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地热打井

地热井施工程序

  地热钻井是地热资源开发的重要环节, 又是与地热资源勘查、开采权的取得紧密相关, 目前通行的作法遵循下列程序:

序号

程序

1

向行政主管部门申报地热资源勘查许可证;

2

委托地质勘查单位进行地热源勘查并编制提出可行性论证报告;

3

上报主管部门组织专家评审论证报告并提出评审意见;

4

申报行政主管部门钻地热井许可证(附: 可行性报告及评审意见、钻井设计等必须材料);

5

委托钻井施工单位;

6

委托钻井施工质量监理单位;

7

钻井施工开工仪式与现场技术交底;

8

钻井地质编录与地球物理测井;

9

钻井井管(井口管、表层管、井壁管或滤水管)下入与固井;

10

钻井洗井与井产能测试;

11

编写并提交完井报告, 内含地质、钻井施工及质量监理三部份;

12

地热钻井成井质量现场验收。

·地热钻井施工关键环节

  地热钻井能否取得成功必须在一份好的可行性论证报告为依据所编制的地质设计指导下, 正确的组织钻井施工, 并把握好以下几点:

a. 钻机设备选型应留有加深钻进深度的余地;

b. 尽可能保持钻井的垂直,以降低井内事故和井壁管受磨损;

c. 准确的钻井地质编录, 正确地进行地质分层, 依据钻井中的地质变化对可能出现的问题作出判断并找出对策; 及时修改完善地质设计;

d. 保持合理的井身结构并严格的固井: 表层管口径及下入深度应充分考虑取水设备口径和下入深度的需要; 井壁管应下入热储一定深度并严格封闭热储顶板上部各层位; 尽可能做到3 径或4径至孔底;

e. 严格使用冲洗液钻进, 热储层内钻进严禁使用稠泥浆;

f. 及时进行地球物理测井:下入表层管、井壁管前及达到设计深度时均应测井,以结合地质编录进行地质分层、了解地层温度变化和热储的渗透性、含水性特征,指导钻井施工;

g. 搞好洗井与产能测试钻井完工应及时进行洗井和产能测试, 严禁停滞时间过长, 洗井应针对热储地层特征、钻井深度、使用泥浆性质和稠度采用不同的方法; 产能测试应满足规范的要求。

·地热井(水井)工程项目质量管理

摘要:地热井(水井)工程作为建设工程的一种,它具有投资大、风险高、地质条件变化多、隐蔽工程多、设计变更多等特点。工程质量缺陷很难在以后质量检查中发现和进行处理修复。为了便于地热井(水井)工程质量管理和质量控制,作者根据地热井(水井)工程的特点,进行了分部、分项工程的划分,设置了工序质量的质量控制点,为工程质量管理、控制、检查及评定奠定了基础。
关键词:地热井(水井) 工程质量管理 分部、分项工程 质量控制点
  随着全球能源和水资源的危机,人类生活、生产活动对自然环境的破坏,人类生存和可持续发展所依赖的自然资源正面临污染、破坏、枯竭的危险境地。全球各国在协同保护自然环境的同时,也在向地球深部探求地热能源和水资源,钻井深度越来越大,一般井深皆达数千米,总投资费用数百万至千万元,任何风险和失误都将给国家、企事业单位造成重大经济损失。钻井工程作为建设工程的一类,其工程项目管理较其它建设工程行业落后,为提高钻井工程施工项目管理水平,促进项目管理的科学化、规范化和法制化,适应市场经济发展的需要,钻井工程应采用《建设工程项目管理规范》(GB/T50326—2001),推行项目管理体制,提高钻井工程项目管理质量。
  1 地热井(水井)施工工艺流程
  地热井(水井)施工可分为开工准备阶段、钻探阶段、洗井阶段、抽水试验阶段和供水建设阶段,工艺流程见流程图
  2 地热井(水井)工程的划分
  2.1划分的目的
  一项建井工程从施工准备工作开始到竣工交付使用,要经过若干工序、若干工种的配合施工。工程质量的优劣,取决于各个施工工序、各工种的管理水平和操作质量。因此,为了便于质量管理和质量控制,针对地热井(水井)工程工艺流程特点,将一个水源地工程项目划分若干个以单井为单位的单位工程,一个单位工程划分若干个分部工程和分项工程。分项工程是质量管理和评定的基础,是由若干施工工序构成的,是工程质量管理的基本单元。分部工程是一个中间环节,由若干分项工程所构成,其质量是综合分项工程质量综合评定的。单位工程是指一个能独立形成生产和使用的单井,由若干分部工程构成,其质量是综合分部工程质量综合评定的。通过层层控制、检查、评定工序质量、分项工程质量、分部工程质量,最终确保单井单位工程质量符合质量要求。
  2.2地热井(水井)工程分项、分部工程的划分
  分项、分部工程划分见表1

1 地热井(水井)分项、分部工程的划分

序号

分部工程

分项工程

1

钻井

钻机安装,钻探,钻头、钻具,钻井液,地质录井,物探测井,下管,填砾,固井(止水),井管,粘土粉,滤料,焊接,水泥等

2

洗井

活塞洗井,压风机洗井,化学药剂洗井,酸化洗井,二氧化碳洗井,水泵抽水洗井,水位观测,水量观测,水温观测等

3

抽水试验

水泵抽水,水位观测,水量观测,水温观测,含砂量观测,水质检验、探孔等

4

泵房建设

工程测量,地基,混凝土,构件安装,防水,钢筋,砌砖,焊接,地面,内外墙饰面,门窗安装,井口处理等

5

供水设备安装

水泵,设备、材料,水泵下井,管线安装,电器设备安装,水处理设备安装,供水调试等


  3 地热井(水井)工程施工质量控制
  3.1工程质量的特点
  工程项目质量是指国家现行的有关法律、法规、技术标准、设计文件及工程合同中对工程的安全、使用、经济、美观等特征的综合要求。一般建设工程质量的特点有:影响因素多、质量波动大、质量变异大、质量隐蔽性、终检局限大。对于地热井(水井)工程,其几乎全部工程结构都位于地面以下,一旦井建成,目前的探测技术手段几乎不能探明和处理施工中形成的质量缺陷,可以说钻井过程几乎全是隐蔽工程。而隐蔽工程的特点是一旦形成质量缺陷,不能在以后质量检查中发现,一旦缺陷部位出现质量事故,将给工程质量处理造成巨大难度和损失,甚至导致井孔报废。
  3.2工程质量控制阶段划分
  工程项目质量控制是为达到工程项目质量要求所采取的作业技术和活动。按施工的阶段性施工阶段质量控制可分为:事前控制、事中控制、事后控制(见表2)。一个钻井工程,首先要建立质量控制组织,制定质量保证体系文件。由于钻探产品的隐蔽性特点,项目人员要认真学习设计文件,深入了解地质构造条件,制定好施工方案方法。通过加强对施工过程的质量控制,确保钻探产品的质量。由于地质条件的千变万化,要加强钻探过程中的观察、测试及分析研究工作,适时、准确地进行设计变更和设计修改。钻探最终产品的形成过程,也是对前阶段产品产生不良影响及损坏的过程,要加强对中间产品的保护。通过竣工质量检查、验收及质量评定,最终控制钻井产品的质量。
  3.3工序质量控制是工程质量控制的核心
  工程产品是经施工过程形成的,而施工过程是由一个个工序构成的,工序又是人、机械设备、材料、施工方法、作业环境综合作用过程的结果,因此工序质量控制是工程质量的基础和核心。工序质量控制在加强控制五大要素(4M1E、工序活动过程、工序产品质量的基础上重点是设置工序活动质量控制点,进行预控。质量控制点是指为保证工序质量而确定的重点控制对象、关键部位或薄弱环节。质量控制点的选定原则是那些保证质量难度大的、对质量影响大的、发生质量问题时危害大的对象。地热井(水井)工程质量控制点的设置见表3

2 地热井(水井)施工阶段质量控制

事前控制

施工准备质量控制

质量控制系统组织,质量保证体系,项目人员,施工材料,施工方案方法,作业环境,施工机械设备

设计文件会审,设计技术、安全交底

审查开工申请、严把开工关

事中控制

施工过程质量控制

工序控制,工序之间交接检查,隐蔽工程质量控制

中间产品质量检查验收与保护

分部、分项工程质量评定

设计变更与设计修改的审查

事后控制

竣工质量检查验收

工程质量评定

工程质量文件审核和建档


  

3 地热井(水井)施工阶段质量控制点设置

分项工程

质量控制点

钻机安装

基础,钻台调平,绷绳

钻探

钻井液,测斜,钻具长度校正

物探测井

测井方法选择,测斜,测温,地质解释

下管

排管,管长丈量,下管方法,丝扣、焊接质量,井管通径

填砾

滤料,填砾方法,填砾高度监控

固井(止水)

水泥,粘土球,固井压力,初凝卸压提钻

活塞洗井

提升速度,洗井时间

压风机洗井

风管深度,风量

化学药剂洗井

药液浓度,浸泡时间

酸化洗井

浸泡时间,盐酸浓度,添加剂

二氧化碳洗井

二氧化碳用量,总气阀压力

水泵抽水

水位、水量、水温观测,含砂量观测方法,计量器具

水质检验

取样方法,检验单位

探 孔

钻具丈量,井深误差

工程测量

标高,轴线,基准点

地基、基础

尺寸,标高,土质,承载力

混凝土

水泥、砂石质量,配合比,钢筋品种规格,预埋件

井口处理

形状尺寸,防异物入井

水泵

泵型选择,泵管质量,镙栓

水处理设备安装

设备、材料选择,工艺流程


  质量控制点施工质量的重点控制对象主要是:人的行为,物的状态,材料的质量与性能,关键的操作,施工技术参数,施工顺序,技术间歇,施工方法,新技术、新工艺、新材料的应用等。
  4 地热井(水井)工程项目质量管理
  工程施工所执行的标准、规范、规程、条例等都是由人直接或间接参与制定和实施的,几乎所有工程质量缺陷与事故归根到底都是由人的因素引起的。项目管理组织不健全、责任分工不明确、技术人员配置不合理、人员责任心不强、行政领导人干预多等有关人的因素是直接产生工程质量问题的根源。地热井(水井)工程投资大、风险高、地质条件变化多、隐蔽工程多、设计变更多,任何一个环节管理不完善而导致工程质量事故都将引起巨大的经济损失,因此建立和健全工程项目管理体制是极为重要的。地热井(水井)工程作为建设工程的一种,应严格执行《建设工程项目管理规范》(GB/T50326-2001),工程施工项目管理须实行项目经理责任制,施工现场要设立项目经理部,工程技术质量监控专人负责,实际、全面、合理地制定岗位(人)的责、权、利,做到权、责界线分明,出现问题追责有人负,奖罚与责任人明确挂钩。施工实践证明,实行项目经理责任制,降低了施工质量缺陷、事故率,提高了钻井工程施工质量,取得了显著的经济效益。

主要参考文献
1
、《建设工程项目管理规范》(G/T50326-2001) 北京:中国建筑工业出版社(2002
2
、《工程建设质量控制》 北京:中国建筑工业出版社(1998
3
、《供水水文地质钻探与凿井操作规程》(CJJ13-87) 北京:中国建筑工业出版社(1987


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