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1 第三部分 特殊因素 第九章 其他钻井方式 9-1 基础概况 在一些特殊条件情况下，钻井方法除了用旋转钻井和井下锤钻之外，可能用到其 他的钻井方法 当地的标准钻井设备及合格职员不充足； 在不搁人员调动的情况下，可以较快地钻到较浅的蓄水层； 只有非熟练的工人； 需要较小的水源补给； 9-2 喷射钻井 在利用喷射方法时，利用高速水流钻孔。该水流疏松土壤、将微小颗粒冲起并携 带出井眼。当地下水位接近地表时，该方法在沙质土壤中应用特别成功。喷射法简单、 可靠，可以使用手工工具，而非笨重的钻井设备。在冲洗套管和自喷沉降钻井两个过 程中，可以使用喷射方法。用喷射法，我们可通过检查返回地面的液流所携带的碎屑， 以此来抽样得到地层的一般特点。 一、 装置 （1）转体转体必须能够承受钻杆的重量，及 泵传送的最大压力。图9-1是可能用在小直径射流 套管顶部的接头的示意图，该接头功能可以代替转 体。 （2）打桩重量即施加在套管上使其侵入粘土 或者不太坚硬土壤的重量。2 （3）喷射液水在射流中常用，但是可用粘土或 图9-1 小直径射流套管接头 商业膨润土来配备具有更大的粘度和重量的流体。然而，密度更大的流体往往会堵塞 密封井壁，防止水的渗透。在该喷射过程中，流体从井眼流到泥浆池，岩屑在泥浆池 底部沉淀。然后喷射泵再循环这种液体。在北极一定条件下，蒸汽被用来构建喷射井。 （4）绞车我们需要一个绞车搬动钻杆和套管。我们可以使用手工操作设备，如 带滑车的三脚架。如果可能的话，你应该使用一个带动力绞车的敲击式钻机（图9-2） 。图9-2 敲击式钻机 （5）泵一个具有在 50psi 英制压强单位50 to 100 GPM at 50 psi下传递 50到 100 GPM 的软管的泵便足够了。喷射井所需的水量取决于所钻的沉积物类型。砂岩所3 需水最多；然而，高压力是没有必要的。喷嘴压力为 40psi 便足够的了。泥土和粘土层 需要较少的水。然而，它们只有在高压小切割流下才会破碎。你可以从小喷嘴钻头得 到一个 200Psi 的压力。 （6）钻头在软土中，你可以用伸缩式或者扩眼钻头来钻一个比套管稍大的井眼。 撞击式方法使用手动钻机及一字型钻头来钻穿坚硬岩层。使用配备更大功率钻机的 钻头钻穿不能被水射流所钻穿的更坚硬的岩层。喷射法使用的钻头见图9-3。 图9-3 钻头 二、 方法 水冲套管水冲井眼中的套管之前，将套管的底部切4 成锯齿形的切削头（图9-4，第9-4页） 。通常情况下，4至6 英寸长（最小值）牙齿 就足够了。使用以下步骤来完成冲洗方法第1步使用电钻或气炬在套管上标注牙齿的轮廓。在套管上钻孔或切孔以形成 锯齿间的凹槽。 第2步用钢锯或氧乙炔焊炬切断牙齿的周边，以满足所钻井眼的圆周。圆形的 井眼容易使牙齿清洗自身及其它物质。牙齿向外略弯，使它们切割的井眼比套管稍大。 第3步在套管顶部安装一个帽，将泵排液软管与此帽 图 9-4 切割套管 顶部的接头连接起来。用绞车垂直挂起套管。将切削头放在地上，最好是在一个 浅的手挖的洞穴。套管的重量的大部分应搁置在地面上。 第4步最大功率下开动喷射泵。随着套管底部的地层被冲离井底，内部装满水 的套管在自重下开始下沉。绞车必须确保套管有足够张力，以保持套管垂直。如果阻 力式套管下行的运动停止，提升套管2或3英尺，然后落下。 第5步使用链钳或扳手旋转套管使得在底端的牙齿将切入井眼底部。如果你水 冲法下不止一个套管，在连接第二个套管、泵到第一个套管上时，保持井眼及第一个 套管充满水。这样做，维持住井壁稳定的流体压力，并防止井塌。 第6步当套管到达目的深度时，停泵，移走套管顶部的帽。 如果套管是留在井中，通过套管嵌入井水泥浆分散剂，直到抵达井底。上提套管， 直到滤网接触到含水层，并在高于地面约1英尺处截断套管。如果外壳是暂时的，在 将滤网下入套管之前，将其连接在钻柱上。当滤网落在井眼底部时，上提整个套管出 井眼。你可以重复使用该套管。5图 9-5 井点 （2）自喷射图9-5显示了在自喷射所需的井点类型。连续割缝有井水泥浆分散 剂，它由螺旋缠绕在纵向杆骨架上的窄金属条带构成。黄铜夹套由织成的金属丝网构 成，该金属丝网被穿孔管包裹，且上覆穿孔黄铜薄板。喷射头内包含一个弹簧加载的 圆盘或球型阀（喷射操作过程中，当水流进入喷射头时会打开） 。当喷射结束或者完井 及抽水开始时，球形阀会自行关闭。 自喷方法的步骤如下 第1步连接井点到立管或者钻杆底端。将转体连接在钻柱的另一端以提升或井 管的底部。将泵的排液软管连接在水龙头上，并挖一个浅洞。 第2步在井点垂直的站立在井眼中时，竖直井点组件。开泵和部分打开排出阀。 水射流将取代井点中的自闭阀，通过头部的开口流出。井点下部的土壤被冲刷掉，井 点因而可以下沉到土层中。上提下放井点组件可以加速钻穿速度。 第3步随着喷射的继续，通过打开泵的排出阀增加水流量。对于大多数砂岩， 井点喷嘴产生40psi的压力将会容易地破碎岩石。您可能需要100至150 psi的压力 来破碎砾石或粘土。如果没有正规的喷射泵，两个标准的离心泵串联起来工作将会取 得令人满意。6 第4步在井点下沉到目的深度后，从立管顶部移走水管，把套管连接到泵的吸 入端。 第5步以适当的速度开动泵，通过迅速打开和关闭排出阀来钻井。重复此操作， 直到你从井点滤网清理出所有的细小颗粒。 （3）下套管和完井喷射液可以有效地防止已钻井眼的倒塌。只有当喷射抵达最 大深度时，将套管嵌入到单管中。如果之前你这样做，套管会像喷射进行那样迅速下 沉。如果你遇到太大的阻力，你可能会迫使套管下沉。至于200至300英尺的深度， 你可以使用一个直径为4英寸的套管。如果你钻一口更深的井，在第一个立柱中下放 一个更小的立柱（直径3英寸的套管） 。 至于喷射井的完井，把水龙带一端与套管相连。另一端与泵的入口相连。如果泵 工作良好并适宜地放置了井管滤网，井将立即产水。当你第一次开泵抽水，大量的细 沙将被卷入到滤网并随水一起排出。因为这一效应，当水流水平地对准套管四周的环 形空间时可以将粗砂及砂砾冲洗到井眼中，并紧紧包裹住滤网及套管周围的砂层和砂 砾。这样便可以进行连续抽水。 9-3 凿锥井通过驱动安置在与套管段底端紧紧相连的凿锥来建井（图9-6） 。7图 9-6 凿锥井 凿锥由底部带金属尖（用以破碎砾石、硬土层）的穿孔管构成。使用5 - 6英尺 长的套管段代替钻柱及完井用的套管。锥井的直径一般为1/4至2英寸。这些井所需 的小管径套管既轻便又易于安装。你还可以建造直径为4英寸的锥井，而这些井所需 套管是更重，更难以打桩。但是，您可以通过在套管中安装深井泵来钻到25英尺或更 深。如果你使用一个普通的大水罐或离心泵，所钻水位不宜超过25英尺深。 一、设备 （1） 凿锥连续割缝凿锥（图9-7，第9-8页）8 图9-7连续割缝凿锥 有一个带横向开孔的滤网，以及单件焊接、内无穿孔管抑制受水区的结构。管道 可以承受大力打桩，却不可以在打桩的同时扭转。 黄铜外套类型凿锥由一个被金丝网包裹、穿孔的黄铜片覆盖的穿孔管组成。由于 管体强度要足够，限制了孔的数量和尺