打地热井_探析地热井井管对接事故的预防与处理方案

  摘要:地热资源是一种无污染可再生的绿色能源,其集热、矿、水为一体,能够用于供暖、身体理疗、旅游健身,所以各地政府对其开发运用都比较重视,也在实践中取得了比较显著的经济效益和环境效益。但是地热井的开发和施工是一项复杂的工程,在地热井施工中因为技术操作问题发生事故是常有的事。本文就地热井井管对接时经常发生的对接不牢固、井管挤毁、井管密封失效的事故问题进行分析,找出原因,并提出相关的解决措施和方案。
  关键词:地热井施工;井管对接;井管密封
  中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
  
  井管对接过程中发生的事故问题
  井管对接不牢固
  在地热井成井工艺中,经常会发生这样的事故:输水管跟井壁管在对接的时候发生不牢固和密封不严密的问题,致使成井后井内出现泥沙和出水温度比较低的质量事故。经过研究,我们发现实际上事故并不是发生在输水管与井壁管对接的施工阶段,而是发生在投入固井石头的时候导致对接处发生位移。因为小铲车在投放固井石头的时候,会造成井内产生较大的涌动和上举力,引发对接处错位或是石头夹在对接处的情况,最终导致了成井后出现砂泥和水温偏低的状况。
  桥式过滤管对接时挤毁
  过滤管一般安装的位置是在不稳定的含水层段,主要是为了能够让含水层的水自由通畅的流入水井内,而且也为了要起到防止砂石碎岩随着水流流入井内作用,并且可以构架起胶结不牢固的井壁。过滤管有很多种类,但平时用的比较多的就是有桥形孔眼的钢板过滤管材,卷制而成,抗挤压性比较差,在成井过程中稍不注意井管内外的压力平衡问题就会出现挤毁事故。
  井管对接事故的预防和处理
  加装涨紧装置
  针对井管对接处发生位移的事故,我们可以通过在井口加装涨紧装置的方式先拉紧输水管和井管,然后再投放固井石。首先,先准备两块一定厚度(20mm)和一定外圆(f280mm)的钢板,在其中间掏一个孔(f130mm),其中一块钢板的四周均匀预留4个螺纹孔(f20mm),并准备4根螺栓,长大概200mm,f20mm。在输水管跟井壁管对接完成后,再将涨紧装置安装在井口处:在钻杆接头上套入两块钢板,处于下方位置的那块放在井管壁上,把带有螺纹孔的一块置于垫叉下方,垫叉的插入位置务必保持在涨紧装置上板的上方,并且其作用力可以传递到钻杆上,最后将螺栓置入螺纹孔上扣,在螺栓慢慢旋紧的中,钢板也会慢慢离开。随着两块钢板的慢慢离开,4个螺栓会均匀受力并吃扣,位于井管壁上的钢板在受到力度后会作用于井壁管的下方;而上方的那块钢板会向上受力后作用于钻杆,使输水管的斜面与对接斜面紧紧贴在一起。这个时候就可以再投固井石块,投放完固井石后,就可以将涨紧装置的螺栓松开,将垫叉去掉,这样方式完成的对接,就不会有位移的问题发生了。
  水泥灌浆封闭技术
  首先准备一根内管和一根外管,大概3m左右的长度,长度主要取决于输水管斜面上端的长度,在保证同心度的前提下,用一个接头将把两个管套焊在一起。将内管的上端封死,接头与外管连接处在不同方向均匀打上4个通孔,这样就做成了一个灌浆通道。做好灌浆通道后,放入井孔内输水管的上端,再用牙钳慢慢转动,直到管子进入到内管的时候,再把水泥灌浆放到离对接处1米位置。计算水泥灌注的方量和注浆后替浆用的清水用量;接着一边搅拌水泥一边加入添加剂,马上注浆,并替浆。待到内管外部和外管内部的水泥液面自动平衡稳定后,再将灌浆管慢慢从内管提离到管外,再替一次浆,防止内管和外管提出后发生抽吸现象,致使水泥灌浆去不到对接处。接着,把注浆管提到离对接处20-30米处后,再多灌入一些浆,然后将水泵和钻杆内的残留水泥浆冲洗一下,以防止出现剩余水泥浆在水泵和钻杆内沉淀凝固。最后,把灌浆管提出待到水泥完全凝固了再进行抽水试验测试是否会漏水。
  控制好泥浆灌注的均匀度和时间
  造成过滤管挤毁的原因是来自多个方面的,但总结起来,基本上有:井管下放得太快,受到了泥浆的冲击力过大;灌浆出现间断,造成压力失衡情况严重;冲孔换浆的孔比较小,泥浆阻塞在井管;换浆时间比较短,致使泥浆不均匀;针对这些原因,我们在下管的时候一定要严谨按照规定程序做,注意返浆性能指标和冲孔的时间,按照先后循序控制好泥浆性能,保持其均匀;要根据泥浆的情况在下管,加大泥浆的灌溉频率;保持冲孔换浆孔要足够大,最好在过滤管外面包一层网,保证管内外泥浆平衡使泥浆通道不易堵塞,避免出现较大压力差的情况;控制好下管的速度,防止对井管产生冲击力;严格控制好过滤管的质量,确保其强度可以承受足够的压力。
  结束语
  地热资源作为一种清洁新能源,其开发和利用还有着很广阔的前景和空间,但同时地热井开发施工工作的复杂性对技术要求非常高,所以我们应该在平时的地热井建设施工过程中要不断地分析原因、总结经验、创新技术,预防和解决施工过程遇到的事故问题,从而解决技术瓶颈更好的开发和利用地热能源。
  参考文献
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