人工手壓井鉆井技術在塔中沙漠地區的應用

張志棟

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊新疆烏魯木齊830091）

人工手壓井鉆井技術在塔中沙漠地區的應用

張志棟

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊新疆烏魯木齊830091）

探井施工是水文地質調查中了解地下水淺埋區水文地質資料的重要手段，然而，在塔中沙漠地區，地表覆蓋層風積沙厚度巨大，呈松散，流動態，無粘性，自穩性極差，探井成井困難且隨施工深度增加危險也越大等問題，給探井施工帶來很大的困難。在沙漠地區采用人工手壓井鉆井技術代替探井施工，在滿足了工作要求前提下，由于其施工設備簡單、成井質量好，效率高、施工成本低等特點，在實際工作中得到了很好的應用。

手壓井鉆井沙漠地區探井

0　前言

隨著塔中油田勘探開發的不斷深入和油田規模的擴大，原建的集中供水水源地已不能涵蓋和滿足油田勘探開發的供水要求。因此，在塔中沙漠腹地建設一處新的供水水源顯得尤為重要。在水文地質調查中，為了取得地下水埋藏深度小于5米地區的地下水埋深數據和水位數據，了解地下水淺埋帶土中的易溶鹽含量以及采集水樣，進行地下水動態監測等工作，常常需要在工區內布置一定數量的探井。然而，在塔中沙漠地區，地表覆蓋層風積沙厚度巨大，呈松散，流動態，無粘性，自穩性極差，探井成井困難且隨施工深度增加危險也越大等問題，給探井施工帶來很大的困難。為此，我們在沙漠地區采用了人工手壓井鉆井技術來代替探井施工，由于其施工設備簡單、成井質量好，效率高、施工成本低等特點，在實際工作中得到了很好的應用。

1　人工手壓井鉆井設備的結構

人工手壓井鉆井設備是群眾勞動智慧的結晶，通常多用于沙漠地區物探震源孔的施工。它是一種由人工傳動和給進的簡易鉆孔設備，其最大的特點是質量輕，可拆卸性好，便于搬遷；結構簡單，易維修。非常適合在沙漠地區交通不便，一般車輛無法進入的情況下使用。但該設備也存在一些缺點，人工勞動強度較大，使用有一定局限性，只適合一些較松散的細顆粒地層，成孔口徑小，鉆進深度不深，一般不超過50m等問題。

人工手壓井鉆井設備主要由連接膠管、水龍頭、鉆桿、鉆頭、手壓井（泵）等組成。具體見圖1。

圖1　手壓井鉆井設備結構示意圖

2　鉆孔及成井工藝特點

2.1鉆進效率高

使用手壓井（泵）使鉆井液形成反循環鉆井，由于鉆桿口徑小，鉆井液在鉆桿內上返速度較快，其攜帶巖屑的速度和能力也強，孔內鉆頭始終保持在清潔的巖面上工作，避免了鉆頭的磨損和重復破碎，提高了鉆進效率，實際使用證明鉆進孔深15米鉆孔，一般可在半小時左右完成。

2.2施工成本低

使用手壓井鉆井設備，由于其質量輕，可拆卸性好，便于搬遷，在交通不便的沙漠地區使用減少了設備搬遷費用。使用小口徑反循環鉆進，由于鉆頭磨損少，提高了鉆頭使用壽命。采用小口徑成井，鉆井液使用消耗相對也減少，成井使用PVC井管，在一定程度也降低了施工成本。

2.3成井質量好

采用清水或低密度泥漿鉆進，有效的保護了含水層，減少了泥漿對含水層的侵害，采用PVC井管及打眼纏絲包網濾水管，避免了塔中沙漠地區地下水礦化度高對井管的腐蝕及井內涌砂，提高了成井質量。

3　施工應注意的問題

（1）在鉆進過程中，由于采用人工旋轉和給進及沙漠地層相對松散，應采取防斜措施，避免后續井管無法下入。

（2）在鉆進過程中，應隨時從手壓井（泵）的出水口取砂樣，并及時編錄，確定地層巖性及變化規律。

（3）手壓井（泵）具有一定的間歇性，鉆進時把握鉆進速度，保持孔內清潔，防止巖屑沉積。

（4）沙漠地層松散，孔壁穩定性差，漏失性強，現場應多備些水，必要時可采用泥漿鉆進。

（5）成井下管前，應進行校正孔深，提前替換泥漿，做好PVC井管的排管連接和濾水管纏絲包網等準備工作，盡量縮短下管時間，及時補充孔內鉆井液。

（6）成井后，井管應高出地面一定高度，并對管口采取封擋措施，避免風沙淹蓋孔口和進入孔

內堵塞井管，方便后續提取水樣及地下水水位觀測等工作。

圖2　現場施工

4　應用實例

塔中一號氣田供水調查項目，工作區位于塔克拉瑪干大沙漠腹地，地表覆蓋層巖性主要以粉砂層為主，砂層結構松散，厚度大，工區內道路交通除油田各油區主干道和井場簡易道路外，其余地段均無道路，交通條件非常困難。為了揭露淺埋區地下水水位、基本掌握探井施工深度內的地層巖性、含水層巖性，對物探解譯成果進行水質驗證，同時滿足采取水樣的要求，項目設計探井數為20個，單井設計深度為5-50m之間。施工過程中我們采用了人工手壓井鉆井技術，共完成探井孔20個,成井質量良好，揭露最大地層深度22m,揭露最大地下水埋深17.10m，共采取水樣14組，后期地下水動態監測使用良好，滿足了設計要求，順利完成了施工任務。

圖3　地下水觀測

5　結語

人工手壓井鉆井技術由于其施工設備簡單、成井質量好，效率高、施工成本低等特點為塔中沙漠地區水文地質調查提供了一個便捷、有效的手段，通過在工作中不斷積累經驗，相信人工手壓井鉆井技術也能在工程勘察、地球物理勘探等工作中也有廣闊的應用空間。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-464-2

張志棟，男，畢業于中國地質大學（武漢）勘查技術與工程專業，本科，助理工程師，研究方向為水文地質鉆井、石油鉆井。

[1]楊惠民，鉆探設備[M].北京：地質出版社，2004.