，要求将地质剖面图和柱状图悬挂在操作室，掌握每根桩的地质情况，根据实测深度并对照地层埋深，判断钻进进度，在地层变化处附近，捞取钻渣样品与地质资料核实，以精确控制换层时的钻进参数，确保成孔质量。3、开钻时应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。但是对于加夹层（粉砂层）钻进时，需要调整泥浆比重到左右，并且采取慢速钻进的方法进行施工。4、旋挖机钻进过程中，钻杆要保持垂直状态，严格控制垂直度在规范允许范围之内。5、钻机钻进过程中应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80％。6、要安排专人定时检查孔内泥浆水头高度，发现不足并及时足量补充。钻孔内泥浆水头高度应不低于护筒排浆孔下30cm，并高于地下水位2米。7、合理控制起钻和下钻时速度，避免激动压力和抽吸力对孔壁的影响。 8、在提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故因故停钻，必须将钻头提出孔外。对于地质状况发生大的变化，旋挖钻机不能钻进时，及时更换小钻头试钻，如果还是不能继续钻进，需要换旋转钻机或冲击钻时，立即派人24小时内调用钻机进场，确保孔壁不坍塌，或发生其他以外情况。9、做好钻孔施工记录，记录必须与实际工序同步，真实、齐全、整洁。孔深、钻速、换层特别是持力层应记录清楚。（七）成孔检测及清孔1、钻孔达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，符合规范要求后方可清孔，准备下钢筋笼。孔深采用测绳进行测量，测绳必须经常进行校正、修订，以保证测量准确。孔径采取下探孔器的方法进行检查，探孔器直径为钢筋笼直径+，探孔器的长度为设计直径的4～6倍。成孔深度和孔径不小于设计值，泥浆比重、含砂率及粘度由试验人员在现场进行测定，泥浆比重为～以内，含砂率小于4%，粘度为16～22s，以上均符合要求后，并经监理工程师验收合格后，才允许钻机移位，并准备清孔、下钢筋笼。2、清孔可采用抽浆方法，在清孔排渣时，必须保证孔内水头高度，防止塌孔。清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm，合格后在孔底提出泥浆式样进行性能指标试验，试验结果必须符合相关技术标准要求。钻孔桩成桩检测标准序号 项 目 允 许 偏 差1 孔 径 不小于设计孔径2 孔 深 不小于设计孔深3 孔位中心偏差 不大于50mm4 倾 斜 度 不大于1%5 灌注混凝土前孔底沉渣厚度 不大于设计要求（八）钢筋笼制作、安装1、钢筋笼所用钢筋规格、材质及各项性能指标均应符合设计及规范要求，有出厂证明或检验报告单。原材料进场堆放在钢筋底部衬垫枕木上，确保钢筋堆放离地面高30cm，保证底部排水畅通。钢筋放置过程中，需采用彩条布遮盖防雨防尘。现场施焊的焊缝应按规范要求并抽检试验。 2、设专用胎架和施工平台，按照设计图纸将钢筋笼按要求分段制作，加强箍筋间距按≤2m设置。3、钢筋加工严格按照设计图纸和相关技术规范的要求执行，主筋在制作前必须整直，整直后钢筋弯曲度应不大于长度的1%，并不得有局部弯折。主筋一般应尽量用整根钢筋，分段后的钢筋笼主筋接头应互相错开，接头长度内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度内的受力钢筋，其接头截面积占总截面积百分率小于50%（接头长度为35d）。4、成型钢筋笼吊放、运输、安装，应采取预防变形措施，不得产生运输变形。为防止钢筋笼在吊装、运输、安装过程中变形，对钢筋笼加强筋处进行交叉加固，加固方式采取在钢筋笼内加十字撑的方式，并焊接牢固，当钢筋笼安装就位后将其拆除。钢筋笼分节起吊连接时，采用25t或35t汽车吊机大小钩配合起吊，并将吊点处采用扁担加固并起吊，以防止钢筋笼变形。5、按顺序逐节垂直下放钢筋笼，上下节钢筋笼各主筋应对准校正，节段间在孔口采用帮条焊接方式对称施焊，焊接长度满足规范要求。下钢筋笼时间要尽量缩短，并每隔2米在同一截面上按90度对称安置4个钢筋保护筋。6、桩基检测声测管采用Ф51mm热轧无缝钢管，壁厚3mm。安装声测管钢筋笼的要求将声测管伸入桩底部并用薄钢板堵焊，每隔2m用5号铁丝将声测管绑扎在主筋上及在加强钢筋上焊钢筋环固定，将声测管分节焊接，焊缝牢固、饱满，确保声测管不漏水、不泌水。将声测管内灌满水后，将上部用薄钢板堵焊，以防止钻孔泥浆或混凝土砂浆进入声测管而影响桩基检测。声测管焊接时，必须采用小焊条，防止将声测管焊破漏水。7、钢筋笼起吊时，吊点应拴牢并布置合理，使笼子吊起后处于自然铅垂状态，并无明显变形，下吊钢筋笼骨架过程中，不要碰撞孔壁，要采取措施让其沿孔中心垂直插入。在钢筋笼外侧焊设计图纸上的定位钢筋，以保证保护层的厚度。吊放钢筋骨架入桩孔时，均匀下落，保证钢筋笼居中。钢筋笼下到标高后，要检查钢筋笼顶部的中心偏差，使之＜5cm，待全部入孔经确认符合要求后，将钢筋笼进行固定，避免下沉和灌注混凝土时上浮。8、钢筋骨架制安精度要求见下表：钻孔桩钢筋骨架制作安装标准序号 项 目 允 许 偏 差1 钢筋骨架在承台内埋置长度 ±100mm2 钢筋骨架直径 ±20mm3 钢筋间距 ±(d为钢筋直径)4 加劲筋间距 ±20mm5 箍筋间距或螺距 ±20mm6 钢筋骨架垂直线 1%（九）下导管、二次清孔1、下导管混凝土灌注导管采用快速卡口垂直提升导管。导管使用前进行试拼、水密承压和接头抗拉试验、长度测量、标码等工作，进行水密试验的试压压力不应小于6kg/cm2。导管内壁应光滑平顺，连接紧直，使用一段时间后，应检查其水密性。导管下孔时，必须加密封圈并抹黄油，保证密封，孔内导管必须丈量准确，满足孔深要求，下端出口处应距孔底20－40cm。吊装时，导管位于井孔中央，避免挂碰钢筋笼，并在灌注前进行升降试验。坚持实行导管使用的检查鉴证制度。提升导管时要掌握每次的提升高度，保证埋入深度2～6m，以免混凝土“洗澡”。卸下的导管要及时冲刷干净，绝不允许在连接处和丝扣处有水泥砂浆残留，并按一定编号放置。2、二次清孔导管就位后，立即进行第二次清孔，清孔采取气举反循环进行清孔，清孔后沉渣必须小于100mm才允许灌注混凝土。清孔时要适当转动和升降导管，以利于孔底边部钻渣清出，并注意空压机的送气量，以满足清出沉渣的要求。取泥浆样测试合格，并经监理共同检测孔底沉渣达标后应立即灌注混凝土，若等待时间过厂则在灌注混凝土前重新测定孔底沉淤厚度。（十）混凝土水下灌注1、桩身混凝土采用商品混凝土、砼搅拌车直接送入仓的方法施工。采用导管法进行水下灌注。2、灌注混凝土前应将灌注机具如储料斗、溜槽、漏斗等准备好。3、水下混凝土灌注必须保证良好的和易性，坍落度18cm～20cm，混凝土到达现场后，现场试验室值班技术员在现在再做坍落度试验。4、采用罐车运输混凝土至现场，直接倒入导管内进行灌注，混凝土接近桩顶时，改用吊斗倾倒以提高漏斗高度。5、灌注时要求首批混凝土方量应能满足导管首次埋置深度≥1m和填充导管底部的需要，具体首批混凝土计算见下式：所需混凝土数量可参考公式： V≥ (H1+H2) + h1式中：V－首斗混凝土方量（m3）； D－桩孔直径（m）； H1－桩孔底至导管底端间距，一般为；H2－初次导管埋深m，取； d－导管内径m； H－灌注混凝土时孔深度m； h1－桩孔内混凝土达到埋置深度H2时导管内部混凝土柱平衡导管外；根据公式HWr1=h1r2计算，其中r1为泥浆的比重，取；r2为混凝土的比重，取，h1按最大孔深度H计算，即考虑最不利情况。 桩径最大孔深度H布置及V的计算序号 直径（m） 最大孔深的墩位 最大孔深（m） h1(m) 导管直径(m) 首斗砼方量V(m3)1 Z154 Z171 Z140 、混凝土通过砼搅拌车运送到作业地点后，用汽车起重机配合灌注。为了保证混凝土灌注顺利进行，施工中作好下列工作：（1）灌注水下混凝土前，探测孔底沉淀物厚度，如不能满足要求，则要利用导管按反循环法进行再次清孔。（2）砍球前准备足够的混凝土储备量，保证砍球后导管的埋置深度大于1m以上。（3）砍球前，导管距孔底的高度适当，一般取20～40cm。（4）灌注过程中，注意观察导管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度。（5）导管埋置深度适当，保证埋置深度不大于6m ，且不小于2m。导管提升缓慢，不挂钢筋笼。（6）混凝土灌注到达钢筋笼底部以下约1m时，适当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋笼上浮。当混凝土上升到钢筋笼底部以上4m左右时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m以上，可恢复正常灌注速度。（7）灌注作业连续进行，不得中途停顿，保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。（8）发现问题，及时分析原因，果断采取措施，避免发生断桩事故。（9）混凝土灌注至桩顶以后，超出设计桩顶30～50cm，然后及时将已离析的混合物及水泥浆等清除干净。（10）每桩按照规范要求取试件2～4组，当桩身混凝土达到其设计强度的70%后，检测桩身混凝土的质量。（11）钻孔桩质量控制标准见下表：钻孔灌注桩实测项目项 次 检 查 项 目 规定值或允许偏差值1 混凝土强度（Mpa） 在合格标准内2 桩 位(mm) 群 桩 100 排 架 桩 503 倾 斜 度 1%4 沉淀厚度(mm) 摩 擦 桩 符合设计要求及施工规范 支 承 桩 5 钢筋骨架标高(mm) ±50（十一）桩头处理及检测待桩基混凝土的强度达到设计强度时,处理桩头混凝土至设计标高,对每根桩都进行小应变检测或超声波检测。（十二）钻孔灌注桩施工的注意事项1、钻孔前熟悉图纸，弄清地质情况，根据地质情况确定钻孔的方案方法，对于地质结构为砂层的地层，施工时一定要调整泥浆比重，尽量保证在左右，以使泥浆护壁可以起到保护孔壁的作用。2、钻孔前检查确认孔位地下是否有管线，光缆或其他物体。3、桩轴线的控制：钻机就位施钻时，将钻机底盘调成水平状态，开第一钻时，小心使锥尖对准设计中心，盖上封口板，卡上推钳，试转数圈，用全站仪监控钻杆垂直度，满足要求后，正式开钻，钻进过程中，随时有全站仪监控，保证倾斜度＜1/100。4、碰到岩层无法钻进时，需要更换为回旋钻机或冲孔钻机进行施工。在开孔前就配备回旋钻机或冲孔钻机以备急用，以缩短钻孔的停放时间，避免坍孔或缩孔情况发生。5、旋挖钻机在钻进过程中，需要加长钻杆或依据地层更换钻头，在此间歇时间内，需要特别注意孔内情况，以防孔内坍孔。6、在钻孔时，钻机必须配置两套钻头以备更换，在钻进至粉砂层或砂层时，需要特别注意泥浆比重、孔内外水头差等，确保钻进安全、有效的进行。7、在桩基施工时，第一根桩基和第二根计划开钻的桩基要错开，需要跳开相邻桩位的桩基，待对角方向的桩基完毕后才开始施工相邻位置的桩基。8、在终孔和清孔后，应对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度、泥浆比重、孔底沉淀厚度等进行检验，要求满足设计规定。9、在桩基灌注过程中，必须配备一台砂石泵，如由于灌注过程中发生堵管、气阻或导管提离混凝土面，立即用砂石泵抽出已灌注混凝土，重新清孔后再进行灌注。10、对混凝土的强度、级配、坍落度及混凝土的流动性进行检查。混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象，混凝土保证有足够的初凝时间。灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180～200mm。混凝土拌和物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料；首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。11、必须对每根桩做好相应的施工记录，并按规定留取混凝土试验件，做出试压结果。将上述资料整理好，提交有关部门检查、验收。12、在所有的钻孔灌注桩完成以后，必须对施工场地进行清理，所有的钻渣和泥浆必须清理干净。（十三）钻孔及水下混凝土灌注过程中异常事故及处理办法1、坍孔原因分析：①护筒埋置过浅，周围封填不密漏水；②操作不当，如提升钻头或掏渣筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁；泥浆稠度小，起不到护壁作用；③泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；④在松软砂层中钻进，进尺太快。预防及处理措施：坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻孔；轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进；汛期水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保证水头相对稳定；提升钻头，下放钢筋管架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁；在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。2、钻孔偏斜原因分析：①桩架不稳、钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；②土层软硬不匀，致使钻头受力不均；③钻孔中遇有较大孤石、探头石；④扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；⑤钻杆弯曲，接头不正。预防及处理措施：检查、纠正桩架，使之垂直安置稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以检修；偏斜过大时，填入土石（砂或砾石）重新钻进，控制钻速；如有探头石，宜用用冲孔机低速将石打碎，倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再钻。3、卡钻原因分析：①孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理；②钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的大工具卡住；③入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形。预防及处理措施：对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上、下提动钻头，并配以将钻杆左右拔移、旋转；卡钻后不宜强提，只宜轻提，经提不动时，可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出；施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜；钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过快。4、扩孔及缩孔原因分析：①扩孔是因孔壁坍塌或钻机摆过大所致；②缩孔原因是钻锥磨损过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。预防及处理措施：注意采取防止坍孔和防止钻锥摆过大的措施；注意及时焊补钻锥，并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁；已发生缩孔时，宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。5、沉碴厚度超标原因分析：清孔泥浆含砂率大、胶体率太小、比重过大。预防及处理措施：控制清孔后泥浆比重小于，保证泥浆的粘度、含沙量、胶体率等满足规范要求，并进行二次清孔，直到满足设计要求。6、水下混凝土灌注时导管进水原因分析：首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。预防及处理措施：将导管和钢筋笼提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清除，重新灌注。7、导管卡管原因分析：①初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小、流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接缝处漏水、大雨中运混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞；②机械发生故障和其他原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。预防及处理措施：准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的性能。拔管、吸渣重灌。8、钢筋笼上浮原因分析：导管埋深控制不好。固定钢筋笼的撑杆刚度不够。预防及处理措施：控制导管底口的位置及埋深，在混凝土接近钢筋笼底口时，加大导管埋深，并减缓灌注过程；加强撑杆，增加钢管支撑。

铁路钻探钻杆柱磨损分析 摘要：本文先依次分析了铁路钻探中钻杆柱自身材质缺陷，工作环境及受力特征，然后结合上述分析讨论了钻杆 柱磨损的五种具体表现形式，最后对减少钻杆柱的磨损提出了一些看法。 关键词：铁路钻探钻杆柱磨损 收稿日期：2007-10-10 铁路钻探中，钻杆柱的磨损是一个很严重的问题。钻杆 柱磨损到一定程度，就应该更换新的。目前对钻杆柱的直径 还没有达到用仪器自动监测的程度，大多是技术人员在现场 进行目测，用游标卡尺测量钻杆柱的直径。而使用专门技术 人员监测钻杆直径情况，常常是针对孔深较深的钻孔。当钻 杆柱磨损严重，而没被注意，在遇到使钻杆柱应力集中的异 常情况时，易发生钻杆柱折断的事故。在好的岩土层中，如 果钻孔垂直度好，没发生缩径和扩孔，打捞钻杆柱相对容易， 否则将浪费大量的时间，造成经济损失，对于深孔钻探，造 成的损失更加明显。钻杆柱的磨损研究受到了较多科技工作 者的高度重视。本文分析了铁路钻探中钻杆柱磨损的外因与 内因，以及磨损的具体表现形式。 一、钻杆的材质缺陷 从材质的角度来看，钻杆内部存在着在缺陷。生产车间 在生产钻杆时，有热处理这道工序。在加热和冷却过程中， 钻杆内部组织会发生改变。热处理通常消除钻杆内部粗粒组 织，使其结构细化，能受更大的应力。但局部总存在暇疵。 在高倍电子显微镜下观察钻杆晶粒结构，发现它是由许多离 子、原子按一定规则排列起来的空间格子构成的，晶格一般 处于稳定的平衡状态。晶粒之间常存在着为数不多的夹杂物、 空洞等缺陷,在这些晶粒里，甚至在弹性范围以内，当力还不 太大时，就可能发生塑性变形。 二、钻杆工作环境 铁路钻探多采用回转钻进，对取芯困难的岩层如砂层、 全风化层等情况也采用冲击钻进。钻杆柱在工作中，与钻杆 柱发生作用的主要介质包括钻井液与岩土层。 铁路钻探钻井液一般是水基钻井液，这是一种多相不稳 定体系，以水为分散介质（连续相），以粘土为分散相（固相）， 加入一定的化学处理剂或加重材料组成。其成分包括水、膨 润土、化学处理剂（如滤失剂羧甲基纤维素）、气体（溶解氧、 二氧化碳气体、硫化氢气体）及其它腐蚀介质如Cl-、SO42-、 Ca2+、CO32–及HCO3-等。 铁路钻探中岩芯常见的有土层、砂卵石层、全风化岩层、 强风化破碎带岩层、弱风化岩层等。砂卵石层及坚硬的强风化 岩层等复杂地层对钻杆柱造成的磨损比其它岩层尤为厉害。 三、钻杆柱工作受力特征 在工作过程中，钻杆柱的运动方式包括自转与绕钻孔中 心的公转，在深孔钻探中这两种运动方式通常是共存的。钻 杆所受力为复合应力，主要包括以下几个分项：钻杆受到钻 杆自重引起的拉应力，在横向应力作用下产生的弯曲应力， 由扭矩的作用产生的剪应力，钻杆振动引起的轴向及横向应 力，与岩层的摩擦力，以及与钻井液的作用。 四、钻杆磨损表现形式 1．磨粒磨损 磨粒磨损是由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶 表面相对运动过程中引起表面擦伤与表面材料脱落的现象，钻 杆柱的表面特征是产生擦伤撕裂、纵向拉痕、局部剥落和裂纹。 磨粒磨损机理为微观切削,多次塑变导致断裂以及微观断裂。 钻杆柱在复合应力状态下，易发生较大的弯曲，弯曲后 突起的地方与坚硬的岩层之间产生严重的摩擦。钻杆柱表面 的淬火处理厚度一般为1mm,在淬火层磨损掉后，以后的磨 损速率将加快。在深孔钻探中，有时候取出的钻杆表面有明 显的擦痕，这是磨粒磨损的表现。 2．粘着磨损 粘着磨损是当摩擦副两对偶表面作相对滑动时，由于粘 着致使材料从一个表面转移到另一表面或材料从表面脱落而 引起的磨损现象。由于摩擦副两对偶表面间实际接触面积很 小，接触点应力很高，摩擦副对偶表面处于这种高温和高应 力状态下，杆件表面发生破裂，使接触微峰产生粘着，随后 在滑动中粘着点被剪断。 钻杆的弯曲使其局部与岩层发生摩擦，局部接触点的高 应力构造了粘着磨损的条件。 3．疲劳磨损 疲劳磨损是摩擦副两对偶表面作滚动或滚（下转185页）记得采纳啊