華北地區(qū)

河北故城地熱井施工技術和成井工藝

1.地理位置概況
 
  故城縣地處黑龍港流域,河北省東南部,隔京杭大運河與山東德州市百里相連 。南鄰清河縣、南宮市,北接景縣,西與棗強縣以清涼江為界,東與山東省德城區(qū)及武城縣隔京杭運河相望。全縣總面積941平方公里??h域總面積937平方公里??h政府所在地鄭口鎮(zhèn),座落于聞名遐邇的京杭大運河西畔,以商業(yè)發(fā)達、經濟繁榮而享譽周邊,素有“小天津衛(wèi)”之美稱。區(qū)位交通優(yōu)勢明顯。故城縣屬環(huán)渤海大經濟圈,處冀東南與魯西北經濟圈之融合帶,獨具承接東部產業(yè)、西部資源相互轉移的區(qū)位優(yōu)勢,是南資北上的途經寶地。東臨京福高速、京滬鐵路,西依京九鐵路,北枕石德鐵路。省級公路邢(臺)德(州)線貫穿全境;鄭(口)棗(強)線直通衡水,縣域內路網縱橫交織,通達便捷。
 
圖1  A為河北故城地理位置
  
        2. 地質地層概況
 
  故城縣處在臨清坳陷東部的武城凸起北部,新生代第三紀以后才接受沉積。下伏中生界、古生界地層與華北其它地區(qū)類似,基底為太古界地層。蓋層厚度2000m左右,簡介如下。第四系平原組:為灰黃色、黃色粘土層及砂層。厚度在本區(qū)大約 200m。上第三系明化鎮(zhèn)組:為一套河流相沉積,主要為棕紅、棕、淺灰色泥巖夾少量砂巖,厚約1000m。上第三系館陶組:上部為紅色砂質泥巖夾少量砂巖,下部為灰色、棕紅色砂、泥巖互層,底部常發(fā)育一套底礫巖或含礫砂層,厚約300m。下第三系東營組,一般水平產狀,與下伏地層呈明顯角度不整合,直接覆蓋在中生界地層之上,厚度大約500m。
 
  
       3.鉆井設計與設備
 
  選用TSJ-2000E型轉盤鉆機,并配備24.5角鋼四角鉆塔和TWB-1200/70(1000/80)泥漿泵。使用 (2-7/8 "石油鉆桿可鉆進 2000m深地熱井。該鉆機主要特是:重心低,傳動平穩(wěn),提升能力強(單繩 80KN),密封性好,堅固耐用,操作簡便。因鉆機配備有水剎車裝置,可降低卷筒、閘帶的損耗,下鉆時既平穩(wěn)又安全。總之,這種設備占地面積小,搬遷安裝工作量亦不大市區(qū)施工較為有利。開孔孔徑 600mm,鉆至一定深度,下入φ525×9mm螺旋管護壁。然后用17-1/2" (φ444.5mm) 三牙輪鉆頭開井,鉆深 250m,下入φ273×9mm無縫鋼管,該段為下泵段。最 后 用12-1/4"(φ311.1mm)、9-5/8"(φ244.5mm)、8-1/2"(215.9mm)鉆頭分級鉆至終孔,下入φ177.8×8mm石油套管及濾水管。
 
  4.鉆井成果與意義
 
  本區(qū)在施工后 2個月,進行鉆孔驗證。施工中除覆蓋區(qū)內鉆進時,沖洗液少量漏失外,下部地層鉆進消耗量屬正常消耗。所取巖心可見,裂隙已被水泥漿充填,局部空洞可見已凝固的水泥團塊,采空區(qū)鉆孔注漿工程質量合乎設計要求。