人工手压井钻井技术在塔中沙漠地区的应用

张志栋

（新疆地矿局第一水文工程地质大队新疆乌鲁木齐830091）

人工手压井钻井技术在塔中沙漠地区的应用

张志栋

（新疆地矿局第一水文工程地质大队新疆乌鲁木齐830091）

探井施工是水文地质调查中了解地下水浅埋区水文地质资料的重要手段，然而，在塔中沙漠地区，地表覆盖层风积沙厚度巨大，呈松散，流动态，无粘性，自稳性极差，探井成井困难且随施工深度增加危险也越大等问题，给探井施工带来很大的困难。在沙漠地区采用人工手压井钻井技术代替探井施工，在满足了工作要求前提下，由于其施工设备简单、成井质量好，效率高、施工成本低等特点，在实际工作中得到了很好的应用。

手压井钻井沙漠地区探井

0　前言

随着塔中油田勘探开发的不断深入和油田规模的扩大，原建的集中供水水源地已不能涵盖和满足油田勘探开发的供水要求。因此，在塔中沙漠腹地建设一处新的供水水源显得尤为重要。在水文地质调查中，为了取得地下水埋藏深度小于5米地区的地下水埋深数据和水位数据，了解地下水浅埋带土中的易溶盐含量以及采集水样，进行地下水动态监测等工作，常常需要在工区内布置一定数量的探井。然而，在塔中沙漠地区，地表覆盖层风积沙厚度巨大，呈松散，流动态，无粘性，自稳性极差，探井成井困难且随施工深度增加危险也越大等问题，给探井施工带来很大的困难。为此，我们在沙漠地区采用了人工手压井钻井技术来代替探井施工，由于其施工设备简单、成井质量好，效率高、施工成本低等特点，在实际工作中得到了很好的应用。

1　人工手压井钻井设备的结构

人工手压井钻井设备是群众劳动智慧的结晶，通常多用于沙漠地区物探震源孔的施工。它是一种由人工传动和给进的简易钻孔设备，其最大的特点是质量轻，可拆卸性好，便于搬迁；结构简单，易维修。非常适合在沙漠地区交通不便，一般车辆无法进入的情况下使用。但该设备也存在一些缺点，人工劳动强度较大，使用有一定局限性，只适合一些较松散的细颗粒地层，成孔口径小，钻进深度不深，一般不超过50m等问题。

人工手压井钻井设备主要由连接胶管、水龙头、钻杆、钻头、手压井（泵）等组成。具体见图1。

图1　手压井钻井设备结构示意图

2　钻孔及成井工艺特点

2.1钻进效率高

使用手压井（泵）使钻井液形成反循环钻井，由于钻杆口径小，钻井液在钻杆内上返速度较快，其携带岩屑的速度和能力也强，孔内钻头始终保持在清洁的岩面上工作，避免了钻头的磨损和重复破碎，提高了钻进效率，实际使用证明钻进孔深15米钻孔，一般可在半小时左右完成。

2.2施工成本低

使用手压井钻井设备，由于其质量轻，可拆卸性好，便于搬迁，在交通不便的沙漠地区使用减少了设备搬迁费用。使用小口径反循环钻进，由于钻头磨损少，提高了钻头使用寿命。采用小口径成井，钻井液使用消耗相对也减少，成井使用PVC井管，在一定程度也降低了施工成本。

2.3成井质量好

采用清水或低密度泥浆钻进，有效的保护了含水层，减少了泥浆对含水层的侵害，采用PVC井管及打眼缠丝包网滤水管，避免了塔中沙漠地区地下水矿化度高对井管的腐蚀及井内涌砂，提高了成井质量。

3　施工应注意的问题

（1）在钻进过程中，由于采用人工旋转和给进及沙漠地层相对松散，应采取防斜措施，避免后续井管无法下入。

（2）在钻进过程中，应随时从手压井（泵）的出水口取砂样，并及时编录，确定地层岩性及变化规律。

（3）手压井（泵）具有一定的间歇性，钻进时把握钻进速度，保持孔内清洁，防止岩屑沉积。

（4）沙漠地层松散，孔壁稳定性差，漏失性强，现场应多备些水，必要时可采用泥浆钻进。

（5）成井下管前，应进行校正孔深，提前替换泥浆，做好PVC井管的排管连接和滤水管缠丝包网等准备工作，尽量缩短下管时间，及时补充孔内钻井液。

（6）成井后，井管应高出地面一定高度，并对管口采取封挡措施，避免风沙淹盖孔口和进入孔

内堵塞井管，方便后续提取水样及地下水水位观测等工作。

图2　现场施工

4　应用实例

塔中一号气田供水调查项目，工作区位于塔克拉玛干大沙漠腹地，地表覆盖层岩性主要以粉砂层为主，砂层结构松散，厚度大，工区内道路交通除油田各油区主干道和井场简易道路外，其余地段均无道路，交通条件非常困难。为了揭露浅埋区地下水水位、基本掌握探井施工深度内的地层岩性、含水层岩性，对物探解译成果进行水质验证，同时满足采取水样的要求，项目设计探井数为20个，单井设计深度为5-50m之间。施工过程中我们采用了人工手压井钻井技术，共完成探井孔20个,成井质量良好，揭露最大地层深度22m,揭露最大地下水埋深17.10m，共采取水样14组，后期地下水动态监测使用良好，满足了设计要求，顺利完成了施工任务。

图3　地下水观测

5　结语

人工手压井钻井技术由于其施工设备简单、成井质量好，效率高、施工成本低等特点为塔中沙漠地区水文地质调查提供了一个便捷、有效的手段，通过在工作中不断积累经验，相信人工手压井钻井技术也能在工程勘察、地球物理勘探等工作中也有广阔的应用空间。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2015）-7-464-2

张志栋，男，毕业于中国地质大学（武汉）勘查技术与工程专业，本科，助理工程师，研究方向为水文地质钻井、石油钻井。

[1]杨惠民，钻探设备[M].北京：地质出版社，2004.