DB37∕T 1921—2021 地热钻探规程(山东省).pdf

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1、 ICS 73.100.30 CCS D 14 37 山东省地方标准 DB 37/T 19212021 代替 DB 37/T 19212011 地热钻探规程 Geothermal drilling standards 2021-03-11 发布 2021-04-11 实施 山东省市场监督管理局 发 布 DB 37/T 19212021 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总则.3 5 地热井类型、地热井深度及地热井口径系列.3 6 地热井施工组织设计.4 7 钻探设备及器具选择.4 8 井场建设与设备安装.7 9 钻进工艺.9 10 钻井液.16

2、 11 测井.18 12 成井工艺.18 13 抽水试验.20 14 回灌试验.21 15 钻探工程质量.21 16 钻探工程事故处理.24 17 钻探设备的使用与维护保养.27 18 环保、安全与绿色勘查.30 附录 A（资料性）施工组织设计编写提纲.32 附录 B（资料性）常用钻杆基本参数及尺寸.34 附录 C（资料性）常用钻铤型号及主要参数.35 附录 D（资料性）牙轮钻头型号选择.36 附录 E（资料性）地热井常用井管选择.38 附录 F（资料性）塔基承载力计算.40 附录 G（资料性）塔基混凝土基础尺寸计算.41 附录 H（资料性）浮力下管法有关计算.42 附录 I（资料性）地热钻探

3、工程技术报告编写提纲.43 附录 J（资料性）卡点深度测算公式.45 参考文献.46 DB 37/T 19212021 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替DB37/T 19212011地热钻探规程，与DB37/T 19212011相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)将原 6.1.2“在坡度较大的场地修筑地基，应削坡为平，岩土稳固时，放坡坡度应小于 80”中放坡坡度修订为应小于 60；b)将原 5.2.2.2“孔隙型地热井热储应采用圆孔形全焊式梯形缠丝过滤管，其花管孔隙率不宜小于 16%，缠丝

4、间隙应根据含水层的颗粒情况确定，缠丝间隙 0.5 mm0.9 mm”修订为“孔隙型地热井热储应采用圆孔形全焊式梯形缠丝过滤管，其花管孔隙率不宜小于 12%，缠丝间隙应根据含水层的颗粒情况确定，缠丝间隙 0.25 mm1.25 mm”；c)细化钻进工艺，增加定向钻井工艺；d)将原 9.4.2.1 b）“固井水泥强度等级不应低于 32.5”修订为“固井水泥强度等级不应低于42.5”；e)增加了回灌试验内容；f)钻探工程质量增加“预防串层污染措施”相关内容。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省自然资源厅提出并组织实施。本文件由山东省自然资源标准化技

5、术委员会归口。本文件起草单位：山东省地勘局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院)、山东省地质矿产勘查开发局、山东省地矿工程勘察院（山东省地勘局八一水文地质工程地质大队）、山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队）。本文件主要起草人：张明德、赵长亮、孙丙伦、张敏、滕德宾、秦耀军、赵光贞、韩建江、谭现锋、刘玉仙、王成明、王勇军、郑宇轩、毛连义、王玲丽、冯克印、吴清华、郝俊杰、邸佳强、杨亚宾、王立东、代娜、宋伟华。本文件所代替文件的历次版本发布情况为：2011 年首次发布为 DB37/T 19212011；本次为第一次修订。DB 37/T 19212021 1 地热钻探规程

6、1 范围 本文件规定了地热井施工组织设计、钻探设备及器具选择、井场建设与设备安装、钻进工艺、钻井液、测井、成井工艺、抽水试验、回灌试验、钻探工程质量、钻探工程事故处理、钻探设备的使用与维护保养、环保、安全与绿色勘查的技术要求及相关管理规定。本文件适用于水热型地热资源勘查、开发所进行的钻探工程施工，尚不包括干热岩型、岩浆型地热资源和通过热泵技术开采利用的浅层地热能的勘查、开发所进行的钻探工程施工。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件

7、。GB/T 8538 饮用天然矿泉水检验方法 GB/T 9808 钻探用无缝钢管 GB/T 11615 地热资源地质勘查规范 GB/T 16950 地质岩心钻探钻具 GB 50027 供水水文地质勘察规范 AQ 20042005 地质勘探安全规程 DZ/T 0088 地质钻探用钻塔系列 DZ/T 0106 水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹 DZ/T 0107 水文水井钻探用钻杆 DZ/T 0109 水文水井钻探用钻铤 DZ/T 0227 地质岩心钻探规程 SY/T 5025 钻井和修井井架、底座规范 SY/T 5964 钻井井控装置组合配套安装调试与维护 DB37/T 1811 地质钻探

8、安全标准 T/CMAS 0001 绿色勘查指南 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 地热钻探 geothermal drilling 以勘查或开发地热资源为目的的钻探工作。3.2 地热储 geothermal reservoir DB 37/T 19212021 2 简称热储（heat reservoir），埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带，其中储存的地热流体可供开发利用。3.3 盖层 cap rock 覆盖在热储之上的不透水或弱透水岩层的总称。在层状热储中，通常将覆盖在主要热储或开发利用热储之上的地层通称之为主要热储的盖层。3.4 地热井 geotherm

9、al well 利用钻掘工艺在地下形成的用于开采地热资源的圆形通道。3.5 回灌井 reinjection well 用于将利用后的地热尾水回注至热储层的地热井。3.6 取心钻进 core drilling 以采取圆柱状岩心为目的的钻进方法与过程。3.7 全面钻进 non-core drilling 将孔底岩石全面破碎的钻进方法。3.8 潜孔锤钻进 down-hole hammer drilling 高能气、液介质通过孔（井）底冲击器产生的冲击功与钻具回转相结合的钻进。3.9 气举反循环钻进 air-lift reverse circulation drilling 将压缩空气注入钻杆内孔至一

10、定深度与冲洗液混合，利用钻杆内外液体密度差进行反循环的钻进技术。3.10 射孔 perforation 将射孔枪下至目的层，在地面点火引爆聚能射孔弹，射孔弹将套管、水泥环和生产层一并射穿，形成连结井眼与生产层的通道。3.11 钻井液 drilling fluid 钻井过程中用于冷却与润滑钻具、排离与携带岩屑、维护井壁稳定的冲洗介质，如泥浆、水、泡沫等。3.12 泵室段 pump chamber segment 安装抽水泵等开采设备的井段。3.13 井壁管 wall casing 保护非含水层井壁和隔离含有害物质的地下水而下入井中的管材。3.14 过滤管 screen pipe 与井壁管相连接，

11、与含水层相对应，具有滤水挡砂作用的管材。DB 37/T 19212021 3 3.15 沉砂管 sand sediment pipe 连接在井管最下端，起沉砂作用的管材。3.16 浮力下管法 pipe sinking by floating 将具有足够强度的浮力塞或浮力板置于井壁管内适当位置（过滤管以上），封闭部分井壁管，利用液体浮力减轻管柱重量，从而实现一次提吊下管的下管方法。4 总则 根据地热井热储结构、形态特征分为层状热储、带状热储和岩溶热储。就山东省地热田地层特点4.1 具体可分为孔隙型、裂隙型和裂隙岩溶型热储。充分收集利用已有地质资料，地热井施工前编制钻探工程施工组织设计，主管部门或

12、委托方审查4.2 批准后方可进行施工。地热勘探井宜按照勘探开采相结合的原则进行工程设计，满足成井条件的，宜按地热生产钻井技4.3 术要求成井，在取得各项钻探及地热地质参数资料后可转为生产井利用。地热开采井、回灌井按满足开采回灌需要的技术要求做好地质录井、物探测井等相关工作，全面、4.4 准确的获取各项地质参数资料。5 地热井类型、地热井深度及地热井口径系列 地热井类型 5.1 地热井类型分为地热勘探井（孔）、地热开采井、地热回灌井、地热探采结合井四种类型。地热井深度 5.2 地热井深度划分为浅井、中深井、深井和特深井（见表1）。表1 地热井深度分级 单位为米 地热井类别 浅井 中深井 深井 特

13、深井 深度范围 d500 500d1 500 1 500d3 000 d3 000 注：d 代表井深。地热井口径系列 5.3 5.3.1 地热井常规口径系列见表 2。表2 地热井常规口径系列 单位为毫米 序号 口径/对应最大管径 序号 口径/对应最大管径 1 152/114 6 279/219 2 190/140 7 311/245 DB 37/T 19212021 4 表 2 地热井常规口径系列（续）单位为毫米 序号 口径/对应最大管径 序号 口径/对应最大管径 3 200/168 8 346/273 4 216/178 9 406/298 5 245/194 10 445/340 5.3.

14、2 地热取心钻探口径系列参照 DZ/T 0227 和 DZ/T 0148 执行。6 地热井施工组织设计 设计要求 6.1 6.1.1 施工单位编制后，经主管部门批准后方可实施。6.1.2 设计应符合国家、行业及地方有关地热勘探开采、回灌的要求和规定，同时符合相关安全、环保等法律法规。6.1.3 根据收集地质资料设计井深、井身结构等，合理选择钻井设备。6.1.4 设计井身结构时套管程序应备用一级井径。6.1.5 钻井液体系须满足安全、环保、保护储层等相关要求。6.1.6 钻进工艺选择应有利于保护热储层，且满足安全、高效的原则。6.1.7 井控设计应满足地层压力和温度要求。6.1.8 实际钻遇地层

15、与设计不符时，应及时变更设计并报批。设计内容 6.2 施工组织设计内容参见附录A。7 钻探设备及器具选择 钻探设备的选择 7.1 7.1.1 钻机的选择 地热钻探钻机应根据地热井类型、地热井结构、岩层特性、钻井工艺方法及施工条件等选择和配套使用。可依据地热井类型等选择地质岩心钻机、水文水井钻机或石油钻机等。地热钻探钻机常用类型及其特点和使用条件见表3。表3 各类钻机特点和适用条件 钻机分类 主要特点 适用条件 地质岩心钻机 配备动力小、扭矩小、转速较高 小口径、取心钻进 水文水井钻机 配备动力较大、扭矩较大、转速较低 大口径、浅井及中深井取心和全面钻进 石油钻机 配备动力大、扭矩大、转速较低

16、大口径、深井及特深井全面钻进 7.1.2 钻塔的选择 DB 37/T 19212021 5 应根据钻机类型、地热井的深度、井径等选择配套钻塔，满足提下钻具或井管的承载能力，并具备安放设备、钻具、工作台等足够的高度和空间。所选钻塔应符合DZ/T 0088或SY/T 5025（“K”形塔）的规定。目前，常用的钻塔类型有“A”形塔、“K”形塔、四脚塔和桅杆等。7.1.3 泥浆泵的选择 应根据钻机类型、钻井工艺方法和钻井结构选择配套泥浆泵，满足地热井深度、井径、钻进方法对泵量、泵压的要求。常用泥浆泵为往复式泥浆泵、立式泥浆泵和砂石泵等。7.1.4 空压机的选择 进行空气潜孔锤钻进、气举反循环钻进或采用

17、空压机洗井时，应选择配备相应的空压机。进行空气潜孔锤钻进和气举反循环钻进，应根据工作所需的风量、风压以及井深、水位等工况选择；采用空压机洗井时，应根据抽水管直径、水位、预计降深等选择。常用的空压机类型包括螺杆式和活塞式两种。7.1.5 井控装置的选择 7.1.5.1 在高温、高压热储和含油气地区施工，应根据预测地层压力参数按照 SY/T 5964 选择配备井控装置。7.1.5.2 井控装置主要包括：井口装置、井控管汇、其它井控装置和井控作业专用设备。其中，防喷器公称通径与套管公称直径的组合应符合表 4 的规定。其它装置和设备的选择配备均宜遵照 SY/T 5964执行。7.1.6 固控系统选择

18、7.1.6.1 固控系统的设备包括：泥浆罐、振动筛，除砂器、除泥器、离心机等。7.1.6.2 浅井、中深井可配备振动筛、除砂器、除泥器。7.1.6.3 深井、特深井应增配离心机。表4 防喷器公称通径与套管公称直径的组合表 井控装置公称通径 mm（in）井控装置最大工作压力 MPa 14 21 35 70 105 套管外径 mm（in）180（71/16）114.3（41/2）177.8（7）230（9）193.7（75/8）219.1（83/4）280（11）219（83/4）244.5（95/8）219（83/4）244.5（95/8）346（135/8）298.4（113/4）339.7（

19、133/8）273.1（103/4）298.4（113/4）426（163/4）404.4（16）476（183/4）-473.1（185/8）528（203/4）-508.0（20）-540（201/4）580.0（227/8）-7.1.7 附属设备 DB 37/T 19212021 6 根据所选钻井设备及钻井工艺选择相关附属设备，如空压机、液压泵站、电气焊设备等。钻具、井管及仪器仪表的选择 7.2 7.2.1 钻具的选择 7.2.1.1 钻杆 应根据钻进方法以及所选钻机和钻进深度、口径等具体选择：a)取心钻进所用钻杆、钻具应符合 GB/T 16950、DZ/T 0106、GB/T 9808

20、、DZ/T 0107 的规定；b)全面钻进常用钻杆应符合 DZ/T 0107 的规定；c)反循环钻进，应配备 SHB114、SHB127、SHB140 等双壁钻杆；d)常用钻杆基本参数及尺寸见附录 B。7.2.1.2 钻铤 应根据地层岩石特性、钻进方法以及钻进技术参数选择使用。钻铤应符合DZ/T 0109的规定，常用钻铤型号及参数见附录C。7.2.1.3 钻头 钻头应根据地层特性、岩石硬度、研磨性、钻进方法等选择。a)进行取心钻进，根据不同岩石特性可选择合金钻头、金刚石复合片钻头（PDC）和金刚石钻头等。具体可参照 DZ/T 0227、DZ/T 0148 和 DZ/T 0055 选择。b)进行

21、全面钻进，通常根据地层特性和所采用的钻进方法等合理选择：第四系、新近系、古近系等沉积岩可选用铣齿牙轮钻头、金刚石复合片（PDC）钻头；石炭-二叠系、奥陶系、寒武系等沉积岩以及火成岩、变质岩可选用镶齿牙轮钻头或潜孔锤。牙轮钻头型号可参照 DZ/T 0056选择。常用牙轮钻头型号见附录 D。7.2.1.4 冲击器 冲击器类型根据不同钻进方法选择：a)液动冲击器，适合取心钻进和全面钻进；b)气动冲击器，贯通式气动冲击器适合取心钻进，非贯通式气动冲击器适合全面钻进。7.2.2 地热井管材 7.2.2.1 井壁管 井壁管类型、型号应根据地热井的深度选择：a)浅井，可采用普通管材，机械性能符合钢级 Q23

22、5 及以上，管材壁厚不宜小于 8 mm；b)中深井以深地热井，宜采用石油（API 标准）管材，其机械性能符合钢级 J-55 及以上，管材壁厚应大于 6 mm。地热井常用井壁管可参照 GB/T 9808 选择（见附录 E）。7.2.2.2 过滤管 过滤管的类型依据地热井热储类型确定：a)孔隙型地热井热储应采用圆孔形全焊式梯形缠丝过滤管，其花管孔隙率不宜小于 12%，缠丝间隙应根据含水层的颗粒情况确定，缠丝间隙 0.25 mm1.25 mm；b)裂隙岩溶型地热井热储段一般为裸眼。若热储不稳定，可采用圆孔形、条形过滤管。DB 37/T 19212021 7 7.2.3 仪器仪表 地热钻探设备应配有孔

23、底压力指示表、泵压表和泥浆测试仪、测温仪，推荐配备转速表、液压表、扭矩表、钻压仪、测斜仪、流量计等。使用空压机应配备风压表、风量表；电力驱动应配有电压表、电流表和功率表。8 井场建设与设备安装 井场建设 8.1 8.1.1 井场建设总体要求应满足钻井、测井、固井、洗井增产等各项作业设备安装需求，以及钻具、套管、钻井材料存放和辅助设备的摆放要求，符合相关法规规定。在需要安装井控设备的地区施工时井场修建应满足井控设施的安装需求。8.1.2 井场地基应平整、稳固、适用。钻塔底盘下填方部分不得超过底盘面积的 1/4，并应对填方部分进行加固处理。8.1.3 在坡度较大的场地修筑地基，应削坡为平，岩土稳固

24、时，放坡坡度应小于 60；岩土松散不稳定时，坡度应小于 45，并清除坡上活石。8.1.4 钻塔底盘对地基的要求应满足下列条件：a)钻塔底盘处天然地基允许承载的安全压力应大于施工过程中实际承受的压力，塔基承载力计算见附录 F；b)浅井施工，天然地基允许承载安全压力小于实际压力，若两者相差较小时，可采用浅槽地基局部卧枕加固，木卧枕规格不宜小于 300 mm300 mm1 500 mm，数量不宜少于 6 根；c)深井施工，天然地基允许承载安全压力小于实际压力，若两者相差较大时，宜采用混凝土基础，混凝土强度等级不宜小于 C20，基础顶面标高应一致。塔基混凝土基础尺寸计算见附录 G。8.1.5 应避开可

25、能发生洪水、泥石流、滑坡等自然灾害的地带。在山谷、河沟、地势低洼地带雨季施工应修筑防洪坝，在林区、草原施工应遵守防火等相关规定。8.1.6 井场地基应满足井口边缘距地下电缆线、国防通讯线缆水平距离大于 5 m，距地下通讯电缆、构筑物、管道等水平距离大于 2 m 的要求。易燃、易爆等特殊管线应按相关规定执行。8.1.7 井场内应留有人行便道，各种管材、材料的存放及施工配套设施的设置应符合施工和安全要求。钻井液循环净化系统的设置 8.2 8.2.1 钻井液循环净化系统主要包括泥浆池、沉淀池、循环槽以及振动筛、旋流除砂器等，应根据井深、井径、岩层性质、钻进方法和井场条件等设置。8.2.2 泥浆池和沉

26、淀池应按“三大一小”设置，其中沉淀池为“一大一小”。大池规格以 6 m6 m2 m 为宜，小池规格以 2 m2 m1.5 m 为宜。若池壁土层不稳定，应用砖砌成，并用水泥抹平。循环槽长度不宜小于 15 m，断面宜为 0.4 m0.4 m，坡度为 1/1001/80，槽边缘应高出地面 100 mm。8.2.3 采用钻井液进行深井钻进，当靠循环系统自然净化而钻井液性能达不到要求时，宜采用振动筛和旋流除砂器等泥浆固控设备净化钻井液。设备安装 8.3 8.3.1 钻塔安装与拆卸 8.3.1.1 安装、拆卸钻塔应在井队长或安装队长统一指挥下进行，严格遵守高空作业安全守则，塔上塔下不得同时作业。8.3.1

27、.2 安装、拆卸钻塔前，应严格检查钻塔构件、工具、钢丝绳和挑杆或起落架的可靠性。DB 37/T 19212021 8 8.3.1.3 安装、拆卸钻塔时，钻塔外边缘与输电线路边缘之间的安全距离应符合最小安全距离的规定（见表 5）。表5 钻塔与输电线路边缘之间的最小安全距离 电压 kV 1 110 35110 154220 350550 最小安全距 m 4 6 8 10 15 8.3.1.4 夜间或 5 级以上大风及雷雨、雾、雪等天气，不得进行钻塔安装和拆卸作业。8.3.1.5 安装、拆卸四脚塔应遵守下列规定：a)安装时，应自下而上进行，各连接件应安装齐全、牢固。安装结束后应进行检查、调整，保证钻

28、塔稳固、周正；b)拆卸时，应自上而下进行，不得先拆下部构件或同时拆卸上下部构件。8.3.1.6 安装、拆卸“A”形、“K”形、及桅杆应遵守下列规定：a)应将钻塔及桅杆在地面或固定装置上组装、连接好，整体起、放；b)使用绞车或人力起、放钻塔时，应提前埋牢起落架地锚，在塔顶拴好绷绳，检查确定塔脚销轴灵活可靠；c)采用液压起、放钻塔时，起、放前应检查液压系统是否稳定，起、放后将液压系统锁定；d)起塔开始，应首先将塔缓慢起升至离开支架 100 mm200 mm 时停住，进行全面检查，检查起塔钢丝绳是否锁牢，刹车、支架等是否牢固、可靠，一切完好方可将塔缓慢拉起；e)起、放过程中，操作应缓慢、稳妥，不得快

29、起、急刹，应随时注意观察起塔地锚或配重情况，有绷绳钻塔应有专人控制绷绳；f)作业人员应离开钻塔起落范围。8.3.2 钻机安装 8.3.2.1 应按照确定的井位及钻机各部分的安装顺序进行安装。8.3.2.2 钻机安装时，钻塔天车轴中心线或天车轮前缘切点、回转器中心与钻孔中心应成一条直线，直线度范围15 mm。车载钻机支腿应垫实，并调整支腿使汽车底盘呈水平状态。8.3.2.3 钻机安装完毕，应进行试运转检测，若无异常，再对各部位的连接螺丝、螺栓紧固一遍，待令开钻。8.3.3 钻井液循环系统安装 8.3.3.1 钻井液循环管线的安装，应满足钻井施工各种工况下的作业工序、流量及压力要求。8.3.3.2

30、 上浆罐、钻井液搅拌罐、喷射加料斗安装应方便钻井液配制与有利于泥浆泵供液，振动筛等固控装置的布置有利于除泥、除砂、运砂。8.3.4 机电设备安装 8.3.4.1 各种机电设备的防护设施、安全装置应齐全完好，外露的转动部位应设置可靠的防护罩或防护栏杆。8.3.4.2 电器设备应安装在干燥、清洁、通风良好的地方。发电机组、电动机、配电箱、电器开关等应安装防水、防雨等设施。配电箱或开关箱应安装漏电保护装置。8.3.4.3 各类机电设备、设施外壳应采取保护接地或接零，接地电阻应小于 4。DB 37/T 19212021 9 8.3.5 附属设施安装 8.3.5.1 钻塔绷绳安装应满足下列要求：a)钻塔

31、绷绳应采用直径 16 mm 以上钢丝绳；b)18 m 以下的钻塔应设 4 根绷绳；18 m 以上的钻塔应分两层设 8 根绷绳；c)绷绳安装应牢固、对称。绷绳与水平面夹角以及绷绳投影与钻塔底盘中心线夹角均以 45为宜。当受条件制约确实无法实现时，不得超出 3060范围；d)地锚宜采用埋设式，材料以工字钢、槽钢或钢管为宜，其断面和长度分别不应小于 400 cm2和1.5 m，埋设深度不应小于 1.2 m；锚绳应采用直径 18 mm 以上钢丝绳，锈蚀或磨损不超过标准要求；e)各绷绳应通过紧绳器（反正螺旋）与锚绳连接，并调整使之张力均匀，张紧适宜。8.3.5.2 避雷针安装应满足下列要求：a)避雷针安

32、装应高出塔顶 1.5 m 以上，与钻塔之间应使用高压瓷瓶间隔；b)引下线宜采用截面积不小于 25 mm2的铜质绞线或 35 mm2的钢质绞线，与钻塔绷绳间距应大于 1 m；c)接地极与电器接地体、孔口管、绷绳地锚和人行便道距离应大于 3 m；d)避雷针、引下线和接地极之间连接应紧密牢固，接地电阻应小于 15。8.3.5.3 活动工作台安装应满足下列要求：a)采用四脚塔的井队应安装活动工作台；b)活动工作台底盘、立柱、栏杆应成整体，并应安装可靠的制动、防坠、防窜、手动定位、安全挂钩、行程限制等安全装置；c)活动工作台应安装 2 根导滑钢丝绳和 1 根提引（或平衡）钢丝绳。导滑钢丝绳上下两端均应安

33、装行程限定装置；d)活动工作台应安装 1 对防坠器。防坠器应采用直径不小于 12 mm 的滚珠或柱高不小于 9 mm 的滚柱，数量不应少于 8 颗；e)活动工作台围栏高度宜为 1.2 m，底盘周围护板高度不应低于 0.2 m；f)电动式活动工作台应采用自控方式，自控装置应采用安全电压，电缆要与活动工作台保持良好绝缘。8.3.5.4 基台地板、塔梯及塔上工作台安装应满足下列要求：a)基台地板铺设应平整、紧密、稳固，宜采用厚度大于 40 mm 的木板或厚度大于 3 mm 的防滑钢板；b)塔梯应坚固、可靠，梯阶间距应小于 0.4 m，坡度小于 75。当坡度大于 75时，应设置封闭式防护栏；c)塔上固

34、定工作台，应安装可靠防护栏杆。防护栏杆高度应大于 1.2 m，木质踏板厚度应大于 50 mm，防滑钢板厚度应大于 3 mm，采用螺栓或焊接方式固定牢固。8.3.6 井控装置安装 在高温、高压热储和含油气地区施工，应按照SY/T 5964的规定安装井控装置。9 钻进工艺 钻进方法的选择 9.1 DB 37/T 19212021 10 根据地层条件、钻探设计技术要求、钻探设备及施工条件等因素，确定钻进方法，一般可参照表6，并结合区域钻探施工经验综合考虑。表6 钻进方法及适用条件、特点 钻进方法 适用条件 特点 全面钻进 回转 喷射钻进 软至中硬地层 钻进效率高，要求高泵压、大泵量 牙轮钻进 各种地

35、层 适用地层范围广 复合片钻进 中软至中硬、不含砾石地层 钻进效率高，要求低钻压、高转速 泡沫钻进 易漏失地层 在干旱缺水地区具有高效、省水特点 气举反循环钻进 稳定地层 钻井液上返速度快，孔底干净，较正循环钻进效率高，施工成本低，有利于保护储层 冲击回转 液动锤钻进 较硬、硬及坚硬且需要钻井液护壁的岩层 具有冲击回转双重碎岩功效、钻进效率高，可以用钻井液护壁，不受地层水位限制，可以在深孔使用；缺点是对钻井液性能要求高，使用成本高 空气潜孔锤正（反）循环钻进 中硬以上稳定地层 具有冲击回转双重碎岩功效、钻进效率高，缺点是能耗高，不适宜含水量较大和破碎岩层，常用于中上部孔段 取心钻进 回转 硬质

36、合金钻进 软至中硬的各类地层 钻头成本低、寿命短、效率低 复合片钻进 软至中硬的各类地层 钻进效率高，钻头成本较高，不适宜含砾等软硬不均地层 金刚石钻进 各类坚硬地层 需要较高的转速，钻头成本高 冲击回转 液动冲击回转钻进 中硬以上研磨性地层 钻进效率高，减轻岩心堵塞，缓解硬岩中钻头“打滑”问题。贯通式空气潜孔锤钻进 中硬以上研磨性地层 钻进效率高，减轻岩心堵塞，缓解硬岩中钻头“打滑”问题。全面钻进 9.2 9.2.1 钻具组合 地热井钻探常用钻具组合见表7。表7 地热井钻探常用钻具组合 孔径 mm 钻具组合 444.5 钻头+203.2（228.6）mm 钻铤+177.8 mm 钻铤+127

37、 mm 钻杆 311.1 钻头+203.2 mm 钻铤+177.8 mm 钻铤+127 mm 钻杆 215.9 钻头+158.8 mm 钻铤+114 mm 钻杆 152.4 钻头+121 mm 钻铤+89 mm 钻杆 注：根据钻孔防斜、纠斜要求确定稳定器安装位置与数量，组成防斜、纠斜、增斜钻具组合。9.2.2 钻头 DB 37/T 19212021 11 冲击回转钻进根据孔径及冲击器的类型选择相应配套的钻头；回转钻进根据岩石硬度等级选择适宜的钻头，常用钻头有铣齿牙轮钻头、镶齿牙轮钻头、PDC钻头、金刚石钻头等。9.2.3 钻进参数 9.2.3.1 喷射钻进技术参数应满足下列技术参数：a)喷射钻

38、进钻压、转速、泵量与牙轮钻进相同，钻压、转速取小值，泵量取大值；b)泵压一般要求大于 13 MPa。9.2.3.2 牙轮钻进技术参数见表 8。表8 牙轮钻进技术参数 孔径 mm 钻进参数 钻压 kN 转速 r/min 泵量 L/s 泵压 Mpa 444.5 316 3060 35 25 311.1 314 3080 2835 310 215.9 312 30120 2228 512 152.4 310 30140 1522 514 注1：实际选取钻压以达到所钻岩层的破碎强度值为宜，并结合设备能力和钻具强度等安全因素综合考虑。复合钻进时钻压相比常规钻进小一些；注2：表中转速为主动钻杆转速，实际钻

39、进过程中复合钻进时转速取小值；注3：开孔及钻铤未出套管前轻压慢转，以保证钻孔质量；注4：地层较软时采用小钻压、较低转速、大泵量、高泵压，地层较硬时采用大钻压、高转速、小泵量、低泵压；注5：地层软硬不均时适当减小钻压、降低转速；软弱、破碎的不稳定地层钻进时选用较小的泵量、较低的泵压。9.2.3.3 复合片钻进技术参数见表 9。表9 复合片（复合）钻进技术参数 孔径 mm 钻进参数 钻压 kN 转速 r/min 泵量 L/s 泵压 MPa 311.1 312 6090 35 310 215.9 310 60120 2535 512 152.4 38 60140 2028 514 注1：实际选取钻压

40、以达到所钻岩层的破碎强度值为宜，并结合设备能力和钻具强度等安全因素综合考虑。复合钻进时钻压相比常规钻进小一些；注2：表中转速为主动钻杆转速，实际钻进过程中复合钻进时转速取小值；注3：开孔及钻铤未出套管前轻压慢转，以保证钻孔质量；注4：地层较软时采用小钻压、较低转速、大泵量、高泵压，地层较硬时采用大钻压、高转速、小泵量、低泵压；注5：地层软硬不均时适当减小钻压、降低转速；软弱、破碎的不稳定地层钻进时选用较小的泵量、较低的泵压。9.2.3.4 泡沫钻进技术应满足下列技术参数：a)钻压、转速参照牙轮钻进钻压、转速；DB 37/T 19212021 12 b)其它技术参数以钻孔口径、选用泡沫剂等综合因

41、素考虑，以达到携带岩屑、孔底干净为目的。9.2.3.5 气举反循环钻进应满足下列技术参数：a)钻压、转速参照牙轮钻进钻压、转速；b)沉没比（气水混合器埋入水下的深度与其至气水龙头顶端距离的比值）：大于 0.5；c)供气压力：大于 0.6 MPa，供气压力确定如下：p10)(2HP.(1)式中：P 空压机额定供气压力（MPa）；钻井液密度（g/cm3）；H 气水混合器没入钻井液面以下深度（m）；p 空气管道压力损失，一般p0.10 MPa0.15 MPa。d)供气量：供气量确定依据如下：2244288Qd V.(2)式中：Q 空压机送风量（m3/min）；d 岩屑上返通道直径（m）；V 钻杆内流

42、体上返速度，一般V3 m/s4 m/s。9.2.3.6 液动锤钻进应满足下列技术参数：a)钻压：采用常规回转钻进钻压的 1/51/2；b)转速：一般采用 30 r/min60 r/min；c)泵压、泵量按液动锤产品使用说明书选取。9.2.3.7 空气潜孔锤钻进应满足下列技术参数：a)钻压：2 kN6 kN；b)转速：20 r/min50 r/min；c)供气量：岩屑上返速度不低于 15 m/s；d)供气压力：不低于井内最大水柱高度的启动风压与空气潜孔锤工作风压之和。9.2.4 钻进操作技术要求 9.2.4.1 钻进时应使用钻铤加压，钻压应不超过钻铤悬重的 80%，采用掉打工艺，保证孔直。钻进操

43、作要平稳、均匀给压，不得猛墩。9.2.4.2 所选用钻头的类型、尺寸应与所钻地层、孔径相适应。下钻前应检查钻头情况，新钻头入井初钻进时，应轻压慢转 30 min 或钻进 0.3 m0.5 m 后，然后逐渐加压至设计值。9.2.4.3 保持钻井液性能稳定，使孔内清洁、孔壁稳定，防止卡钻、埋钻等孔内事故发生。9.2.4.4 接单根时要晚停泵、早开泵，修理钻机、泥浆泵等，必须将钻具提离井底或提至井壁管（套管）内，必要时提出井外，以防井内事故发生。9.2.4.5 钻进中记录好悬重、泵压、冲数和柴油机转速，以便出现异常情况时对比分析。9.2.4.6 潜孔锤钻进时下钻前要在地表做潜孔锤启动试验，确保冲击器

44、运转正常方可下钻。9.2.4.7 潜孔锤钻进每次下钻时，不得将钻具直接下到孔底，当钻具距孔底 1 m 左右时，即开始送水（气），待通畅后方可转动下放钻具至孔底开始钻进。9.2.5 起下钻操作技术要求 DB 37/T 19212021 13 9.2.5.1 起下钻前，应按岗位专责分工，做好设备、工具检查，不合格者应立即修理、更换、整改。9.2.5.2 起下钻遇阻卡不得猛提、硬转、强压。9.2.5.3 起下钻过程中要做好井口保护，防止杂物、工具落井。9.2.5.4 起、下空游动滑车应平稳，司钻要目送游车过二层台。9.2.5.5 吊卡、吊环应有安全装置，天车应有防碰装置。9.2.5.6 起钻时，每起

45、出 35 柱钻杆或一柱钻铤灌满钻井液。取心钻进 9.3 9.3.1 取心钻具组合 9.3.1.1 地热钻探小口径取心钻具组合参照 DZ/T 0227 相关规定执行。9.3.1.2 地热钻探大口径取心常用钻具组合见表 10。表10 地热钻探大口径取心常用钻具组合 钻头直径 mm 钻具组合 215.9 取心钻头+190 岩心管+钻铤+165 钻铤+114 钻杆 152.4 取心钻头+133 岩心管+121 钻铤+89 钻杆 注：根据取心钻进技术要求及地层条件可选择不同类型的岩心管，可选择单管取心钻具、双管单动取心钻具及双管双动取心钻具，实现密闭取心等特种取心作业。9.3.2 钻头 地热井钻探取心常

46、用的取心钻头有硬质合金钻头、金刚石复合片钻头、孕镶金刚石钻头及表镶金刚石钻头。9.3.3 钻进技术参数 9.3.3.1 地热钻探大口径回转钻进取心时常用钻进技术参数参照 DZ/T 0148 相关规定执行，地热钻探小口径回转钻进取心技术参数参照 DZ/T 0227 相关规定执行。9.3.3.2 采用潜孔锤取心钻进时，参照冲击说明书及地层条件选择适宜的钻进技术参数。9.3.4 钻进操作要求 9.3.4.1 下钻操作要平稳，不得猛刹、猛放、猛墩，裸眼井段要控制下钻速度，遇阻不得硬压。遇阻经上下活动钻具无效，应及时接方钻杆开泵冲洗、上下活动钻具，仍下不去时可扫孔。连续扫孔 20 m仍下不去时，应起钻通

47、井，井眼畅通后再下入取心钻具。9.3.4.2 取心钻进前应调整好刹车系统，检查校准指重表、核对调整机上余尺，检查设备，保证取心作业顺利进行。9.3.4.3 初始钻压宜在 10 kN20 kN，低档转速，钻进 0.3 m0.5 m，待岩心顺利进到卡簧内，再逐渐加足钻压进行正常取心钻进。9.3.4.4 取心钻进时，做到送钻均匀，如遇蹩泵卡钻应认真分析，确属地层因素时应减压钻进，钻进中应密切注意泵压和钻速变化，及时分析井下情况是否正常，有无卡心、磨心现象。9.3.4.5 确定割心时制动卷扬，硬地层时原转速转动转盘 10 min20 min，磨细底部岩心后，低档转速，上提钻具拔断岩心。软地层可直接上提

48、拔心，如果取心过程中钻速很快，拔心前可适当循环携砂。割心后应立即起钻。DB 37/T 19212021 14 9.3.4.6 起钻操作应平稳，不得猛刹骤停，不可单吊环起钻。起钻时应用液压钳或旋绳卸扣，无液压钳时且拔心显示完好，可用转盘卸扣，但要操作平稳，不猛转猛停。井孔应灌满钻井液，提钻中途不得接方钻杆循环钻井液。定向钻进 9.4 9.4.1 定向井设计要求 9.4.1.1 在地热井钻进受地面建筑物和设施影响时、地质构造特点采用直井不能有效勘探开发地下热储层时、为保证地热开采井与回灌井合理井距时、遇到井下事故无法处理或者不易处理时，设计定向钻井。9.4.1.2 定向井轨迹设计应考虑施工难度，宜

49、选择在垂直剖面内，选择简单的轨迹，减小井眼曲率，缩短井身总长度。9.4.1.3 宜利用地层自然造斜规律，进行井斜角、井斜方位角、造斜率等参数设计。9.4.1.4 造斜点应避开复杂地层，选择在硬度适中的位置，造斜点距上层套管鞋应大于 50 m。9.4.1.5 在选择井眼曲率时，造斜钻具的造斜能力满足钻进要求时，尽量缩短造斜井段的长度。一般要求增斜率在 3/30 m 左右，降斜率在 1.5/30 m 左右。9.4.2 定向井施工钻具 9.4.2.1 弯外壳定向施工钻具（由下至上）组合：造斜钻头弯外壳井底马达（涡轮、螺杆或电动机）无磁钻铤钢钻铤钻杆。9.4.2.2 转盘定向井施工钻具（由下至上）组合

50、：射流钻头变向器扶正器无磁钻铤钢钻铤钻杆。9.4.3 定向方法 采用单点定向或随钻定向。9.4.4 定向井直井段施工 9.4.4.1 根据造斜点的深度和井眼尺寸合理选择钻具组合和钻井参数、严格控制井斜。9.4.4.2 直井段钻完后，按照两测点间不大于 50 m 测距进行测斜，并根据测斜数据进行井眼轨迹计算 并绘制水平投影图和垂直剖面投影图。9.4.5 造斜施工 9.4.5.1 正确选择螺杆钻具型号，并按厂家推荐参数合理使用。9.4.5.2 宜釆用无线随钻测斜仪定向。9.4.5.3 钻具按规定扭矩紧扣，遇阻应起钻通井，不得硬压或扫孔。9.4.5.4 应均匀送钻，保持设计的钻具反扭角。9.4.5.