超大直径顶管施工在复杂地层施工的应用

一、工程概述 "220KV麒麟至天河送电工程(电缆隧道部分)工程B标"的电力隧道,采用内径DN3500mm钢筋混凝土管.根据地质资料,隧道穿越地层为:粉质粘土层、砂质粘性土层及强风化混合岩层.该工程地质复杂,地层较硬,部分地层有孤石.该段中包括3#～5#井之间的隧道施工,其中4#井地段地势为最高,5#～4#井之间隧道全长182m,隧道坡度为 2.56°.3#井与4#井之间隧道全长221m,顶管段140m,隧道坡度为 2.48°.     

电缆防火设计与施工工艺

1前言 电缆隧道、电缆半层间和电缆竖井是火力发电厂、变电站电缆最密集的地方,在上述地方一旦发生火灾,后果则不堪设想。因此,电缆隧道、电缆半层间和电缆竖井是火力发电厂和变电站电缆防火的重点部位。在GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》第7.0.1条规定：对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、     

气体连续循环钻井技术在博孜区块砾石层的应用

博孜区块上部地层发育着近5 000 m厚的砾石层，砾石层硬度大、可钻性差，导致了上部大尺寸井眼常规钻井机械钻速低、钻井周期长，近年来尝试了多种提速工具、工艺技术，效果都不理想。为此，进行了气体连续循环钻井技术研究，设计了气体连续循环钻井技术方案，制定了井斜控制、沉砂清理等工艺技术措施，形成了适合巨厚砾石层地质特征的气体连续循环钻井工艺技术，并开展了6口井、9井次现场应用，显著提高了机械钻速，缩短了钻井周期，较大节省了钻井成本。气体连续循环钻井技术克服了沉砂30 m以上无法接立柱的困难，有效延长了微出水地层气体钻井进尺，将最大井斜控制在5°的安全范围内，未影响后期技术套管下入及完井改造工艺实施。气体连续循环钻井技术正在成为博孜区块巨厚砾石层钻井提速提效的一项关键技术，它为博孜-大北区块万亿方产能建设目标提供了有力的技术支撑。     

高压砾石充填防砂工艺参数优化设计方法研究

高压砾石充填防砂施工过程中砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是影响施工成败和防砂效果的主要因素.讨论了地层砂侵入砾石层的特性以及砾石层压降计算方法,用以评价其挡砂效果和对产能的影响;建立了砾石尺寸综合评价方法,用以优选最佳砾石尺寸;以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,建立了给定携砂比、携砂液黏度条件下的最小临界排量计算方法,用以对施工参数进行组合优化设计;最后研究了绕丝筛管尺寸和管柱结构的设计.给出了一套高压砾石充填施工参数优化设计方法,用该方法对涩北气田涩49井进行了高压充填设计,施工后防砂效果较好,产能降低率11.6%,目前稳产在(4.7～5.0)×104m3/d.     

砾石充填条件下筛管堵塞与冲蚀特性试验

为分析油田水源井筛管失效原因和防砂周期短的内在机制,建立一套模拟井下冲蚀和堵塞问题的砾石充填筛管防砂装置,研究筛管类型、砾石种类与粒径、生产压差等因素对筛管堵塞情况以及堵塞后筛管挡砂介质与本体的损坏情况的影响,分析筛管失效的原因和井下挡砂介质堵塞的内在机制。结果表明:在套管内砾石充填完井条件下,地层砂对砾石充填层和筛管的堵塞具有非均匀性,不同射孔孔眼部位的砾石充填层内的渗流压力分布不均,筛管过滤介质堵塞存在一定随机性;携砂流体流动时的磨蚀作用是造成筛管过滤介质失效主要原因之一;射孔孔眼流出的流体可与充填层的砾石掺混,形成磨料射流冲击正对射孔孔眼处的防砂管,造成防砂管本体的冲蚀失效;地面模拟试验结果与井下取出失效防砂管特征基本一致;试验结果能够为防砂方式的选择、生产制度的建议、筛管材质的选择、筛管结构的改进等提供依据。     

砾石充填防砂工艺参数优化设计

砾石充填防砂已经成为目前主要的防砂工艺,主要包括管内砾石充填、高压一次充填、涂敷砂人工井壁等防砂方法.砾石尺寸、携砂比、泵注排量等参数的设计是影响此类防砂工艺成败和防砂效果的主要因素.通过砾石层孔喉结构计算机模拟,以孔喉结构分布曲线与地层砂粒径分布曲线接近且略小的砾石作为最佳挡砂砾石,研究出一套新的砾石充填井砾石尺寸优选方法,提出了具体的携砂比、泵注排量、机械筛管尺寸的设计方法.对涩北某气井进行了高压砾石充填设计,施工后防砂效果较好.     

注聚驱防砂井挡砂介质物理化学复合堵塞机制试验

针对孤东油田注聚驱防砂井液量降低严重并且绕丝筛管砾石充填防砂井的提液效果普遍低于树脂滤砂管独立筛管防砂的反常现象,首先通过砾石层特性评价试验研究地层砂对砾石层侵入及机械物理堵塞机制,得到砾石层堵塞与砾砂中值比、泥质含量、流体黏度、产量、生产时间以及聚合物的定性和定量关系。针对物理堵塞机制难以解释砾石充填和树脂滤砂管防砂堵塞现象的问题,开展普通石英砂与树脂涂敷砂的润湿性、沥青质吸附、聚合物及其衍生物吸附机制与规律试验对比,提出注聚驱防砂井的物理化学复合堵塞机制。研究表明:物理堵塞主要发生在投产早期,堵塞程度随着流体黏度、泥质含量、产量、聚合物含量、砾砂比(GSR)增加而趋于严重;与树脂涂敷砂相比,石英砂充填层表面强亲水,其对聚合物及其衍生物和胶质沥青质的表面吸附量远高于高渗滤涂敷砂,吸附量随着聚合物浓度增加以及石英砂粒径的减小而增大。在注聚驱条件下,原本高孔高渗的石英砂充填层复合堵塞后的渗透率反而远低于高渗滤砂管。     

砾石充填防砂工艺参数优化设计

砾石充填防砂已经成为目前主要的防砂工艺，主要包括管内砾石充填、高压一次充填、涂敷砂人工井壁等防砂方法。砾石尺寸、携砂比、泵注排量等参数的设计是影响此类防砂工艺成败和防砂效果的主要因素。通过砾石层孔喉结构计算机模拟，以孔喉结构分布曲线与地层砂粒径分布曲线接近且略小的砾石作为最佳挡砂砾石，研究出一套新的砾石充填井砾石尺寸优选方法，提出了具体的携砂比、泵注排量、机械筛管尺寸的设计方法。对涩北某气井进行了高压砾石充填设计，施工后防砂效果较好。     

防砂井的合理完井方式

防砂工艺和效果与完井方式有密切的关系，提出并分析了四种完井方式．在条件允许的情况下，采用裸眼砾石充填进行先期防砂完井，可以获得较好的油、气流通能力和较厚的砾石层，可下入大直径的滤砂管，这种完井方法有利于防砂．对于用射孔方式完成的井，如果预测有出砂倾向，则应采用大直径套管作为生产套管，以高密度射出大直径的孔．对于胶结差的疏松产层则建议采用渗透性人工井壁完井．     

筛管砾石充填井筒附近压降计算方法

认识到套管射孔砾石充填井井筒附近压降发生在 3个流动区域内 ,近井地带向射孔炮眼的汇聚流动区域 ,炮眼内砾石层的线性流动区域以及筛套环空砾石层中的发散流动区域 .以 Bernoulli压降方程为基础导出了计算向炮眼的汇聚流产生的压降的新方法 .以 Forchheimer方程为基础导出了筛套环空锥形发散流的压降简化计算公式 .结果表明 :井筒附近压降主要发生在汇聚流区域和炮眼内砾石层 ,而环空砾石层的压降相对较小 ;射孔参数及砾石渗透率是影响砾石充填井井筒附近压降的主要因素 ,砾石充填井应采用孔径大于 1 5 mm,孔密 30孔 / m左右的参数射孔 ,砾石层渗透率至少应保持在 30～ 40 μm2以上 .     

防砂井的合理完井方式

防砂工艺和效果与完井方式有密切的关系。提出并分析了四种完井方式。在条件允许的情况下，采用裸眼砾石充填进行先期防砂完井，可以获得较好的油、气流通能力和较厚的砾石层，可下入大直径的滤砂管，这种完井方法有利于防砂，对于用射孔方式完成的井，如果预测有出砂倾向，则应采用大直径套管作为生产套管，以高密度射出大直径的孔。对于胶结差的疏松产层则建议采用渗透生人工井壁完井。     

多诺水电站调压室竖井深孔预固结灌浆施工

多诺水电站调压室竖井井身高106.5m,开挖直径6.9m。由于竖井上部地质条件比较复杂,围岩比较破碎,为保证竖井施工时的施工安全和施工进度,将对竖井进行80m深的预固结灌浆,来提高竖井上部围岩的整体性和均质性,达到将破碎围岩固结成整体,提高其自稳能力,有利于井筒开挖施工,确保竖井开挖时的施工安全,加快施工进度。     

砾石充填防砂井砾石层堵塞机理实验研究

用不同粒度中值的砾石和地层砂对砾石层的挡砂机理进行了实验研究。结果表明 ,砾石充填防砂效果与砾石尺寸的选择密切相关 ,砾石层渗透率的降低与砾石及地层砂的粒径比、流体粘度、累积产液量等因素有关。对 5种粒度中值比的砾石与地层砂的挡砂结果进行了分析 ,根据其挡砂机理的不同 ,砾石挡砂类型可分为无地层砂侵入型、浅层内部桥塞型、孔隙堵塞与孔隙内部桥塞混合型、砾石层孔隙充填型和地层砂自由通过型。     

机械防砂筛管挡砂介质堵塞机制及堵塞规律试验

针对防砂井由于机械筛管及砾石层等挡砂介质被堵塞而造成低产或停产的情况,开展防砂井挡砂介质堵塞机制研究,提出非充填带的桥架充填堵塞机制和挡砂介质内部桥架堵塞机制。利用机械筛管微观驱替堵塞模拟试验装置对机械筛管多层滤网挡砂层的堵塞过程、堵塞机制及影响规律进行系统的试验模拟,研究影响挡砂筛网堵塞程度的主要因素及其影响规律。结果表明:生产时间、出砂速度、粉细砂含量、泥质含量、原油黏度等是影响挡砂介质堵塞过程及堵塞程度的主要因素;试验结果揭示了挡砂介质堵塞程度与影响因素之间的定性和定量规律;试验数据可以通过拟合用于建立挡砂介质堵塞渗透率比与上述参数之间的定量经验关系模型,进一步预测特定地质与生产条件下防砂井挡砂介质堵塞程度随生产时间的变化规律。     

砾石充填防砂井砾石层堵塞机理实验研究

用不同粒度中值的砾石和地层砂对砂石层的挡砂机理进行了实验研究。结果表明,砾石充填防砂效果与砾石尺寸的选择密切相关,砾石层渗透率的砾石及地层砂的粒径比、流体粘度,累积产液量等因素有关。对5种粒度中值比的砾石与地层砂的挡砂结果进行了分析,根据其挡砂机理的不同,砾石挡砂类型可分为无地层砂侵入型,浅层内部桥塞型,孔隙堵塞与孔隙内部桥塞混合型,砾石层孔隙充填型和地层砂自由通过型。     

长大隧道通风竖井反井钻机施工控制技术

长大隧道通风竖井施工是隧道施工中一个需要解决好的关键问题,本文结合某实体工程,详细阐述了竖井反井钻机施工的施工设备选择和施工方法,为竖井施工积累了新的技术资料。     

水平井泡沫携砾石充填数值模拟

在进行疏松砂岩水平井砾石充填完井过程中,以往均采用牛顿流体作为携砂液。泡沫流体作为非牛顿流体,比牛顿流体具有更好的携带性能,并且具有低滤失性。针对水平井砾石充填作业发生提前堵塞和携砂液进入地层问题,借鉴水平管流的固液两相流动机制,建立水平井泡沫携砾石充填两层数学模型,并且对泡沫在水平井中流动的摩阻系数进行讨论。对偏心率、砾石直径、砾石密度及泡沫干度对砾石充填效果的影响进行计算分析,并以充填效率、砂床高度及综合评价指标表征充填效果。结果表明:随偏心率增大,充填评价指标趋于增加,但增加的幅度较小;随砾石直径、砾石密度及泡沫干度的增加,充填指标趋于降低;泡沫作为携砂液进行砾石充填比牛顿流体具有更好的充填效果。     

小导管注浆在北京地铁施工中的应用

一、工程概述呼家楼站是北京地铁十号线的中间站,车站位于东三环与朝阳北路的交叉路口,呈南北走向,为分离岛式暗挖车站。呼家楼站与规划的东西走向的M6线在本站形成“十”字换乘关系。车站受交叉路口朝阳路立交桥的影响,左右线结构分别位于桥梁两侧的辅路下,左右线两结构之间设联络通道、迂回风道,车站结构西北角和东南角设两座风井,西北风井同时作为施工竖井,立交桥下另设一座临时竖井以满足施工要求;车站共设四个出入口,并预留与M6线换乘通道接口及M6线站厅预留接口。车站为全埋地下车站,采用暗挖法施工。二、工程地质与水文地质条件北京市位于永定河山前冲洪积扇脊部,地铁经过的地层多为冲洪积层,城区地层主要分为(自上而下)人工填土层、粘砂土或砂粘土层、细中粗砂层、砂砾石层和卵石层,层厚不等,特别在亚粘土地层中,常出现透镜体砂层。砂层无胶结,自稳能力很差,干燥时其垂直自稳高度小于0.5m;砂卵层及卵石层粒径自西向东有减小的趋势,城西卵石最大粒径约1.5-2.0cm,城中约10-15cm,城东约5-10cm。北京市地下水一般分为上层滞水、地层孔隙水和承压水。地下水埋置深度呈西深东浅,地下水流向自西向东,最低水位在每年4月份,每年8-9月份为...     

高渗透水泥施工及防砂性能研究

对高渗透水泥体系的综合性能和防砂能力进行了试验分析研究。结果表明该高渗透水泥具有良好的施工性能和较强的阻挡出砂的能力;可以将该高渗透水泥在钻井和扩眼后泵注到可能出砂的裸眼层段进行先期防砂;对于已经出砂的油井,也可以在清洗砂堵后将高渗透水泥浆挤入高渗砂层,待其凝固后形成高渗透性人工屏障进行后期防砂。从而为防砂提供了一种新的技术思路,既是在钻井完后,在固井施工时对于可能出砂的层段就考虑采用高渗透水泥充填以代替裸眼完井、砾石填充等常规完井工艺。这将是裸眼完井技术的一种革新,是一种有发展潜力的防砂技术。     

四面山隧道地质特性及其围岩变形规律研究

四面山隧道属于典型的砂泥互层围岩隧道,其软硬岩层性质差异较大,导致其层间结合力差,层理效应明显。通过对四面山隧道工程资料进行收集整理,阐述了四面山隧道的地形地貌特征、地层岩性特点、地质构造、各种不良地质条件等方面,掌握了四面山隧道工程概况并进行了地层岩性总结,分析了工程地质及水文地质特性,并提出了四面山隧道工程地质评价;基于上述内容,以四面山隧道近水平砂泥互层段为工程依托,采用数值模拟,进行软硬互层围岩变形规律研究,进而提出相应的支护参数设计建议,保证安全施工,研究成果对类似隧道施工及相应支护提供了有益借鉴。