李川江 鐘仕林 江 維
(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司,四川 成都 610017)
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“兩法”形勢下的沙漠地區(qū)鉆前工程施工工藝
李川江 鐘仕林 江 維
(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司,四川 成都 610017)
介紹了《安全生產法》和《環(huán)境保護法》實施后,塔克拉瑪干沙漠地區(qū)鉆前工程的創(chuàng)新工藝,并從場面工程和環(huán)保泥漿池兩方面,闡述了鉆前施工要點,提出了防滲膜鋪設與混凝土施工質控措施,在符合安全環(huán)保要求的基礎上,滿足了鉆井生產使用需求。
沙漠地區(qū),鉆前工程,環(huán)保泥漿池,防滲膜
塔克拉瑪干沙漠位于塔里木盆地中心,石油和天然氣儲量豐富,動植物資源極其稀少,幾乎整個地區(qū)都缺乏動植物覆蓋,生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱。因此在塔克拉瑪干沙漠開展油田勘探開發(fā)具有建設風險高、施工難度高、投資費用高等特點。2014年9月發(fā)生的騰格里沙漠污染事件[1],2014年12實施的《安全生產法》和2015年1月實施的《環(huán)境保護法》,一系列污染事件的發(fā)生,新法律的頒布實施,進一步明確了石油企業(yè)的安全環(huán)保責任,對新時期油氣田勘探開發(fā)提出了更高的要求,工程建設管理面臨全新的挑戰(zhàn),施工安全環(huán)保壓力劇增[2]。鉆前工程作為鉆井工程的前期工程,在新形勢下如何為后續(xù)的鉆試修作業(yè)提供安全環(huán)保可靠的施工作業(yè)平臺,做好油田地面建設項目管理[3,4],成為當前亟待解決的問題。
1.1 傳統(tǒng)工藝
沙漠地區(qū)鉆前工程傳統(tǒng)施工工藝如下:
場面工程:定位放線→推沙→水墜→碾壓→戈壁料攤鋪→灑水碾壓→整修→人工修邊→養(yǎng)護→防護工程。
泥漿池:定位放線→推沙→水墜→邊坡整形→鋪設防滲膜。
傳統(tǒng)的場面工程施工操作簡單,施工效率高。但實際施工中存在水墜深度不足,使用過程中道路超載,極易造成道路及井場的破壞,影響鉆井進度及車輛通行安全。傳統(tǒng)泥漿池中防滲膜直接與鉆井污水接觸,并要經歷高溫嚴寒氣候,使用環(huán)境惡劣,易發(fā)生污水池滲漏,造成環(huán)境污染。
1.2 創(chuàng)新工藝
《安全生產法》對作業(yè)人員提出了更高的安全保障要求;《環(huán)境保護法》中對環(huán)境污染明確了處罰條款。傳統(tǒng)的鉆前工程設計標準、施工工藝已不能滿足保護環(huán)境,保障作業(yè)人員安全的要求。因此需對鉆前工程場面工程(公路、井場、生活區(qū))、泥漿池工程進行優(yōu)化設計[5-7],公路、井場、生活區(qū)詳細做法見圖1,環(huán)保泥漿池的做法見圖2,圖3。
新的場面鋪筑設計做法增設土工布,土工布的施工過程中有效減緩了水墜水分的蒸發(fā),提高了路基的整體性,延長了場面工程的使用壽命。新的環(huán)保泥漿池增設兩層防滲混凝土,該做法避免了鉆井污水與防滲膜直接接觸,提高了防滲膜的耐候性。
2.1 場面工程
定位放線→推沙→水墜→碾壓→鋪土工布→戈壁料攤鋪→灑水碾壓→整修→人工修邊→養(yǎng)護→防護工程。
新的場面工程設計做法中增設了土工布,提高了路基、路面工程的整體性,延長了鉆前道路的使用壽命。
2.2 環(huán)保泥漿池
定位放線→推沙→水墜→邊坡整形→鋪土工布→鋪鐵絲網→底層混凝土澆筑→鋪設防滲膜→面層混凝土澆筑→養(yǎng)護→磚砌導流槽→圍欄安裝。
環(huán)保泥漿池設計中,引入了土工布、鐵絲網,保證了池體的整體性。采用兩層混凝土夾防滲膜的設計,避免了鉆井廢棄物與防滲膜直接接觸,提高了池體的抗?jié)B性能。
3.1 場面工程施工
1)推沙平場。塔里木油田公司《鉆前工程技術標準》對于沙漠石子路設計路基坡度不大于6°,轉彎半徑不小于400 m~600 m,視距不小于80 m~120 m;路基上寬9 m,路基表面平整度不超過±3 cm。
根據上述要求定位放線,每隔20 m用竹竿標示邊界,遇有植被(胡楊、紅柳等)應繞行。選用D8N推土機推沙,控制好路基寬度、平整度指標。
2)灑水碾壓。推沙過程中,及時進行平面尺寸、坡度、平整度測量,便于及時進行修正。達到設計要求后,采用水車連續(xù)性放水[8],邊水墜邊碾壓,水墜深度不小于50 cm,壓實度不小于0.95。
3)鋪設土工布。路基壓實度檢測合格后,為防止沙基水分蒸發(fā)導致路基壓實度降低,應立即鋪設土工布。土工布不宜過緊,不得打皺,接縫重疊不少于30 cm,土工布周邊及接縫處用風積沙袋臨時固定。
4)鋪設戈壁料。土工布鋪設后,應立即進行面層戈壁料鋪設。路面戈壁料壓實厚20 cm,井場生活區(qū)戈壁料壓實厚15 cm,路面石料要求攤鋪均勻,整平并灑水壓實,平均厚度偏差不大于1 cm。
5)養(yǎng)護。為保證公路井場生活區(qū)的使用壽命,應根據天氣、使用情況及時灑水養(yǎng)護。
6)路基防護。因塔克拉瑪干沙漠風沙活動強烈,流動性大,為防止風沙對道路的損害,道路兩側沙丘采取防風固沙措施[9]。在挖方路基兩側預留2 m積沙平臺,并且在道路挖填方路基路肩以外鋪設1 m×1 m草方格,外圍設置防沙障。草方格在道路兩側鋪設30 m寬,井場生活區(qū)周邊鋪設20 m寬,草方格1.0 kg/m。
蘆葦式沙障:為延長草方格使用年限,建議在草方格外側設置蘆葦式防沙障,做法是鐵絲綁扎編制蘆葦,蘆葦把直徑8 cm,疏透度20%~30%,蘆葦長度在1.5 m以上,埋入沙基30 cm,蘆葦用量大于1.0 kg/m。木樁長度1.5 m,木樁底部30 cm加工成楔形,釘入沙中0.5 m后,兩側用鐵絲斜拉木樁加固。木樁間隔3 m設置1個,規(guī)格為5 cm×5 cm×150 cm,斜拉筋木樁2個,規(guī)格為5 cm×5 cm×50 cm。
3.2 環(huán)保泥漿池施工
1)基坑推沙水墜。按照設計要求,塔中探區(qū)環(huán)保泥漿池池邊坡要求為1∶2,正鉆井泥漿池容積為2 000 m3,完井測試泥漿池容積為1 500 m3。泥漿池應根據井控安全需要進行布置,并盡可能避開植被(胡楊、紅柳等)。
根據上述要求定位放線,每隔20 m用竹竿標示邊界。選用D8N推土機推沙,控制好基坑長寬尺寸、坡度指標。推沙完成后,按照道路水墜的施工方法進行水墜修坡,做好壓實度檢測。
2)鋪設土工布、鐵絲網。壓實度檢測合格后,池底立即鋪設土工布(聚丙烯扁絲編織土工布,重量:120 g/m2)。池底、池壁鋪設鋼絲網(用14號鐵絲編織直徑為10 cm的菱形網格)。土工布接縫寬度、鐵絲網搭接寬度均不小于20 cm。
3)底層混凝土澆筑。土工布、鋼絲網鋪設完成后,應立即澆筑底層混凝土。因混凝土10 cm厚,建議選用平板振動器配合人工進行振搗。因塔中地區(qū)冬冷夏熱,現澆混凝土的池壁、池底在縱橫方向設置間距小于4 m的縮縫,縱向設置1道~2道脹縫,間距應根據施工時濕度、區(qū)域最高溫度等控制在40 m~25 m之間??s縫、脹縫構造做法見圖4,圖5。為防止防滲膜破損,應控制好底層混凝土的平整度,在混凝土初凝前、終凝前進行“二次”抹面。
4)防滲膜鋪設。因工期原因,待底層混凝土的強度達到1.2 N/mm2后,就可在池底、池壁鋪設防滲膜。為滿足環(huán)保要求,防滲膜選用環(huán)保用雙糙面高密度聚乙烯土工膜,技術指標滿足現行國家標準GB/T 17643土工合成材料聚乙烯土工膜。土工膜接縫寬度不小于20 cm,可采用熱熔焊接[10]或粘結,為保證粘結質量,粘結劑建議購買成品。
5)面層混凝土澆筑。待防滲膜鋪設搭接檢測合格后,可立即進行面層混凝土澆筑。澆筑前做好防滲膜的防破損措施,混凝土振搗應采用人工振搗,防止機械振搗導致防滲膜破損。面層混凝土的縮縫、脹縫設置與底層混凝土相同。
6)養(yǎng)護。因塔中地區(qū)冬冷夏熱,混凝土應及時進行養(yǎng)護。夏季可選擇覆蓋薄膜或草簾、棉氈,灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護不少于7 d。冬季時應搭設暖棚,防止混凝土發(fā)生凍傷。
7)附屬設施。為保證人員安全需要,在泥漿池周邊設置可拆卸圍欄,圍欄做法參照02(03)J401鋼梯LG5-12,圍欄基礎為C30混凝土,尺寸為30 cm×30 cm×60 cm,基礎居中內設一根φ74×4長30 cm鋼管,以便圍欄鋼管插入。
為了達到環(huán)保要求,需要做好鉆井泥漿及廢液的收集,在靠近循環(huán)罐的位置設置磚砌倒流槽,縱坡大于0.3%。導流槽做法為M7.5水泥砂漿砌筑MU10磚,1∶2水泥砂漿抹面,尺寸如圖6所示。
4.1 防滲膜鋪設質量控制
施工氣溫以 5 ℃~40 ℃為宜,考慮到土工膜的熱脹冷縮性,天冷時,土工膜的鋪設應緊一些;天熱時應松弛。但要注意,在夏天應避免中午時的高溫、風力及雨天:風力超過4級或雨天應停止施工;風小時,宜用砂袋壓住土工膜,以利施工。焊接邊坡時,焊縫長度方向應沿坡度延伸,不能橫穿。盡量減少邊腳和零星膜的焊接。在焊接操作時應有一位焊接主管人員進行監(jiān)督。HDPE土工膜表面應清除油脂、水分、灰塵、垃圾和其他雜物。如果焊接在晚上操作,應有充足的照明。在HDPE土工膜搭接處,應去掉褶皺,當褶皺不小于100 mm時,采用圓形或橢圓補丁,補丁大小應超出切口周邊50 mm。當環(huán)境溫度和不利的天氣條件嚴重影響HDPE土工膜焊接時,應停止作業(yè)。應對焊接機定時保養(yǎng),要經常清理焊接機設備中的殘留物。
4.2 混凝土質量控制
塔中地區(qū)氣候惡劣,為保證污水池混凝土施工質量,應采取如下質量控制措施:
1)配合比設計方面,嚴格控制用水量,引入抗裂組分,可選擇膨脹劑和抗裂纖維等。2)施工前應進行確保池底、池壁沉降穩(wěn)定,并對基層進行檢查修復,防止由于沉降變形造成的混凝土產生早期開裂與破碎。3)振搗要充分,不得在混凝土拌合物中平推或拖拉振搗,每處振動時間不宜短于30 s。4)早期養(yǎng)護應加強,應在初凝后及時覆蓋保水養(yǎng)護,宜采用保水性好的覆蓋材料,可采用節(jié)水保濕養(yǎng)護膜、土工氈、土工布、麻袋、草袋、草簾等養(yǎng)生,并及時灑水保濕養(yǎng)生,養(yǎng)護時間不應少于7 d;終凝前不得在混凝土表面直接噴水。5)切縫時間要合理,由于夏季施工時晝夜溫差較大,建議使用軟切縫,即抗壓強度為1 MPa~1.5 MPa,人可行走時進行軟切,軟切縫時間不應超過6 h。
該施工工藝已經在塔克拉瑪干沙漠地區(qū)鉆前工程成功應用。采用的路基水墜施工技術、路基防護措施以及環(huán)保泥漿池施工技術滿足鉆井生產的需要,達到了《安全生產法》和《環(huán)境保護法》的要求,取得了良好的工程應用效果,可在沙漠地區(qū)推廣應用。
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Pre-drilling engineering construction process in the desert area under the new situation of “two laws”
Li Chuanjiang Zhong Shilin Jiang Wei
(SichuanShuyuPetroleumConstruction&InstallationEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610017,China)
This paper introduced the innovation process of pre drilling engineering in Taklimakan desert area afterSafetyProductionLawandEnvironmentalProtectionLawimplementation, and from the scene engineering and environmental protection mud area two aspects, elaborated the pre drilling construction key points, put forward the quality control measures of impermeable membrane laying and concrete construction, in accordance with the safety and environmental protection requirements, met the needs of drilling production using.
desert area, pre-drilling engineering, environmental protection mud pool, impermeable membrane
1009-6825(2017)07-0089-03
2016-12-22
李川江(1972- ),男,工程師; 鐘仕林(1983- ),男,碩士,工程師; 江 維(1973- ),男,工程師
P634
A