漂浮下沉法砌筑井壁的原理及应用

漂浮下沉法是钻井法凿井砌筑井壁的一种主要方法,井壁作为一个密封的筒体下沉,每节井壁之间接缝不渗水,排浆后一般不需要封水处理,井壁作业全部在地面上进行。信湖煤矿中央风井井壁采用漂浮下沉法施工,最终形成的井壁符合设计要求。以此工程为背景,对漂浮下沉法砌筑井壁的原理及工艺流程进行总结分析。     

井筒支护——钻井法凿井的试验研究(四)

井筒钻进到设计直径和设计深度,经过测量,认为井筒符合下沉井壁的要求,可把在地面预制好的钢筋混凝土井壁(图1),逐节在井口连接好,使其在充满泥浆的井筒中漂浮下沉。下沉到底,进行壁后充填,把井壁固定起来。一、井壁设计1.井壁结构将整个井筒井壁,按钻进(支护)深度不     

漂浮下沉钻井井壁竖向稳定性理论研究

通过理论分析的方法，深入研究了漂浮下沉阶段钻井井壁的竖向稳定性问题，证明了漂浮下沉阶段井壁的稳定平衡性。     

井壁压缩量测量方法

用监测井筒沉降的方法来求得井壁压缩量，测量误差较大，短时间内难以确定沉降值准确性。本文通过分析井筒受地表“附加力”的作用，使井筒在表土层与基岩交界处产生破裂、压缩造成井塔下沉。根据上部井壁是因中部井壁产生破裂压缩而跟着整体下沉，而基岩段又不下沉的特点，提出了直接测量井壁压缩量的方法。     

悬浮下沉钻井井壁筒轴向失稳特性与滑移试验

以现场实际井壁下沉过程为条件,自行设计了钻井井壁模型试验装置和试验过程,完成了钻井井壁的悬浮下沉模型试验.结果表明,井壁触底后随着配重水量的增加,筒体竖向轴线的形状类似于正弦曲线;井壁内力增加,井口支承反力也在增加.通过对试验结果的分析,得出井壁底的滑移主要是由于配重水质量增加引起的.     

立井表土段井壁破裂原因分析

认为井壁设计不合理、施工质量差是井壁破裂的内因,含水层水位下降、地面下沉对井壁产生压力和摩擦力是井壁破坏的外因。     

利用钢井壁及千斤顶强制下沉通过竖井流沙层

介绍了利用钢井壁及千斤顶强制下通过坚井流沙层的施工过程,论述了从钢井壁的设计、组装到钢井壁下沉通过流沙层的施工方法,并分析了钢井壁下沉过程中几种容易出现的故障处理。实践表明,采用该方法通过竖井流沙层施工成功率在95％以上。     

钻井井壁筒悬浮下沉竖向结构稳定性计算方法探讨

针对目前深钻井工程井壁筒悬浮下沉竖向结构稳定性临界深度计算结果与工程实际相差较大的难题,论文通过对深钻井井壁筒悬浮下沉到底后的受力分析,建立了新的计算模型,并基于结构稳定理论与能量法,推导出了第一段高充填前、后井壁筒悬浮下沉竖向结构稳定性临界深度计算新公式,采用实例计算表明,井筒临界深度都大于井壁筒的实际深度,并具有一定的安全储备,井壁筒不会发生竖向结构失稳。目前,这一研究结果已在4个井筒的深钻井工程实践中得到验证。     

井筒管路支座改进设计及应用

城郊煤矿采用冷冻法施工井筒。井筒建成投用以来,出现井壁下沉的现象,10 a来累计下沉达120 mm左右,致使井筒中的管路支座破环,通过对管路支座进行改进设计,很好地解决了井壁下沉对管路造成的不良影响,取得了很好的效果。     

钻井井筒支护方法

旋转钻井法技术现已发展到可以钻凿直径为20英尺(6.1米)、深度超过3000英尺(914.4米)的井筒。把适当高度的预制混凝土井壁下沉到井底,并在井底进行组装的永久支护方法也已经得到发展。用这种方法支护的井筒,既可承受井底静水压力又不漏水。 还研究过其他两种支护方法。一种是钢井圈,焊接后悬浮下沉,另一种是混凝土井壁,在地面连接后悬浮下沉。用钢井圈支护一般用于较小直径的井筒,但是,当井筒净直径为14英尺(4.27米)时,用钢井壁比用混凝土井壁几乎贵两倍。在悬浮下沉混凝土井壁时遇到两个问题:一是在地面连接井壁所需时间,另一个是在悬浮过程中,万一有一     

配重水高度对钻井复合井壁竖向稳定性的影响

本文按钻井复合井壁的施工顺序,分阶段讨论了配重水高度对钻井复合井壁竖向稳定性的影响。重新推导了钻井复合井壁在悬浮下沉和壁后充填阶段配重水高度计算公式,考虑了钻井复合井壁变内径、变断面的实际情况。通过力矩平衡法确立了二次配重水的最大高度,给出了井壁悬浮下沉到井底至壁后充填阶段配重水高度的合理范围,对于指导工程实践有一定现实意义。     

VSM沉井下沉过程井壁受力规律研究

为了研究VSM沉井井壁受力变化规律,结合施工工艺特点对VSM沉井的下沉过程及受力特性进行了分析。首先,依据VSM沉井下沉特点对其施工过程中所受荷载进行梳理,同时划分了沉井一个下沉循环中的典型运动状态|之后以G.G.Meyerhoff公式和规范为基础,对沉井下沉阻力进行分析计算,提出了考虑井内淹水的刃脚端阻力计算公式,并建立了井壁典型状态施工力学模型|最后,以矿山竖井工程为算例计算得出沉井几何参数、下沉阻力、下沉深度以及悬吊力之间的关系。结果表明：VSM沉井悬吊力大小随着下沉深度的增加并不是一直增大的,而是先增大后减小,存在极大值|井壁厚度直接影响着刃脚端阻力大小和侧壁摩阻力变化规律,进而间接影响沉井的下沉深度|沉井悬吊力大小随着施工条件的变化而变化,对于沉井设备悬吊能力的设计应根据实际情况进行综合考虑|对于内径6m,厚度0.5m的矿山沉井井壁,在f=8kPa条件下,其最大下沉深度为56m|根据下沉深度设计减阻泥浆性能是控制下沉阻力、实现系统优化的重要手段。     

用直角弦法进行井筒的断面测量

用沉井法进行竖井施工时,井壁下沉主要是靠井壁的自重,因受地质构造变化的影响,使井壁往往不依人们所要求的导向下沉。测量人员在井壁下沉过程中随时用水准仪进行观测,如发现下沉偏差时,立即通知施工人员采取措施进行纠偏。此外,在沉井完成后还需进行井筒断面的测量工作,以求出井筒的实际中心和有效断面等资料,为下一步施工提供可靠的依据。井筒断面测量用“直角弦法”进行井筒断面的测量,不但可根据实测资料直接算出各个圆心的假定座标及半径,并且由于采用大的比例尺(如1∶1或1∶2)作图,求出的实     

沉井法予制井壁安装“导正器”应用简介

沉井法是在不稳定含水地层中开凿井筒的一种特殊方法。在建井位置上,将予先制好的刃脚壁或井壁,并在其掩护下,边挖掘边下沉,井壁随井筒下沉而相应接高的一种凿井法。     

立井井壁破裂的原因分析

介绍淮北新矿区立井井壁破坏和处理情况，分析破坏原因主要是与煤系地层直接联系的含水层水位下降，地表下沉，井壁受负摩擦力的作用，井壁强度不足，设计没有考虑竖向荷载等。     

井壁下沉工序质控程序

介绍井壁下沉工序流程、质控标准、质控方法措施。     

充满配重水钻井井壁筒在泥浆中竖向结构稳定的理论研究

提出了被广泛采用的钻井法施工悬浮下沉井壁有其深度极限的概念, 分析了泥浆中钻井井壁底接触岩石后的受力状态,建立了固井前泥浆中充满配重水井壁的力学模型,该模型类似于液体中的有底管状细长压杆. 以能量法为基础,利用结构稳定理论和流体力学理论原理,推导了井壁结构轴向临界稳定高度的解析式,并给出了典型算例. 强调了工程设计中利用该公式的注意事项,提出了井壁深度超过屈曲极限后可以改变井壁结构或改变井壁下沉方法的建议. 最后,指出进一步研究这一问题的内容和方法.     

光纤光栅监测系统在钻井井壁健康监测中的设计与应用

钻井井壁在下沉阶段一直受水侵入和电磁干扰,且每节井壁下沉是一“瞬间”过程,常规测试技术很难满足这一工程要求.引入新型光纤光栅传感器对某钻井井壁进行监测,介绍了光纤光栅监测方案设计与施工情况.数据分析并与理论值比较表明:监测数据准确、稳定、可靠,监测数据与理论值吻合较好,该类传感器对水侵入有良好适应性,不受电磁干扰.光纤光栅监测系统及时、准确地反映了钻井井壁的实际受力变形情况.     

卸压槽技术在恒源煤矿井壁破损治理中的应用

立井井壁破损后,如果只对井壁进行加固就不能释放和衰减井壁纵向应力,当作用到井壁上的竖向总荷载超过井壁的极限承载力时,井壁会发生重复破损。在恒源煤矿副井井壁破损治理施工过程中不但加固井壁,且又在井筒垂深147.5m处开凿了一道卸压槽,起到承压和释放衰减井壁纵向应力的作用,降低了土体下沉过程中施加于井壁外表面竖直附加力,减缓井壁变形速率。     

钻井法凿井变断面井壁在泥浆中的竖向稳定

本文论述钻井法凿井变断面井壁在泥浆内漂浮下沉阶段以及在井壁壁后充填前阶段和壁后充填后阶段的竖向稳定性,并导出具有多种断面规格井壁失稳的临界高度,供设计人员和施工人员参考.