近距離中深井施工中防碰問題探討

【摘 要】本文明確了現階段我國近距離深井防碰方法存在的問題，并且具體提供了兩種可行性較強的防碰方法。近距離深井施工防碰的基礎保證是深井施工的工作人員能夠安全鉆井，遵守一系列鉆井要求。提供三種可行性較強的近距離深井防碰措施：電磁波信號防碰、射線信號防碰、聲波信號防碰。

【關鍵詞】近距離深井施工；防碰

前言：隨著現階段勘探需求的不斷加大，井下作業也越來越多。雖然勘探技術不斷發展和進步，但是井眼交碰現象還是時有發生，為深井施工帶來了極大的困擾。近距離深井在施工過程中即受到近距離上方采空區的影響又受到相鄰工作面采動的影響，因此施工壓力較大，因此近距離深井施工中的井眼交碰問題使近距離深井施工作業更加困難。本文在分析現有近距離深井防控技術弊端的基礎上致力于提供具體兩種措施：安全鉆進和主動防碰，用以解決近距離中深井施工中的防碰問題。

一、現有的近距離深井防碰方法尋在問題綜述

現階段近距離防碰的測量方法主要有：井眼軌跡測量數據、井眼軌跡擬合法、鄰井軌跡描述、防碰掃描算法。這四種防碰方法雖然應用廣泛可行性較高，但也存在著一定的問題與缺陷。具體最嚴峻的問題表現在決定井眼防碰技術準確性的幾種測量方法在測量結果的顯示上均存在著一定的誤差，這些誤差的共同作用會導致了防碰掃描結果的不確定性，最終會出現使得原本顯示不能相碰的兩井發生相碰，后果不堪設想。

導致上文中防碰問題出現的最根本原因在于上文中提到的四種防碰方法均是建立在一數學計算為前提的基礎之上的，而事實上，近距離深井防碰的具體措施完全可以脫離數學計算的限制變的更精準無誤。

二、采取安全鉆進的措施

鉆進在深井作業中的重要組成部分，解決近距離深井中施工防碰問題的最基礎的措施就是采取安全鉆進措施。本部分將從五個方面闡明在近距離深井作業中該如何安全鉆進。

首先安全鉆進要求施工人員要優化剖面設計，并且采用合理的鉆具組合，基于這兩者才能使井眼的軌跡平滑，有利于進入并且能夠保證井眼與井眼之間的安全距離。其次，安全鉆進要求施工人員能夠在鉆進的過程中采取復合式的鉆進方式并且勤劃井眼，并且根據長度和摩擦力有依據確定下鉆的快慢和程度。同時安全鉆進還求保證井眼縮小直徑時候的鉆具不靜止，鉆井液能夠一直循環以達到在鉆進的過程中通過鉆井液性能發生變化使井下作業的地層滲透性增強的目的。另外安全鉆井的另一個要求時要求井下工作人員能夠在下井工作之前就做好安全準備工作，通過MWD等監測設備進行井眼軌跡的隨時跟蹤，并且要及時調整鉆具組合，及時更換井眼軌跡。安全鉆進的最后以方面注意事項是要求井下工作人員在鉆進過程中根據要根據精要環境的特點有選擇的不斷更換鉆頭，用以防止發生掉牙輪事故。

以上就是安全鉆井要注意的五個方面，井下工作人員在鉆井過程中做到這幾點注意是避免碰眼的基礎要求。

三、采取主動防碰措施進行近距離深井防碰

主動防碰措施是一項很有技術性要求的防碰手段，具體是指通過鉆進井或者是對目標井發射信號，再在具體的位置（可以是同一口井也可以是另一口井）進行接收信號來判斷兩個井之間的相對距離，并根據距離的遠近來確定防碰措施。深井中的環境限制性很強，因此在深井中可作為信號媒介的有電磁場、射線以及聲波，本部分將具體明確這三種信號的應用方式以及優缺點所在。

利用電磁波信號進行近距離深井防控（原理圖如圖一所示）的具體過程為：在鉆頭上部安裝電磁波信號探測器，對鄰近的深井進行井套管井的磁化磁場，用以達到判斷兩個深井之間的具體相距距離的目的。這種方法的優點在于：將探測器安裝在鉆具上，因此在探測的過程中不存在被屏蔽的現象，因此能有效的探測出多個相鄰位置的近距離深井。而這種探測方法的局限性在于：地磁場作用下套管井磁化磁場的作用范圍有限，當探測到這種磁場時，井間的距離已經很小，這時候采取措施難度較大。

利用射線進行近距離的深井防碰（原理圖如圖二所示）的工作原理與醫生為病人做CT有異曲同工之妙，具體操作過程為：在鉆具上安裝射線發聲裝置然后通過對地層的檢測進行防控施工。利用射線進行深井防碰對射線的選擇要求較為嚴苛，無論時候長波射線還是高頻無線電波都不是最佳選擇，前者由于頻率低而導致分辨率低后者無法有效的穿透地層，因此利用射線進行近距離深井防碰控制時中微子通信成為了最佳選擇。利用射線進行近距離深井防控的優點在于：檢測結果較為精確，操作過程相對簡單；缺點在于：射線的選擇較為嚴苛，操作過程較為復雜。

利用聲波進行近距離深井防碰（原理圖如圖三所示）的工作原理為通過對三個或三個以上水聲傳感器的放置來檢測震動能量，然后根據能量的變化特征來

分析判斷鉆頭到成井的實際距離的變化趨勢。在聲波檢測中，雖然測量點是隨著新井鉆進深淺而變深或者變淺，但傳感器的相對距離是一直不變的。這樣的特征使得我們可以通過震動能量的變化準確計算出鉆頭與成井距離的變化，在距離小于固定值時，聲波會加以提示，最終防止深井事故的發生。利用聲波進行近距離深井防碰的優點在于有效利用了鉆頭震動的能量，方法更簡單并且可行性高。但是這種防碰方法的缺點也較為明顯，具體為：井下聲源的多元化干擾了防碰的準確性，地層性質的不固定性影響了監測效果。

圖一

圖二

圖三

以上三種近距離深井防碰措施是可行性較強的主動防碰措施，是筆者對近距離深井防碰方式的設想，但是可行性較強，希望能夠在日后被井下作業工作者采用并完善。

隨著現階段我國近距離深井井下作業的不斷增多，近距離深井防碰工作成為了越來越困擾井下作業工作者的難題。傳統的防碰措施由于誤差的共同作用會導致防碰掃描結果的不確定，最終出現使得原本顯示不能相碰的兩井發生相碰的后果。筆者建議在近距離深井工作的過程中采取安全鉆井和以電磁場、射線和聲波作為信號媒介進行主動防碰。

結束語：

本文致力于明確原有近距離深井防碰措施中存在的弊端并提供全新的防碰措施。希望能夠有更多的近距離深井工作者接觸到本文了解本文，并將本文中提到的防碰措施應用到近距離深井工作中，最終達到安全防碰的目的。

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