在打井、地质勘察施工中,经常会遇到流沙地层。流沙层颗粒松散,没有粘结力,地下水丰富,钻孔之后孔壁无法自我稳定。如果直接裸孔钻进,砂粒不断涌入孔内,很快就会塌孔,轻则孔道缩径,重则埋钻,钻具被流沙掩埋,造成设备和工期损失。很多施工队遇到流沙层,没有采用对应工艺,造成大量废孔。
流沙地层钻井最大难点就是孔壁无法自持,普通泥浆护壁在流动性极强的流沙层效果有限,泥浆很难形成稳定泥皮。这种工况下,跟管钻进工艺就十分关键。跟管钻进,就是钻杆带动钻头钻进的同时,套管同步跟随下入孔内,套管把流沙层隔开,形成稳定的孔壁,隔绝流沙进入钻孔内部。

跟管钻进分为同步跟管,钻具与套管同步前进,钻进一段,套管跟进一段。套管的作用就是物理隔离流沙,防止流沙坍塌涌入钻孔。施工时要控制钻进速度,不能过快,防止套管变形。遇到流沙层厚度大的区域,要保证套管连续跟进,不能出现套管悬空。
钻进完成之后,根据施工需求,套管可以保留在孔内作为永久护壁管,也可以根据工艺需要逐步拔出。对于水井钻井,流沙层一般保留套管,防止后期井壁塌落淤井。
施工时也要注意泥浆配合,适当调整泥浆比重,辅助稳固地层。钻机需要具备足够的扭矩和推力,保证套管可以顺利下压跟进。如果设备推力不足,会出现套管下不去,卡管等问题。
流沙地层钻井风险高,不能照搬普通地层施工经验。优先选用支持跟管工艺的钻机,规范执行跟管钻进流程,才能安全完成流沙层钻孔作业,降低塌孔埋钻事故。