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第四节 冰上钻井

  大庆长垣构造的地面分布有54个水泡子,总面积为28平方公里,有的水泡子面积达2平方 公里。
    为开发水泡子下部油层,普遍采取了冰上钻井方法。大庆油田处于高寒地带,冬季气温 经常在零下35度,结冰期长达5个月,结冰厚、强度高,给冰上钻井提供了有利条件。
    1962年冬天在油田上开始钻第一口冰上井,至1985年春,共钻冰上井100多口。
    1960年冬天,钻井科技人员开始了对冰层的研究,相继6个冬季,测量了2702次,掌握了 冰层厚度、强度与气温的关系,确定了冰上钻井的较好时间:1月初可以开始基桩施工安装钻 井设备,2月末以前建井完毕,3月初将全部设备搬出冰面。
    打基桩是冰上钻井的核心问题。自1960年起采用套管注水泥桩。1967年以后一直采用混 凝土预制桩。
    根据油田开发、调整方案,在一年前要下达冰上井的井号。钻井部组织基建工程部和设 计院等有关单位安排冰上井的设计及基础施工工作,并作土壤及冰面调查。
    9月底,进行水深调查,水深小于500毫米时,冬天,水可全部冻透,不需打基桩,这种 井称冰面井。水深大于500毫米时,需打基桩。冰上井架、钻机、泥浆泵、泥浆池、重晶石粉 、爬犁、锅炉等底座就位处要打好基桩。井架绷绳、防滑绷绳等都要打简易桩。
    1960—1966年,采用的是钢管桩。根据钻机底座或设备底座的负荷分布,设计基桩位置 、尺寸和基桩深度。在基桩位置破冰砸入直径400毫米隔水管、同水层淤泥层隔开,然后用7 01A型车装钻机钻出直径151/2时或123/4时井眼,下入直径103/4时或83/5吋套管,用水 泥车注灰。凝固以后,将基桩割齐。对每一组基桩(钻机、泵、泥浆池各为一组)用角钢焊 接成一体,在每根基桩上部焊承托板(20毫米厚钢板)。为了增加支承能力,增加摩擦力, 吸收振动,减少动载起见,在每对基桩承托板上摆放木方,周围浇水冻结,使木方与冰面形 成整体。
    1967年后,采用了混凝土预制桩,在冬天,结冰厚度达到600毫米以后,打桩机将桩砸入 。每组桩用角钢焊接成整体结构。钻机和泥浆泵的基桩,在每组内相互之间高差不大于3毫米 。在每根基桩上部焊接承托板,然后摆放木方。
    对于拆散搬迁安装的井要求钻机桩木方高出冰面200毫米,泥浆泵和泥浆池基础木方高出 冰面100毫米。
    对于整体搬迁井,要求钻机、泥浆泵、泥浆池,基础木方高出冰面100毫米。
    冰层和粘土层之间还有一段未冻结的水层和淤泥层,用砸入隔水管来解决。以井口中心 砸开500毫米的圆孔,把直径420毫米螺纹管砸入粘土内2米以上。
    用直径151/2时钻头开钻,下入直径123/4时套管100米左右,注水泥返至地面。用直径 203毫米刮刀钻头二次开钻,打完设计井深后,下入直径51/2吋油层套管并固井。油层套管 与表层管之间焊环形铁板。
    大庆的水泡子含碱浓度大,对套管有腐蚀性。为了保护油层套管,上段用防腐套管。考 虑到历年夏季与冬季最大水位差为1.3米,因此,采油时,法兰高出水面1.7米。
    为防止冻裂套管,固井时井口保温,试压7小时卸水泥头,将油层套管内淘空至冰面以下 4米。