钻井基础（精选4篇）
钻井基础 篇1
1 递延资产管理现状
1.1 递延资产的范围和购置
递延资产范围包括:钻具、井口井下工具及仪器、野营房、固控装置、井控装置。基层单位根据各自管理的递延资产实际情况及生产需求进行统计上报, 经公司综合平衡后下达递延资产的购置计划。
1.2 管理机构职责分工
财务科负责设置公司递延资产明细账及相关实物台账, 根据规定计提各项递延资产摊销费用, 根据审批后的报废、处理等手续做财务处理。机动科负责验收、管理、报废鉴定和审报手续的办理工作。生产技术科负责钻具、工具及仪器、井控装置的技术管理。技术服务公司负责对定向井工具、螺杆钻具、无磁钻铤等递延资产的验收、管理, 建立公司的明细台账。管具分公司负责对钻具、工具、井控装置等递延资产的验收、使用、管理、报废申报手续的办理工作, 建立公司递延资产的明细账。
1.3 递延资产基础管理现状
(1) 基础管理工作不扎实, 主要表现在递延资产的静态管理不完整, 动态管理不及时。
(2) 个别基层车间队缺乏专职的递延资产管理人员, “重进轻管”意识比较严重。对于递延资产的现场管理力度不够。
(3) 对于外部项目占用的递延资产并没有按照制度规定, 以致各基层单位所掌握的递延资产信息不对称。
2 递延资产基础管理的对策及建议
2.1 认真做好递延资产的基础管理工作
(1) 做好现场递延资产的“钉牌喷记”工作。在递延资产管理中全面推行现场“钉牌喷记”的管理方式, 尤其是对新增资产要及时进行现场核对、焊号, 这个自行焊号将作为公司内部各单位调配递延资产的统一标识, 调配时所签认的内部劳务结算单需要在显著位置标明焊号, 以此从源头上避免递延资产账实不符现象的发生。
(2) 基层车间队资产实物管理员为所负责的递延资产建立卡片, 并根据实际情况及时对相关内容进行更新或补充。卡片的内容包括自行编号、资产名称、型号/规格、制造商、供应商情况、价格、购买日期、维修/维护情况、领用情况、历次清查记录等。同时, 保管好相关附件, 含资产检验记录、随机文件 (包括设备说明书、合格证、装箱/配置清单及保修卡等) 、维修/维护申请单及备用零部件等。
(3) 基层车间队每月将资产动态以报表形式报送大队站递延资产专职管理人员, 大队站在对基层车间队考核时将此项内容纳入考核范围, 以确保能随时掌握资产动态情况。
(4) 在各基层车间队设置专职的资产管理人员, 加强对递延资产的现场管理, 要求对正在使用的递延资产技术状况准确把握, 以利于递延资产的维护更新。
(5) 严格执行公司递延资产管理办法, 督促各外部项目及时准确的将所负责的递延资产实体动态变化情况, 及时以报表或其他书面形式告知递延资产主管单位。
2.2 健全基层大队站递延资产管理规章制度
保证从递延资产管理的源头起就有章可循、有章必循、违章必究。
2.3 尽快实现递延资产管理工作的电算化
由于递延资产规模越来越庞大, 种类繁多, 各项管理工作仅靠传统的手工管理、手工统计渐渐不能适应工作要求, 有必要实现管理工作的电算化, 即建立起包括计划管理和核算管理等功能齐备的信息系统, 将递延资产的购置、决算、处置、报废、核算等各项业务全部通过系统加以反映。
2.4 加大培训力度, 全面提高递延资产管理人员的业务素质
2.5 重视递延资产的更新改造工作
对递延资产适时地进行更新改造, 能最大限度的发挥递延资产的经济效益。递延资产是公司生产经营的重要手段, 是任何事物都不能代替的主要生产资料, 搞好递延资产管理, 尤其是递延资产基础管理, 是公司生产经营的关键问题。
钻井基础 篇2
【关键词】石油；钻井；钻头选择；钻井液确定；浅析
石油钻井工作在石油开发、石油勘探工作中发挥着基础性的作用，在收集地质资料、收集开发数据、证明石油构造等方面，石油钻井作业必不可少。石油钻井工作的速度对石油开发成本、产出效益起着决定性的作用。当前，石油资源短缺已成为一個世界性问题，在这样的背景下，不断提高石油钻井技术的研究力度，从而保证石油钻井的质量显得尤为重要。
1.钻头、钻井液
钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一，钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏，在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用，特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响，而钻井液的确定会对石油钻井的效益产生一定的影响。应当将石油钻井工作的具体情况作为立足点，对钻头、钻井液有一个全面的了解，在具体的钻井工作中科学选择钻头、合理确定钻井液，从而提高石油钻井的工作效率、工作质量，才能使石油钻井更好地发挥自身的价值，为促进石油事业的发展作出一定的贡献。
1.1钻头
钻头是钻井设备的主要组成部分，其主要作用是破粹岩石、形成井眼。旋转钻头是目前石油行业普遍使用的钻头，在机械的带动下旋转钻头会产生旋转，从而带动整个钻头产生向心运动，并通过侵削、研磨使岩石发生裂痕并破碎，起到向下钻探的作用。钻头是主要的钻井设备之一，根据工作环境、地域环境的不同，钻头的规格、形状也应当有所不同，在进行石油钻井工作时，应当以具体需要、具体设计方案为根据，合理地、科学地选择钻头。
1.2钻井液
在进行石油钻井工作的过程中，钻井液是必不可少的介质，其主要作用是在钻井过程中清理、冲洗井底，将在岩石破粹过程中所产生的钻探岩屑、尘屑带到地面，并对钻头进行冷却、润滑，平衡地层压力、井壁压力，从而保证钻井工作的顺利进行，也被称为钻孔冲洗液、钻井泥浆、洗井液。按照成分的不同对钻井液进行划分，主要有空气雾化钻井液、泥浆钻井液、清水钻井液（无固相聚合物钻井液）与天然高分子钻井液等种类。清水钻井液、泥浆钻井液是石油钻井工作中较为常见的钻井液。
2.钻头分类及选择
目前石油行业使用的钻头有很多种类，以不同的钻进方式为根据对钻头进行分类，可以将其分为金刚石钻头、牙轮钻头与刮刀钻头，这三种钻头是最基本的钻头形式。在这三种钻头中，在石油钻探工作中应用最为普遍、最为广泛的一种是牙轮钻头，其应用程度也比较深。将这三种钻头进行对比，使用范围最小的一种钻头是刮刀钻头。本文主要介绍的是金刚石钻头与牙轮钻头。
2.1金刚石钻头及选择
切削刃使用的是金刚石材料的钻进刀具就是金刚石钻头，金刚石钻头的主要优势在于能够适应研磨性较高、地质较硬的地层，切割性能也比较优良。在高速钻探方面具有非常显著的优势。以所适应地层的差异为根据，可以将金刚石钻头分为普通金刚石钻头、聚晶金刚石复合片钻头两大类。在这两大类之中，普通金刚石钻头适用于研磨性较高、地质较硬、地质复杂的地层；聚晶金刚石复合片钻头能够被广泛的应用于硬质地层、软质地层、软硬适中的地层，其应用范围十分广泛。刀片的不同是这两种金刚石钻头的主要差别所在。聚晶金刚石复合片钻头主要有四个组成部分，即金刚石复合片、喷嘴、胎体以及钻头体；普通金刚石钻头主要有四个组成部分，即金刚石颗粒、喷嘴、胎体以及钻头体。
因为金刚石钻头的切割性能比较优良，因此在选择金刚石钻头当做石油钻井工具时，能够高速钻探，也能够在一定程度上扩大钻深。在使用金刚石钻头进行石油钻井作业的过程中，需要高度注意的有以下几个方面：第一，金刚石钻头的价格比较高，因此在使用时应小心操作，降低损坏程度；第二，金刚石钻头在热稳定性方面具有一定的缺陷，因此在使用时要保证钻头的冷却性能、清洗情况；第三，其质地比较脆，因此金刚石钻头的抗冲击性能会比较差，应该严格按照金刚石钻头的相关规程来进行严格的、规范的操作。
2.2牙轮钻头及选择
以牙轮钻头的结构为依据，可以将其分为水眼、轴承、巴掌、牙轮以及钻头体这五个部分。如果是密封喷射式的牙轮钻头，在一般情况下还包括储油补偿系统这一部分。螺纹一般会在牙轮钻头的上部，钻柱与螺纹进行相互连接，钻头下部会存在牙轮，其上带有三个巴掌，牙轮轴上装上牙轮，牙轮轴与各个牙轮之间装有轴承，牙轮会通过其自身所带的切削齿进行破碎岩石工作。钻井液的通道就是钻头的水眼。在进行石油钻井工作的过程中，通过钻进过程中的横向剪切作用、纵向振动作用，牙轮钻头会实现破碎岩石的目的，从而能够提升钻井速度。
在选择牙轮钻头当做石油钻井工具时，需要按照钻井设备的实际情况、地层的实际条件以及相邻油井的地质资料、地层资料来进行牙轮钻头的选型。在进行选择时，需要考虑的问题主要有以下几点：首先，应考虑钻井地层中的软硬交错情况是否存在；其次，应考虑在石油钻井工作中是否需要防斜钻进、曲线作业；再次，应考虑同一油井中的不同钻进井段的实际深浅情况；最后，应考虑钻井地质、地层的可研磨性以及软硬程度。
3.钻井液分类及钻井液确定
3.1钻井液的分类
钻井液的主要作用是在钻井过程中清理、冲洗井底，将在岩石破粹过程中所产生的钻探岩屑、尘屑带到地面，并对钻头进行冷却、润滑，平衡地层压力、井壁压力，从而保证钻井工作的顺利进行。随着钻井种类的增多，钻井技术的进步发展，钻井液的种类也得到了不断的增多。当前对钻井液进行分类时所采用的重要分类标准是“相”。以“相”为标准可以将钻井液分为惰性固相钻井液、活性固相钻井液以及液相钻井液这三大类。第一，惰性固相钻井液主要包括加重材料、钻屑等，惰性固相钻井液对特殊地质具有比较高的适应性；第二，活性固相钻井液主要包括油基钻井液中所加入的有机膨润土或者是在进行石油钻井过程中所加入的膨润土、造浆粘土，活性固相钻井液能够被广泛地应用于碎裂性地质的钻井作业中；第三，液相钻井液主要包括清水类钻井液与油质类钻井液，液相钻井液具有清洗、润滑、降温的功能，在石油钻井中是最为常见的一种钻井液类型。应该按照实际使用需求进行钻井液的配置工作，从而获得不同性能的、能够适应不同地层地质的钻井液，如在钻井液中添加合适的添加剂，调整钻井液中活性固相的分散状态，从而实现调节钻井液性能的目的。
3.2钻井液确定
在实际设计过程中，钻井液的确定对于保证石油钻井的可靠性、经济性具有重要的作用，钻井液的确定存在着很多的影响因素，也具有很多层面，近年来，欠平衡钻井技术得到了快速的发展，钻井液确定中其密度的确定成为了关键所在。钻井液密度确定过程主要包括地层孔隙压力、环空消耗、最终密度的计算、确定。第一，地层孔隙压力。采用不同的压力检测方法进行检测，所获得的监测数据也有非常明显的不同，误差高达百分之十。特别是在进行深井钻井时，计算误差在很大程度上超过负压差值。在计算误差这一方面来看，dc指数法、C指数法以及声波时差法等无法保证钻井液密度确定的准确性。地层孔隙压力，由油藏地质工程于勘探过程中所提供的，主要包括MFT測试压力、试油静压以及钻杆测试压力，在确定具体的井压时应该以油层的深度为根据予以适当的调整。在探井过程中，应以随钻时得到的试井数据为主要根据进行分析、计算，从而获得地层孔隙压力。第二，环空消耗。钻井液密度确定与环空压耗具有直接相关的关系。在普通的近平衡、过平衡钻井现场，在一般情况下，会根据喷射钻井所使用的最大钻头的水功率来设计泵的排量，在这样的前提条件下，钻井液循环可以基本达到紊流状态。对欠平衡钻井来说，为提高井控的可靠度，从而有效地避免紊流状态对裸眼油气层所产生的冲刷作用，欠平衡钻井液不能有过大的排量，应该要使欠平衡钻井液的流动状态保持在层流状态。第三，钻井液最终密度的计算与确定。钻井液密度的数值等于：地层孔隙压力减去井底负压设计值再减去环空压耗所得出的差再乘以102得出的乘积除以钻井的深度。
结语
石油钻井工作的钻头选择直接影响着钻井质量、钻井效率以及油井建成后的管理难度，因此，在对钻头进行选择的过程中，应当以钻井地质、地层的实际情况以及工程的实际需要为主要根据来合理地进行选择。钻井液的确定对于石油钻井工作是否能够顺利进行、钻井的可靠性具有非常重要的意义，因此，应以正确算例作为主要根据进行准确的计算，并在此基础上与钻井地质、地层的实际情况相结合进行计算，从而保障钻井液确定的准确性、合理性。综上所述，本文主要对石油钻井的钻头选择以及钻井液确定作了浅要的分析，望对相关研究与石油钻井实践有所帮助。
参考文献
[1]王泽罡.浅析石油钻井的钻头选择及钻井液确定[J].中国石油和化工标准与质量，2014，01：49.
[2]丁海军，刘建军，丁随军.钻井的钻头选择及钻井液确定[J].化工管理，2014，21：67.
[3]刘志强.石油钻井的钻头选择及钻井液确定[J].中国石油和化工标准与质量，2011，11：193.
[4]张世杰.石油钻井的钻头选择及钻井液确定[J].中国石油和化工标准与质量，2012，12：205.
钻井基础 篇3
1.1 基本概念
人们常把进入油气层井眼的井斜角不低于86°的井段称为水平井段, 能沿油层走向形成这种水平位移的特殊定向井归纳为水平井, 它主要被广泛应用到这几方面:可减少沙田开发过程中水锥、气锥问题, 可开发低渗透致密油藏和重油;可开发天然裂缝性油藏, 边水驱动和气驱动油藏, 不易钻探的油藏;热采应用;不规则油藏及薄层油藏等。
1.2 常用术语
水平井除具有普通定向井的一些基础的技术术语外, 其本身的特点仍有一些基本术语。如入靶点是指地质设计规定的目标起始点;终止点是指地质设计规定的目标结束点为耙前位移是指入靶点的水平位移;水平段长为入靶点与终止点的轨道长度;梯形靶即纵向为a米, 横向b米的夹角内;圆柱靶即沿水平段设计井眼轴线的半径为R米的圆柱;矩形靶即纵向为a米, 横向为b的长方体等。
2 水平井环空携砂效果分析
2.1 水平井作业中遇到的洗井问题
从直井段到斜井段至水平井段, 岩屑在环空中运移规律表现出明显的不同, 基本上可用井斜角表示:即0°~30°, 30°~60°, 60°~90°。称为第一洗井区, 第二洗井区, 第三洗井区。理论分析认为:在三个洗井区中, 第一井区用层流携岩最佳。第三洗井区用紊流携岩最佳, 第二洗井区层紊流和层流均可。但对于现场实际情况, 由于大斜度井段和水平井段钻进时使用动力钻具, 而动力钻具又受到大排量的限制, 所以, 环空很难达到紊流流态。大量文献资料表明:环空返速是影响环空携岩的主要因素。因此, 对一口水平井来说, 关键是合理设计返速。
2.2 水平井钻井中钻井液流变参数的合理范围
1) 第一洗井区 (0°~30°) , 在此洗井区基本类似直井携岩情况, 从保证井眼净化要求这一角度出发, 只要能够保证下列式子成立, 便能安全地钻进。
2) 第二洗井区 (30°~60°) , 在该倾角范围内, 大部分岩屑沉聚在下井壁, 形成岩屑床。宏观上讲环空内的流动状态为非均称悬浮, 岩屑以移动床、固定床形式出现;从微观上讲, 床层表面的岩屑颗粒以悬浮, 跃移、层移的形式沿井轴向上运动。在第二洗井区里, 如果由于其它原因环空返速较小, 那么, 从清洗环空的角度来说, 在具体钻井条件许可的情况下, 适合采用高限的流变参数来提高钻井液的携岩能力。
3) 第三洗井区 (60°~90°) , 在大斜度环空井眼内, 岩屑的形成是必然的, 宏观上岩屑以固定模型出现, 也就是说在此倾角范围内, 不存在岩屑床下滑的问题。钻井液流变参数对携岩效果的影响基本与第二洗井区相似。大斜度井段的岩屑运移不再完全依赖于钻井液的引力, 所以用固相颗粒下沉速度来预测井况就不太合适。大斜度井中的岩屑在井眼底侧形成了岩屑床, 一旦形成, 钻具将不同程度地嵌埋进去, 岩屑床越厚, 越易造成卡钻事故, 这就要求钻井液具有适宜的静切力和屈服值, 使岩屑在水平段、大斜度井眼环空中形成非均相浮体, 达到携岩的效果。
2.3 钻井液流变参数合理范围的标准
在直井段或者近直井段, 即是在第一洗井区, 判断井眼环空是否干净, 表征钻井液携岩能力大小的标准是岩屑运移比, 但在斜井段和大斜度井段钻井液携岩能力的评估, 原因是由于在斜井段和大斜度段岩屑下沉速度和钻井液平均上返速度矢量不在同一方向上, 所以, 仍按直井段或近直井段携岩效果好坏的标准来计算是不科学的。
3 川西地区钻井作业基本情况简述
钻井地质特征描述包括地层岩性、岩石力学参数、可钻性、研磨性和地应力及三地层压力体系等。川西坳陷发育有巨厚的侏罗系和上三叠系陆相碎屑岩地层, 自上而下主要有蓬莱镇组、沙溪庙组、千佛崖组和须家河组4个气藏, 上三叠系须家河组气藏以须二段为主要目的层, 其井深一般为4 600~5 700米, 该深层气藏是目前扩大储量的重要勘探目标。但该区工程地质特征复杂, 表现为纵向上存在多个产层段和多套压力系统, 在进入蓬莱镇后, 高压气层发育、地质构造复杂, 浅部地层多为不整合接触, 地层破碎, 泥页岩水化强, 深部须家河组煤层不稳定、易坍塌, 且裂缝与断裂发育, 泥浆密度窗口窄, 井壁稳定性差, 易发生“喷漏卡塌”等钻井事故。此外, 在下沙溪庙和须家河组地层, 地层岩性致密坚硬, 以石英砂岩为主, 研磨性强、可钻性差, 导致钻速慢、钻井周期长, 钻头选型难。由于测井资料蕴含大量的地质环境因素信息, 具有高分辨率、连续性好、方便和经济等优点, 可利用测井资料深入研究已钻井或待钻井的钻井工程地质特征。基于上述情况, 根据可钻性试验与测井计算的岩石可钻性, 采用灰色关联分析法优选与地层相匹配的钻头类型。同时, 采用优质的钻井液, 是深井水平井安全钻井成功的重要保证, 它不仅对稳定井壁、携带岩屑, 还需对井筒和钻柱起到高效的润滑作用, 而且对油层应要起到良好的保护作用。
4 深井水平井钻井液的参数选择和技术要求
钻井液又称泥浆, 在钻井时循环使用, 被世界公认为油田钻井的血液, 主要作用是把岩屑从井底携带至地面, 结合川西地区的地质特点, 对钻井液进行合理选择, 就愈加体现出钻井液的重要性。
4.1 钻井液的参数选择
井眼净化是水平井钻井液的技术难点之一。一般认为:水平井井眼净化和钻井液流型、流态、环空返速、井眼轨迹以及钻屑密度、尺度等有关。但根据国内外水平井钻井液技术的成熟经验, 井眼净化主要和PV、YP、YP/PV、Gel等钻井液参数有关, 根据地层空隙压力、地层特征及水平井钻井特点, 以实现安全、优质、高效的钻井为目的, 通过合理调整上述参数可以解决钻井液悬浮、携带等问题。另外, 钻井液静切力是悬浮性的表现, 必须加以严格控制。
4.2 钻井液的技术要求
深井水平井钻井液技术的难点和重点均在水平段的钻进, 其次是造斜井段的钻进。总体来说, 既要求有“钻井液”的特点 (直井段和造斜段) , 又要求有“完井液”的特点 (水平段) 。为了适应深井水平井的特殊要求, 应在保护油层的原则下, 最大程度地适应所钻井的井眼特点及地质特性, 优选合适的钻井液体系。在选择容易转化成完井液的钻井液体系外, 还应满足如下要求:一是较好的防塌抑制性。即选用抑制能力强的抑制性水基钻井液或油基钻井液, 能有效地抑制地层的水化膨胀和剥蚀掉块, 从而稳定井壁, 消除或减缓井眼不稳定现象的发生;二是润滑性能良好。钻井液应有好的润滑性, 形成的泥饼要薄而韧, 使其摩阻系数小于0.1, 以尽量减少摩阻和扭矩, 以减少卡钻事故;三是较好的悬浮、携屑能力, 防止形成岩屑床;四是较强的抗污能力和防漏能力;五是较好抗温能力和油层保护性能。
此外, 完井液的选择。随着世界各国对环境保护的日益重视, 勘探钻井开发活动也越来越受到限制。在完井作业中, 做好井控工作既可减少对油气层的损害, 又可防止井漏和井喷失控, 从而实现完井安全作业。完井液, 在油气井完井作业过程中所使用的工业液统称为完井液。从广义上讲, 从钻开油层到采油及各种增产措施过程中的每一个作业环节、所使用的与产层接触的各种工作液体统称为完井液。完井液的功能是保护储层和保护作业安全, 因此, 具有健康、安全、环保的功效。完井液必须考虑到具体的地质环境特点进行选择。
5 钻井作业清洁生产的必要性和重要意义
5.1 做好钻井液技术服务
随着油田科技进步的日新月异, 钻井液已从仅满足钻头钻进发展到适应钻井各方面需求。例如:为快速钻井服务的低粘度、低摩擦的聚合物钻井液, 防卡钻井液, 针对岩石特点的防塌钻井液, 钻盐岩层的饱和盐水钻井液, 保护油气层的低密度水包油钻井液, 防堵塞油气通道的油基钻井液和开发低压油气田的泡沫钻井液等等。钻井液技术服务是指包括钻井液调配、循环运转及回收在内的综合整体性服务, 一般由专业的工作队配合钻井工作完成, 工作时间同钻井深度成正比。
5.2 做好油田环保技术服务
石油天然气勘探开发中产生的污染物主要是含油污水、废钻井液两个方面。油田环保技术服务是指通过处理含油污水、废钻井液而减少石油开采对环境的影响。针对这两个方面的环保处理:一是含油污水环保处理。目前我国石油和天然气开采主要采用注水法, 即利用注水井把水注入油层, 以补充和保持油层压力, 实现油田高产稳产, 并获得较高的采收率。由于采用注水法注入油层的水的大部分会通过采油井随原油一起回到地面, 因而产生了含油废水。这部分污水无论是循环使用还是外排均需进行环保处理, 否则将对周围环境造成危害。当今对含油污水的处理主要是通过建设、运营污水处理站进行处理从而提高含油污水回注循环使用比例, 同时提高外排水水质;二是钻井液环保处理。在石油和天然气钻井过程中, 钻井液是保证钻井工作顺利进行必不可少的物质, 但由于循环使用的钻井液含有大量粘土、钻屑、加重材料、各种化学处理剂、无机盐以及废油, 因而使用完毕后必须进行无害化处理。目前比较有效的废钻井液环保处理主要是通过添加固化添加剂将废钻井液固化, 固化物用于直接填埋覆土耕种。
参考文献
[1]石秉忠.深井水平井钻井液技术难点与工艺措施[J].西部探矿工程, 1998 (5) .
[2]田云英.川西地区钻井地质特征的测井研究[D].西南石油大学, 2007.
钻井基础 篇4
油田勘探区域北起燕山南麓, 南至渤海5米水深线;西起涧河, 东至秦皇岛一带, 勘探面积5797平方千米, 其中陆地面积4797平方千米, 滩海面积1000平方千米。依据工程地质详勘报告得知, 冀东油田采油区域主要地层由滨海相及海陆交互沉积物构成。在勘探范围内自上而下选择5个地层进行分析, 各层土的特征分述如下:
第①层杂填土:分布不连续, 黄褐-浅褐色;松散;湿;以粉土为主, 局部夹粘性土, 含碎石及植物根系, 不均匀, 下部为素填土;层厚0.4m~2.2m。
第②层位粉质粘土:分布连续, 灰-灰褐色;软塑-可塑;切面较光滑, 韧性及干强度中等, 含有机质及腐殖物, 局部夹粘土及粉砂薄层, 属高压缩性土, 层厚4.8m~9.2m, 工程性质差, 地基承载力特征值为75KPa。
第③层粉土:分布不连续;灰黄色;稍湿-湿;切面粗糙, 摇震反应中等, 韧性及干强度低, 土质较均匀, 含砂性, 属低压缩性, 层厚0.7m~2.3m, 工程性质一般, 地基承载力特征值为115KPa。
第④层粉砂:分布连续;灰黄色;稍密-中密;饱和;以长石、石英为主, 分选性好, 级配较差, 局部夹细砂薄层;层厚1.5m~4.7m, 工程性质稳定, 地基承载力特征值为125KPa。
第⑤层粉砂:分布连续;灰-黄褐色;软塑-可塑;切面稍光滑, 干强度中等, 韧性中等, 土质较均匀, 局部含粉砂薄层, 底部含姜石。层厚2.70m~6.30m, 地基承载力特征值为100KPa。
根据以上地质报告分析, 第 (3) 、 (4) 层均可以选作为持力层。
二 水泥土搅拌桩的加固机理
水泥土搅拌桩是通过特制的深层搅拌机械, 利用水泥作为固化剂, 在地基深处将软土与固化剂强制搅拌, 固化剂和软土间发生化学反应, 使软土固结成具有一定强度稳定性的地基, 所形成的复合地基其承载力提高较多。目前, 水泥土搅拌桩地基加固技术已经广泛应用于软地基处理中, 尤其适用于饱和软粘土地基的加固。
三 水泥土搅拌桩的设计
1 单桩竖向承载力的确定。
依据《建筑地基处理技术规范》, 单桩竖向承载力按下式估算:
式中:F c u-与搅拌桩桩身水泥土配合比相同的室内加固土试块, 在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值 (KPa) 。
η-桩身强度折减系数。干法:0.2~0.3;湿法:0.25~0.33;
Up—桩的周长 (m)
Q b—土的加权平均侧阻力的特征值 (KPa) 。
L—桩长 (m)
Q p—桩端地基土未经修正的承载力特征值 (KPa) 。
α一桩端天然地基土的承载力折减系数。
Ap—桩身横截面面积 (m2) 。
本工程桩周土的加权平均侧阻力的特征值见表1:
固化剂选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。要求桩身水泥土强度大于2.0M p a。水泥掺量以现场土及所选用的水泥试验配合比确定。水泥浆水灰比可选用0.5~0.55;根据地勘报告中地层厚度计算, 桩长确定为8.2m, 水泥土搅拌桩桩径一般选用0.5m。
2 复合地基承载力的确定
根据井架重量和钻井基础面积计算结果分析, 处理后地基承载力大于或等于100Kpa。即Fspk=100Kpa, 方可满足工程设计要求。桩的平面布置形式按正方形布桩, 桩距为1.0m, 桩土面积置换率m= (d/d e) 2=0.178。复合地基承载力按下式确定:
四 水泥土搅拌桩的施工要点
1 桩机定位、对中
放好搅拌桩桩位后, 移动搅拌桩机到达指定桩位, 对中。
2 调整导向架垂直度
采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求, 垂直度小于1.0%桩长。
3 预先搅拌下沉
启动深层搅拌桩机转盘, 待搅拌头转速正常后, 方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌, 下沉速度可通过档位调控, 工作电流不应大于额定值。
4 拌制浆液
深层搅拌机预搅下沉同时, 后台拌制水泥浆液, 待压浆前将浆液放入集料斗中。选用水泥标号325#普通硅酸水泥拌制浆液, 水灰比控制在0.45~0.50范围, 按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。
5 喷浆搅拌提升
下沉到达设计深度后, 开启灰浆泵, 通过管路送浆至搅拌头出浆口, 出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置, 按设计确定的提升速度 (0.50~0.8m/min) 边喷浆搅拌边提升钻杆, 使浆液和土体充分拌和。
6 重复搅拌下沉
搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后, 关闭灰浆泵, 重复搅拌下沉至设计深度, 下沉速度按设计要求进行。
7 喷浆重复搅拌提升
下沉到达设计深度后, 喷浆重复搅拌提升, 一直提升至地面。
五 结束语
水泥土搅拌桩地基加固技术的应用, 不但提高了钻井基础的安全性、可靠性, 同时其机动灵活、施工周期短的特点更是减少了钻机停等时间, 提高了钻井速度, 特别是在油田老区施行精细开发时, 经常存在临时调整井位的情况, 水泥土搅拌桩地基加固处理技术在一定程度上为调整钻井方案提供了时间支持, 这对优化井位部署, 实现油田科学开发、精细开发帮助极大。
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》 (GB50007—2002) .