關(guān)于深井檢修方案的探討

摘 要：施工過程中由于深井、超深井地質(zhì)情況不明，地質(zhì)預(yù)告不準(zhǔn)、漏泥、漏沙及減漏水位置勘察不準(zhǔn)等原因，維修井壁及延伸深井過程中諸多復(fù)雜情況，使深井的維修充滿不確定性。

關(guān)鍵詞：水泥壓漿堵漏；下管止水止砂；延伸鉆進(jìn)

1 前言

劉舉水源車間2#供水井，2011年5月份潛水電機(jī)及之前轉(zhuǎn)子軸脫落于井下而停用，同時(shí)早些年已發(fā)現(xiàn)第四系套管破損漏水而影響水質(zhì)，本次修井目的一是打撈井下水泵電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸，二是第四系套管破損修復(fù)，根據(jù)井涌水量，延伸井深，清淤洗井，使供水井恢復(fù)正常使用。

按照修井“施工方案”和調(diào)整“補(bǔ)充施工方案”要求，自2011年11月份正式施工，車間先后進(jìn)行拆除井房及底面輸水管道，打撈水泵電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸，水泥封堵第四系套管9.5米處漏洞，下部套管下入內(nèi)襯鋼管封固止砂止水，根據(jù)試抽水水量延伸井深、清淤洗井等工序，空壓機(jī)攏水洗井至井深240米。在上述施工工序過程中，使第四系套管內(nèi)壁多年形成的水垢、腐蝕鐵皮脫落下來，經(jīng)再次井下電視檢查，又發(fā)現(xiàn)水位以下18米、24米、60米、80米等處管體腐蝕漏洞、螺旋管口開裂破損和管壁缺損，漏水漏沙現(xiàn)象明顯，根據(jù)第四系套管破損程度和位置，制定修復(fù)“補(bǔ)充施工方案”，為了保持下泵段原孔徑不影響下入原井水泵抽水，經(jīng)研究決定：（1）井深60米以上孔段管壁采取水泥壓漿堵漏方法止砂止水，（2）60米以下孔段為防止水泥漿壓入地層環(huán)繞到基巖內(nèi)影響井涌水量，采取下入325mm內(nèi)襯套管方法止砂止水，（3）為增加井涌水量，延伸鉆進(jìn)至井深340米。于2012年10月5日完成了2#井修井各分部工程施工。經(jīng)下入原井水泵連續(xù)間斷性泵抽洗井試驗(yàn)抽水，現(xiàn)場觀測靜水位20.8米，動水位24.2米，井涌水量430T/h，最大水位降深4.12米，井水含沙量小于1/20000。經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

2號井維修工期較長，其原因一是打撈水泵電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸難度較大，特別是電纜線切割、撈取和電機(jī)體、轉(zhuǎn)子軸等打撈工具制作和施工；二是60米處以下螺旋鋼管焊口開裂，經(jīng)多年抽水沖刷至管壁破損缺失，造成第四系地層砂和卵礫石串入井內(nèi)，給水泥壓漿堵漏、清淤造成較大難度，相應(yīng)延長了施工時(shí)間，三是下管通孔清淤和延伸鉆進(jìn)中設(shè)備調(diào)整也拖延了時(shí)間。

2 拆除泵房及地面管道

采用大型挖掘機(jī)和吊車配合拆除井房主體，運(yùn)輸車倒運(yùn)廢棄物料，人工拆解輸水管道、閘閥等，并平整施工場地、接通水源電源，做好修井設(shè)備進(jìn)場施工一切準(zhǔn)備工作。

3 打撈水泵電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸

3.1 井下電視錄像。經(jīng)井下電視錄像發(fā)現(xiàn)，電機(jī)卡在99米變徑處，而錄像最大深度為90米，90-99米沉淀物主要有脫落電纜線、堆積泥沙和腐蝕雜物。

3.2 修井設(shè)備選用。轉(zhuǎn)盤式修井鉆機(jī)，配備Φ73mm無細(xì)扣鉆桿和各類打撈鉆具，600/30壓漿設(shè)備一臺套，7/6型空壓機(jī)一臺套。

3.3 打撈方法。首先交替采用Φ377mm、Φ325mm筒狀切割鉆頭研磨切割電纜線，并配合淘沙筒、沖抓器、打撈鉤等撈取沉淀雜物。空壓機(jī)攏水吸取沉淀泥沙、礫石等，采用Φ273mm、Φ219mm兩種型號板牙式打撈器撈取電機(jī)體和轉(zhuǎn)子軸，歷時(shí)40天，原井內(nèi)電機(jī)體和轉(zhuǎn)子軸以及沉淀雜物全部打撈出來，并探明井深240米。

4 第四系套管破損修復(fù)

4.1 水泥壓漿堵漏。按照“施工方案”和調(diào)整“補(bǔ)充施工方案”要求，除水泥壓漿堵漏9.5米處管壁漏洞外，分別對18米、24米、60米處漏洞及破損處進(jìn)行水泥壓漿封堵。由于60米處管壁破損缺失，采取重復(fù)壓漿，使該孔段形成堅(jiān)固的水泥井壁。各管壁破損處壓漿技術(shù)數(shù)據(jù)參照表1。

4.2 下管止水止砂處理。水泥壓漿堵漏結(jié)束，經(jīng)試抽水，發(fā)現(xiàn)井水含沙量較高，且水量偏小。經(jīng)再次錄像發(fā)現(xiàn)，管壁80.4米處有兩個(gè)大小不等的破損漏洞（返砂主要部位），分析井涌砂原因：（1）井出水量小而抽水泵型大，加大了水位降深，使地層產(chǎn)生的負(fù)壓較大，第四系地下水?dāng)y帶沙子從80米漏洞處進(jìn)入井內(nèi)。（2）成井時(shí)第四系與基巖面均沒有采取水泥固井，用紅粘土回填封井，管底口地下水與基巖水串通，第四系含水層中新的沙子隨水流進(jìn)入井內(nèi)。（3）地層變動，造成井壁破裂。故障部位相對應(yīng)含水沙層，電解質(zhì)過高，造成井壁高度腐蝕。另經(jīng)井群有關(guān)資料查證，成井時(shí)第四系與基巖接觸帶均未采用水泥固井止水工藝，為了確保2#供水井修井質(zhì)量，采取下入內(nèi)襯套管方法止水止砂固井（同時(shí)進(jìn)行修井設(shè)備調(diào)整）。

4.2.1下管

結(jié)合深井實(shí)際狀況及造價(jià)，結(jié)合表1參考數(shù)據(jù)，管材選用Φ325mm無縫鋼管（厚8mm），管體總長51米，上管口至原套管內(nèi)53米，并采取Φ377毫米、Φ426毫米二級變徑，下管口變徑處以下至104米，管口氣割打磨45度角，管口電焊焊接不少于2遍，并嚴(yán)格做到垂正圓直焊實(shí)，卷揚(yáng)機(jī)送入預(yù)定深度。

4.2.2 止水止砂處理

采用井下膨脹橡膠做止水材料，將膨脹橡膠預(yù)先固定在管口處（見2號井下管止水止砂結(jié)構(gòu)圖），管體下入后，上下管口處各壓入1m3水泥漿加強(qiáng)封固效果（俗稱“穿鞋戴帽”），從而保證了孔段第四系與基巖止水質(zhì)量。

5 延伸鉆進(jìn)

5.1 鉆進(jìn)方法

根據(jù)井內(nèi)情況，首先采取Φ273mm、Φ325mm筒狀鉆頭二級通掃孔、清淤至原孔底240米，而后換入Φ219mm筒狀鉆頭鋼粒鉆進(jìn)至270米（期間研磨撈取原井電機(jī)底座及雜物），再換入Φ216mm牙輪鉆頭鉆進(jìn)至井深342米終孔。

5.2 巖性編錄

從鉆進(jìn)和所取巖芯、巖硝看，240米-247米巖性為奧陶系白云質(zhì)灰?guī)r，呈肉紅色，巖性溶蝕現(xiàn)象明顯，取芯率低；247米-271米含灰白云巖，呈灰黑色，裂隙較發(fā)育；271米-284米含泥質(zhì)白云巖，破碎裂隙發(fā)育，富水程度較強(qiáng)；284米-306米巖性結(jié)構(gòu)較完整，富水程度差；306米-324米含泥質(zhì)白云巖，裂隙較發(fā)育；324米以下至終孔深度層間裂隙水豐富。

6 洗井、試驗(yàn)抽水

井終孔后下入原井水泵，進(jìn)行泵抽洗井，連續(xù)間斷性抽水5小時(shí)以上，水清砂凈后停泵，待水位完全恢復(fù)再重新開啟水泵，開始抽水試驗(yàn)階段，開泵2小時(shí)后觀測動水位24.2米，井涌水量480T/h，最大水位降深4.12米，含沙量小于1/20000。

7 結(jié)論與建議

該井第四系套管破損修復(fù)，水泥壓漿封堵質(zhì)量效果良好，下入內(nèi)襯套管，采取膨脹橡膠止水和壓入水泥漿封固管口，徹底解決了該井第四系地下水與基巖串通問題，經(jīng)過延伸井深度，揭露了新的不同深度含水層，提高了水質(zhì)和水量標(biāo)準(zhǔn)，建議供水時(shí)與其它井交替使用，并通過裝置效率測試進(jìn)行水泵參數(shù)調(diào)整，使供水井運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)合理。