李奮強 粟瓊玉 葉見玲 劉素平 鄧拓 唐湘 胡文輝
摘? 要:綠色勘查鉆井(深孔鉆探)技術規范(DB43/T 2372-2022,以下簡稱《規范》)是全國首個鉆井(鉆探)方面的地方標準,于2022年7月8日發布,2022年10月8日實施。《規范》的實施有利于加快我省綠色勘查鉆井(深孔鉆探)技術的推廣應用,規范我省綠色勘查鉆井(深孔鉆探)領域的建設與管理,全面提升綠色勘查鉆井(深孔鉆探)技術發展水平。本文就《規范》的制訂背景、井場的修建與環境恢復、工藝技術方法和技術參數進行闡述,便于生產一線作業人員和工程技術人員理解和推廣應用。
關鍵詞:綠色勘查;鉆井;深孔鉆探;規范
中圖分類號: P634.1? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ?文章編號:1672-5603(2023)01-95-05
Interpretation About Standard of Drilling-Well(Deep-Hole Drilling) Technology for Green Geological Exploration
Li Fenqiang,Su Qiongyu,Ye Jianling,Liu Suping, Deng Tuo,Tang Xiang,Hu Wenhui
(Hunan Enginerring Geology and Mine Geology Survey and Monitoring Institute,
Changsha Hunan 410014)
Abstract:The technical standard for green exploration drilling-well (deep hole drilling) (DB43T 2372-2022, hereinafter referred to as the "standard") is the first local standard for drilling-well (drilling) in China, which was issued on July 8, 2022 and implemented on October 8,2022. The implementation of the “standard” will help accelerate the promotion and application of green geological exploration drilling-well (deep hole drilling) technology in Hunan province, standardize the construction and management of green geological exploration drilling-well (deep hole drilling) in Hunan province, and comprehensively improve the development level of green geological exploration drilling-well (deep hole drilling) technology. This paper describes the established background of the “standard”, the construction and environmental restoration of the drilling site, process technology methods and technical parameters, so as to facilitate the understanding, promotion and application of front-line operators and engineering technicians.
Keywords:green geological exploration;drilling-well;deep-hole drilling;standard
1 規范的內涵
1.1? 綠色勘查
綠色勘查是指在地質勘查全過程中,落實綠色發展理念,通過運用高效、環保的方法、技術、工藝和設備等,減少或避免對生態環境造成的不利影響,并對環境擾動進行修復,實現地質勘查、生態環保、社區和諧的多贏效果。在規范起草過程中堅持保護耕地、生態優先的基本原則,結合四個特點開展《規范》制訂工作,以推動湖南省綠色勘查鉆井(深孔鉆探)技術的發展[1-3]。
(1)結合湖南生態特點。一是湖南省大部分地區屬山地、丘陵地貌,地勢相對高差較大,不便于設備整裝車載運輸搬遷,要求施工設備有較好的解體性。二是湖南省內水系發達,同時降水多強度大,極易發生水土流失,誘發滑坡和崩塌形成地質災害,影響生態恢復程度。
(2)結合湖南礦種勘查特點。湖南省礦產資源豐富且開發歷史悠久,國內45種礦產湖南就有37種。規范按固體、液體、氣體進行起草,同時將鹽礦鉆井列為獨立章節。
(3)結合深部鉆井(鉆探)特點。口徑大、井身結構復雜,具有對施工裝備要求高、施工成本投入大、安全管控風險與施工技術難度大和施工周期長等特征,主要考核指標為“安全、優質、高效、低耗(低碳)”等因素。
(4)結合《規范》文本編制要求。既要考慮內容全面,又要考慮文字簡練,盡可能地以數據、圖表形式呈現,突出實用性和可操作性。
1.2? 鉆井(深孔鉆探)
鉆井(深孔鉆探)是指孔深1 500 m以上巖心鉆探,5 000 m以內油氣井、地熱井、鹽井等綠色勘查鉆井(深孔鉆探)施工。
項目施工應堅持生態環境保護優先的原則,采用先進的技術工藝、設備、方法,有效減少對生態環境影響的程度、范圍及持續時間,內容涵蓋兩個方面:一是井場道路規劃與修筑、井場建設、駐地建設與管理、鉆井設備選型與鉆井工藝、環境恢復與治理以及施工評估等。二是以固體礦產、油氣井、水文與地熱井、鹽井施工作為《規范》的起草對象,以附錄方式對施工前、施工中和完工后全過程施工設置相應的表格提出具體要求。
2 規范的特征
《規范》特征主要體現在施工準備、井場建設與管理、鉆井工藝與鉆井液、環境恢復與治理以及施工評估五個方面。
2.1 施工準備
施工準備主要對環境調查、設備選型與施工工藝選擇提出具體要求。
(1)環境調查是在常規鉆井(鉆探)的基礎上提出專項要求,施工前應對項目場地、交通、植被、水資源、電力設施及通訊等進行調查,識別鉆井(深孔鉆探)施工對區域構造、生態環境的影響因素,設置專項表格,制定專項方案和保護措施。
(2)設備選型是基于現有的裝備水平和能力提出具體要求:一是優先采用先進的新型施工設備,宜選用平臺型變頻直驅轉盤鉆機、頂驅鉆機;鼓勵對現有設備進行油電改造,設備工況良好,新度系數大于0.25。二是井場動力源應優先采用公用電網,不具備條件時,應采用低噪音和低污染物排放的柴油機動力源及發電設備。
(3)施工工藝選擇主要從減少對環境破壞和工藝的先進性提出具體要求:一是宜采用鉆井平臺、一基多孔、一孔多支等鉆井方式,減少井臺數量和鉆井占地面積,減少鉆井對地表環境的擾動。二是以附錄方式,推薦了12種常用的鉆井(深孔鉆探)工藝方法和5種不提鉆換鉆頭鉆具工藝方法。
2.2 井場建設與管理
井場建設與管理主要包括道路規劃與修建、井場修建、駐地臨建、井場標準化和節能降耗五個方面。
(1)道路規劃與修建主要是對環境敏感目標和控制修建規模提出具體要求:一是施工前應對項目沿線交通道路、地形地貌進行實地踏勘,在滿足鉆井(深孔鉆探)的條件下,對環境敏感目標采取避讓措施,應避讓植被生長區;道路選址應避免堵塞和填充自然排水通道,減小設備搬運過程對自然環境的破壞或影響。二是在確保安全通行的條件下,應控制新修道路規格,宜修建樁架路作為臨時道路。三是對無法一次運輸到位的道路或繞不開的橋涵,采用二次修筑或道路加固時,在滿足設備二次轉場前提下,應控制新修道路規格,減少對環境擾動;采用二次轉場方式時,應根據架空路線凈高及彎道半徑等路況制定運輸方案。
(2)井場修建是在現有規范基礎上提出專項要求:一是設備布局以滿足鉆井(深孔鉆探)需要,符合防火、防爆、防洪、防污染等要求,林區施工時,應采取防火隔離措施。二是場地平整范圍應滿足安全施工、表土堆放的需要,不應采用混凝土硬化場地,場地剝離物符合DZ/T 0374-2021[1]的規定。三是場邊坡上方匯水面大或位于沖溝附近,應設置截水溝;井場四周宜設置兩道排水溝;第一道排水溝(外圍)主要用于地表水、雨水的排泄;第二道排水溝(內側)主要用于井場內的污油、鉆井液、雨水的疏導,排泄至預先設置的排污沉淀池。
(3)駐地臨時建筑按綠色勘查需要提出專項要求:一是項目駐地優先就近租用當地民居或公共建筑物,井場新建休息室、辦公生活房屋時,宜采用搭建帳篷、集裝箱或使用活動板房。二是新建項目駐地,應綜合考慮安全、衛生、生態環境保護等因素,避開水源保護區、水庫泄洪區。三是合理規劃布局項目駐地工作區和生活區,選擇在基礎穩定,周邊截、排水良好,無地質災害及山洪災害隱患,對環境影響較小的區域進行建設,應控制駐地占地面積。
(4)井場標準化建設主要包括:一是智慧化井場建設,根據管理需求安裝高清槍型攝像頭和球型攝像頭,做到井場全覆蓋,24小時實時監控。二是標準化井場建設包括“五牌一圖”布置整潔、規范、醒目;鉆具、油品、添加劑、加重材料、化工料等物資分類擺放,并進行標識。三是人員目視化管理,通過安全帽、工作服、袖標、胸牌對不同崗位、類別人員進行辨識區別。四是電器設備目視化管理,要求所有電器開關負荷或控制設備的名稱,移動式配電箱箱門上鎖。五是機械設備目視化管理,要求主體設備應標識運行狀態:在用、備用、在修、待修、停用。
(5)節能降耗主要包括:一是優化施工方案設計,實現土地、能源、材料的充分利用與節約。二是優先采用工業電網供電和使用清潔能源,應根據施工工序合理調配能源利用時間,減少柴油機發電時間。三是現場照明采用12 V或24 V安全電源,條件許可宜采用光電、風電等清潔能源。四是廢舊材料應分類存放,回收利用。
2.3 鉆井工藝與鉆井液
鉆井工藝與鉆井液主要從工藝的先進性和環境保護的角度對工藝方法和鉆井液管理提出具體要求。
(1)固體礦產施工宜采用繩索取心鉆進、液動沖擊回轉鉆進、多工藝潛孔錘空氣鉆進、不提鉆換鉆頭鉆進等工藝。
(2)油氣井施工工藝宜采用轉盤鉆進、頂驅鉆進、孔底動力鉆進等技術工藝,鉆進循環介質為空氣、清水或環保鉆井液,應控制鉆井液密度平衡地層壓力。
(3)水文與地熱井施工工藝宜采用牙輪鉆頭鉆進、空氣潛孔錘鉆進、氣舉反循環鉆進等施工技術工藝。鉆井液應滿足不破壞含水層結構、不堵塞含水層過水通道,成井后粘度自然降解,泥皮自破等要求。
(4)鹽井施工工藝宜采用“一基多孔、多口對接”方案,同一個施工場地,實施多口井對接;在老礦區應安裝井控裝置,合理選用井(孔)口防噴裝置、鉆井液液面監測裝置。
(5)鉆井液與循環系統要求做到:一是鉆井液循環系統宜采用移動式泥漿箱或泥漿不落地系統,避免現場開挖;確需開挖的,泥漿池底部及四周應鋪設防滲材料。二是鉆井平臺應安裝擋泥傘。三是鉆井液應采用優質環保漿液,鉆井液材料及處理劑應符合GB/T 5005規定。
2.4 環境恢復與治理
環境恢復與治理較常規的鉆井工程提出了更高的要求,主要包括:井場清理、井場復原、井場覆土和復墾復綠四個方面。
(1)井場復綠要求做到:一是施工結束后,應及時撤除施工場地和項目駐地的設備、不再使用的臨建房屋及水電管線等設施,回收并清理各種宣傳牌、標示牌、警示牌、防滑防壓網、土工布等固體廢棄物及生活垃圾。二是現場清理出的固體廢棄物,應按照GB 18599規定處置;項目駐地及現場清理出的生活垃圾,應按照GB 50869規定處置;放射性廢物應按照GB 15848 規定處置。對現場不能處置的有毒有害廢物應外運至特定處置場所進行處理。
(2)井場復原要求做到:一是新建道路應按設計要求恢復至原地形地貌,宜與周邊自然環境相協調,場地平整不應產生新的挖損和壓占破壞。二是項目駐地、鉆井(深孔鉆探)施工產生的坑、池、溝等,用開挖堆放的土石進行分層回填,按“后挖的土石先填、先挖的土石后填”的順序依次回填并夯實底部基巖碎石,然后回填平整底土,滿足設計要求。
(3)井場覆土要求做到:一是新建道路及場地復原后,應將開挖前的表土均勻地覆蓋在底土之上,草地、林地有效覆土厚度應大于0.3 m;耕地、園地有效覆土厚度應大于0.4 m。二是僅壓占但未受到挖損、污染場地,宜采取深翻、松土、培土等方式使表土達到復墾要求。
(4)復墾復綠要求做到:一是耕地應采用深翻、松土及覆土換填等方法進行復墾,復墾后耕地坡度、有效土層厚度和土壤質量應滿足當地農作物耕種條件。二是移植的林木應全部回植,未成活的應進行補植,新種植的林木應結合當地氣候環境條件選擇適宜的品種,宜與周邊生態相協調。三是剝離的草皮應全部復植,將原剝離的根系腐殖土鋪墊在覆蓋的表土后,再將剝離養護的植被依次鋪平復植;植被復植后應澆水養護,宜與開挖前狀態相協調。四是植被恢復,應做好事前規劃、事中養護,應對損壞或檢查不合格的工程進行修補和返工處理,恢復治理達到驗收標準[4]。
2.5 施工評估
施工評估主要考核綠色勘查專項內容,采用百分制評分體系[5-6],驗收類別和考核指標見表1;評估等級分為四個等級,見表2。
3 結語
(1)開展綠色勘查鉆井(深孔鉆探)施工,是社會經濟發展的必然要求,也是鉆井(鉆探)裝備工業轉型升級的必由之路,不僅能夠促進裝備制造業的技術進步和科技創新,同時又能促進生產施工企業的管理創新,推動項目的安全、文明、環保等各項工作邁上新的臺階,實現社會發展與企業增效的雙贏局面。
(2)《規范》的實施應堅持生態優先、工藝先進,強化減量管控,注重恢復治理的原則。綠色勘查鉆井(鉆探)施工增加了生態環境保護與修復、節能降效的具體要求,隨之也將增加一定生產成本,但其技術裝備先進和超前的工作理念,通過技術方法和管理手段又能提高施工效率,節約生產成本。
(3)《規范》的實施需要政府、行業管理部門、項目實施單位共同推動,可以通過項目準入、稅收優惠、考核、評獎、宣傳與示范項目建設等辦法,逐步推動《規范》落地,提升我省綠色勘查鉆井(深孔鉆探)的施工水平,樹立了良好的企業形象,實現綠色勘查鉆井(鉆探)的經濟效益、環境效益和社會效益的協調發展。
參考文獻/References
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[5] 鞏鑫,趙元藝,高知睿,等.生態區綠色勘查評價方法及評價標準探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2019,46(03):86-92.
[6] 肖青.綠色礦山評價模型構建研究[J].國土資源導刊,2022,19(03):81-86.
收稿日期:2022-11-12;? ? ? ? ? ? ? ? 改回日期:2023-01-19。
*基金項目:2020地方標準第4批標準制訂項目(編號:湘市監標函〔2020〕119號)。
*第一作者簡介:李奮強(1964—),男,探礦工程研究員級高級工程師;主要從事非常規油氣地質、煤炭地質、深部鉆井(鉆探)施工與科研等工作;E-mail:873092872@qq.com。