地熱深井過濾器擠毀事故成因與處理技術

摘　要:過濾器擠毀是地熱井施工中較為常見的一種 02manbetx.com 。對過濾器擠毀 02manbetx.com 類型、成因以及處理技術進行了 03manbetx 和研究,並以一起由擠毀引起的地熱深井內複雜 02manbetx.com 處理為例,闡述了其解決方法和體會。
　　第四係和新近係中地熱井施工常見的一種井內 02manbetx.com 是過濾器擠毀或變形,該類事故一旦發生,輕者(過濾器變形量小,過流斷麵呈橢圓形)水量減小和出砂,重者(過濾器變形量大,過流斷麵呈線狀)導致整個鑽井工程的報廢。以往多數情況下,超過600ｍ深的地熱井一旦出現過濾器擠毀事故將使整個井報廢,由此造成的直接經濟損失是巨大的。據統計:僅在河南省每年造成該類事故而導致地熱井報廢的達6～10眼,工作量6000～15000ｍ,直接經濟損失300～750萬元。所以,在地熱井工程 設計和施工過程中,每一道工序都應嚴格把關,同時注重過濾器擠毀事故成因的 03manbetx 和研究,以防類似事故和問題的發生。
1　過濾器擠毀事故類型與成因1.1　過濾器擠毀事故類型在鬆散層中地熱鑽探成井,一般采用的是 159ｍｍ橋式過濾器。它是由普通鋼板衝壓後再卷焊而成的一種過濾器,其厚度在5 3～5 7ｍｍ之間。此類型的過濾器出現擠毀和變形事故常發生在下管過程、投礫過程或洗井抽水過程3個階段。按變形量劃分其過濾器斷麵可能出現橢圓形和線狀(完全擠壓)2種類型,其中多數情況下出現後者類型的事故,如圖1所示。

圖1(ａ)是過濾器擠毀變形量較小,其過流斷麵為橢圓形。這種情況下,井內的橋式過濾器整體存在壓應力和拉應力,此時的橋式縫隙將出現不均勻的張開和擠壓,甚至撕裂或焊縫開裂。由於過流斷麵和橋式縫隙的變形,將導致地熱井出砂嚴重和水量大幅度降低,同時對地熱井的質量和使用壽命埋下隱患。圖1(ｂ)是過濾器完全擠毀示意圖,其過流斷麵呈不規則線狀,這種情況下幾乎使地熱井處於報廢狀態。
1.2　井內過濾器擠毀事故的成因
(1)過濾器材質和加工工藝問題。由於目前的橋式過濾器都是用普通鋼板衝壓卷焊而成,所以,在強度上與井內其它無縫鋼管或石油套管相差很遠。
(2)井管內外形成較大的壓力差。當井管內液柱過低而不能與管外的地層壓力相平衡時,則會發生井管或過濾器擠毀事故,這也是發生該類問題的最主要原因。產生壓力差現象的根源是泥漿問題和換漿不徹底,導致過濾器堵塞,井管內外流體不循環和貫通,在這種情況下,井管內形成較大負壓,巨大的地層壓力很容易將井管或過濾器擠毀。此類問題 在下管、大降深洗井和抽水時容易發生。
(3)過濾器瞬間受到衝擊作用。當下完井管投礫時,若遇到井眼坍塌、局部縮徑或礫料“架橋”(投礫過快)等情況時,在瞬間坍塌或墜落將會對強度較低的過濾器產生巨大的衝擊力並使其變形或擠毀。
上述3方麵原因除了第一個是客觀存在問題外,實際上都和泥漿使用有很大關係。也就是說:在整個鑽井過程中泥漿性能不好,形成的泥皮過厚或使護壁效果差,則容易產生堵塞或掉塊、“架橋”等問題,從而為事故的發生提供了條件。