復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法第1頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 史基盛，1957年出生，中煤特殊鑿井（集團(tuán)）有限責(zé)任公司總工程師，獲得過多項國家和省部級科技成果獎，出版論文10多篇，參與制定過國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 聯(lián)系電話：項目主持人簡介第2頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究項目答辯匯報材料中煤特殊鑿井（集團(tuán)）有限責(zé)任公司二八年五月第3頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二第一部分 項目基本情況復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第4頁，共35頁，2022年，5月20日，22點

2、58分，星期二一、項目名稱 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究 二、完成單位 中煤特殊鑿井(集團(tuán))有限責(zé)任公司三、任務(wù)來源 本項目屬淮北市科技計劃項目,項目編號:030105,由淮北市科技局淮科字200325號文件批準(zhǔn)立項。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第5頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二四、完成起止時間： 2003年6月2004年12月五、立項背景 煤炭是我國的主體能源，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有很重要的戰(zhàn)略地位，我國東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，煤炭需求量大，但淺部煤炭資源日益枯竭，研究解決500700m深厚沖積層的井筒施工技術(shù)，成為我國深井開發(fā)的突出課題

3、，該項目被列為國家“十五”科技攻關(guān)內(nèi)容。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第6頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 山東省巨野礦區(qū)是我國新開發(fā)建設(shè)的大型礦區(qū)，是國家重點工程項目。該煤田儲量豐富，總地質(zhì)儲量55.7億噸，是目前山東省面積最大、儲量最多、煤質(zhì)最優(yōu)良的煤田，該礦區(qū)的開發(fā)建設(shè)對提高華東地區(qū)煤炭自給率及滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對能源的需求有著十分重要的意義。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第7頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二第二部分 項目簡介復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第8頁，共35頁，2022年，5月20日，

4、22點58分，星期二一、項目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域: 礦產(chǎn)資源開發(fā)煤礦建井技術(shù) 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究二、主要科技內(nèi)容: 山東龍固礦兩主井鉆井深度582.75m，穿過沖積層厚度546.48m，鉆孔直徑8.7m，成井直徑5.7m ，是我國鉆井法鑿井的一次巨大跨越。 第9頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二我們開展了如下科技攻關(guān)和技術(shù)研究:1、設(shè)備選型 采用我國自動化程度最高的 AS9/500型豎井鉆井機(jī)進(jìn)行施工，同時對相應(yīng)的配套設(shè)備增加一臺17m跨距，提吊能力200噸的大型龍門吊，以滿足新型鋼板復(fù)合井壁的制作，排放和吊運(yùn)的要求 。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法

5、施工技術(shù)研究第10頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二AS9/500型 豎井鉆機(jī)第11頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二200T的大型龍門吊復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第12頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二2、設(shè)備技術(shù)改造研究 采用進(jìn)的制造技術(shù)和工藝對設(shè)備進(jìn)行改造，提高設(shè)備性能和工作效率。 設(shè)備改造轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)改造 電控系統(tǒng)改造 鉆具結(jié)構(gòu)的改造 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第13頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)改造轉(zhuǎn)盤表面轉(zhuǎn)

6、盤電動機(jī)第14頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二電控系統(tǒng)改造復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究 鉆機(jī)電控系統(tǒng)操作臺第15頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究鉆具結(jié)構(gòu)的改造第16頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二3、優(yōu)化鉆井施工工藝和鉆進(jìn)參數(shù)的技術(shù)研究 龍固礦井井筒穿過粘土層深厚，且絕大部分為第三系固結(jié)、半固結(jié)性土層，硬度大，遇水膨脹性大，地質(zhì)條件極為復(fù)雜 。 根據(jù)地層的變化和特點，確定合理的鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、給進(jìn)速度，泥漿沖洗量等一系列鉆進(jìn)參數(shù)。在施工過程中，發(fā)現(xiàn)新情況、新問

7、題及時調(diào)整和完善相應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)，提高施工技術(shù)水平，保證了較快的鉆進(jìn)速度和安全順利施工。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第17頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二4、新型單鋼板高標(biāo)號鋼筋混凝土復(fù)合井壁施工技術(shù)研究 為減薄井壁厚度，滿足井壁漂浮下沉的需要，采用了新型單內(nèi)鋼板鋼筋混凝土復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)型式，井壁最大厚度為0.85m，內(nèi)層鋼板的最大厚度40mm，鋼筋混凝土為四層鋼筋、最高混凝土標(biāo)號為C70。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第18頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 該種半約束型井壁結(jié)構(gòu)型式和C70高標(biāo)號混凝土均為首次在鉆井

8、法鑿井井壁中應(yīng)用。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第19頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二5、泥漿護(hù)壁與控制技術(shù)的研究 鉆進(jìn)過程中，使用泥漿臨時支護(hù)井幫，反循環(huán)洗井排碴，地面泥漿重力沉淀，旋流器除砂的排矸凈化系統(tǒng)。泥漿性能參數(shù)的確定不僅與地質(zhì)因素有關(guān)，也與測井、井壁下沉、充填等施工工藝密切相關(guān)，而且各項性能參數(shù)之間是互相關(guān)聯(lián)、互相制約、互相依賴的。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第20頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二6、新型超聲波測井儀的研制 測量范圍 井筒直徑3.012.0m；井筒深度，鉆井泥漿中1000m。 測量精度

9、 井徑測量誤差2cm 方位測量精度誤差1 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第21頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 該測井儀的研制成功，解決了大口徑深井井徑井斜測量問題。現(xiàn)場試驗和應(yīng)用證明，該儀器技術(shù)先進(jìn)，性能可靠，操作方便，測量速度快。 新型超聲波測井儀的研制，使我國在大口徑深井方面的測井技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第22頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二三、科學(xué)價值 1、龍固兩主井鉆井法施工的順利成功，使我國鉆井深度從508.2m提高到582.75m，穿過沖積層的厚度由440.82m提高到546

10、.48m，標(biāo)志著我國鉆井法鑿井施工技術(shù)又向前跨進(jìn)了一大步，總體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第23頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 2、對現(xiàn)有AS9/500型鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤，電控設(shè)備，鉆具結(jié)構(gòu)及相關(guān)配套設(shè)備的技術(shù)改造，提高了設(shè)備的能力和工作性能，保證了施工的安全順利進(jìn)行，提高了工作效率。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第24頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 3、優(yōu)化鉆井施工工藝和鉆進(jìn)參數(shù)的技術(shù)研究，制定了符合現(xiàn)場實際和特點的施工組織設(shè)計和安全技術(shù)措施，確定了合理的鉆壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、泥漿沖洗量等

11、一系列鉆進(jìn)參數(shù)，保證了施工的安全、順利和高效。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第25頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 4、新型單內(nèi)鋼板高強(qiáng)混凝土復(fù)合井壁施工技術(shù)的研究，確保了井壁質(zhì)量，有效地降低了混凝土的水化熱，解決了大體積混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫度裂紋的技術(shù)難題，為今后在鉆井井壁施工中采用高強(qiáng)混凝土復(fù)合井壁積累了經(jīng)驗。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第26頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 5、泥漿維護(hù)與控制技術(shù)的研究，成功地保證了在鉆井期間井幫的穩(wěn)定和井壁下沉的順利及壁后充填的質(zhì)量。 為今后在深厚沖積層下鉆井提供了經(jīng)驗。

12、復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第27頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 6、新型“SKD1型大口徑深井超聲波測井儀”的研制成功，解決了大口徑深井井徑井斜的測量問題，使我國在大口徑深井方面的測井技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第28頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項目總投資額19725.31回收期（年）3 年 份新增利潤新增稅收節(jié)支總額2003年37.1311.9449.072004年1283.77346.301630.072005年1408.30250.861659.16合計272

13、9.20609.103338.30計算依據(jù)：工程預(yù)算19725.31萬元，實際成本16996.11萬元，營業(yè)利潤2729.2萬元，新增稅收609.10萬元。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第29頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二五、社會效益 1、龍固兩主井582.75m采用鉆井法施工成功，創(chuàng)造了安全、快捷、優(yōu)質(zhì)的全新紀(jì)錄，將我國鉆井法鑿井技術(shù)提高到了一個新水平。 2、546.48m深厚不穩(wěn)定沖積層鉆井法的成功，證明鉆井法是深厚沖積層下鑿井的最可靠的工法之一。為我國開發(fā)深厚沖積層煤田提供了可靠的施工方法。 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第30頁，共3

14、5頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二 3、提高了我國在國際上的深厚沖積層下建井技術(shù)水平，為我國打入國際開礦市場創(chuàng)造了有利條件。 4、該技術(shù)的成功，加大了將鉆井法推廣到其他行業(yè)的力度，如冶金行業(yè)、交通工程、市政工程、國防工程等。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第31頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二六、推動科技進(jìn)步的作用 龍固兩主井沖積層厚度546.48m，鉆井深度582.75m，是我國采用鉆井法鑿井實現(xiàn)的一次巨大跨越，是我國鉆井法鑿井技術(shù)發(fā)展的又一里程碑。 龍固主井的施工成功，創(chuàng)造了國內(nèi)、外深厚沖積層鉆井法建井的最高紀(jì)錄，將我國的鉆井施工技術(shù)提高

15、到了一個新水平，其綜合技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第32頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二七、推廣應(yīng)用情況 1、龍固風(fēng)井：鉆井深度580m，沖積層厚度 533.1m，鉆孔直徑9.0m，成井直徑6.0m，于 2003年7月1日開鉆，2005年7月8日竣工。 2、板集主井、風(fēng)井：設(shè)計凈直徑分別為6.2m、 6.5m，沖積層厚分別為584.1m、583.8m，鉆進(jìn) 深度分別為660m、656m，鉆孔直徑分別為9.5m、 9.9m 復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑深井鉆井法施工技術(shù)研究第33頁，共35頁，2022年，5月20日，22點58分，星期二八、本項目曾獲科技獎勵情況 獲獎項目名稱獲獎時間獎項名稱獎勵等級授獎部門（單位）龍固井筒（雙井筒)近600m鉆井法鑿井技術(shù)研究