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海上鉆探技術(shù)措施

  
評論: 更新日期:2015年09月30日
1海上鉆探的類型和施工基理
海上鉆探分漂浮式和架空式二類。漂浮式鉆場以船筏為主,也包括浮箱與油桶等。鉆架的固定及鉆孔定位較復(fù)雜,在施工過程也會受到海水潮汐的起落、風(fēng)浪等影響。海底表層一般為淤泥或其它沉積物,易受水流和水壓影響,由于巖芯易流失,對這些地層的觸探試驗,取原狀土樣等比較嚴(yán)格,故在保證鉆孔質(zhì)量方面尤其重要。我院于20世紀(jì)80年代進(jìn)行海上鉆探,到目前已在北部灣施工完成多個代表項目,施工部份項目及完成孔數(shù)、工作量見表l。
2鉆探用船的選擇
根據(jù)鉆孔深度及使用的鉆探設(shè)備大小來選擇,并按海上海水流速、水深和浪、潮汐大小而定,船只可選木質(zhì)、鋼質(zhì)、單或雙體船、油桶等,同時應(yīng)考慮在鉆進(jìn)和起下套管的動載荷達(dá)到一定的安全系數(shù),海上鉆探船的選擇可參照表2
 
3鉆探設(shè)備選用和安裝
3.1鉆探設(shè)備的選用
    我院從事的海上鉆探都是工程地質(zhì)鉆探,施工孔深一般在50m以內(nèi),口徑要求φ150mm,終孔為φ110mm,由于海上施工,鉆場易受水流及風(fēng)浪等影響,而且要求采用靜壓法取原狀土樣,故選用的鉆探設(shè)備功率一般要求大些。
    鉆機:中日技術(shù)合作合浦南流江出??跒┩裤@探選用XU600型,其它工程用CY100型和150型。
    水泵:XU600型鉆機配用BW250/50往復(fù)式泥漿泵,CY-100型和150型鉆機配用BW-160往復(fù)式泥漿泵
 
 
;④用泥漿鉆進(jìn)時可作泥漿回收引流管??梢娺x用和下好保護(hù)套管及為重要。
(3)如遇到風(fēng)浪較大侵襲時,應(yīng)將保護(hù)套管接長,防止鉆船顛簸上升時套管被基臺和船體壓斷,同時在保護(hù)套管下部系上繩子和浮標(biāo)作標(biāo)志,遇套管在水中斷折時便于打撈。136西部探礦工程2008年第9期
5.2加設(shè)保護(hù)孔口套管的活動導(dǎo)向管加設(shè)保護(hù)活動導(dǎo)向管的作用是在施工中因受潮汐和風(fēng)浪影響,造成鉆船起落不定,使出露的套管接長和拆卸增加麻煩,用活動保護(hù)導(dǎo)向管來保證套管在隨潮汐起落時都能夠在活動導(dǎo)向管內(nèi),不致影響鉆進(jìn)施工時離開孔位?;顒訉?dǎo)向管的長度一般為潮汐落差的2倍以上,導(dǎo)向管一頭用一塊長320cmX60cmX10mm鋼板焊接,鋼板用4根16mm螺栓同孔口板固定,施工時將活動導(dǎo)向管罩在保護(hù)套管上,見圖3。二l//6一圖3活動導(dǎo)向管結(jié)構(gòu)圖
5.3跟管鉆進(jìn)在施工過程中由于海底積有一定厚度的淤泥、砂泥層,隨之鉆進(jìn)不斷加深和采樣、標(biāo)貫、觸探等工作,這時不斷用增加套管長度來隔離松散地層,確保施工孔壁安全。跟管方法在套管頭接上一根短管后,用普通合金鉆頭采用掃孔或錘擊方式,一直跟管到基巖面或設(shè)計要求孔深為止。
6機上余尺和回次進(jìn)尺的計算
6.1機上余尺計算海上鉆探,鉆孔進(jìn)尺是從海底作為零點算起。因鉆進(jìn)中受潮汐影響,漲潮時,機上余尺減少;退潮時,機上余尺增加,機上余尺為一個變量。可用下列公式計算:S—H—H1一Hz—H3式中:機上余尺,m;H——鉆具總長度,m;H——(常量)海底至保護(hù)管頭長度,m;Hz——(變量)套管頭至船水平面的高度,m;H。——鉆機機高,m。
6.2回次進(jìn)尺計算(1)漲潮時的回次進(jìn)尺計算:因漲潮鉆進(jìn),機上余尺除了隨著孔內(nèi)進(jìn)尺減少外,也隨著水位上漲船體升高而減少。因此回次進(jìn)尺數(shù)不等于下鉆到孔底時的機上余尺減去提鉆時的機上余尺,應(yīng)再減去回次進(jìn)尺過程中漲潮的水位高度。即下鉆到孔底時保護(hù)管頭至鉆船水平面長度減去提鉆時保護(hù)管頭至鉆船水平面的長度,用下列公式計算:h=S—S1一(H2一H3)(H2>H。)式中:h——回次進(jìn)尺,m;下鉆到孔底的機上余尺,m;S1——提鉆時的機上余尺,m;H——下鉆到孔底時保護(hù)管頭至鉆船水平面長度,m;H。——提鉆進(jìn)保護(hù)管頭至鉆船水平面長度,m。(2)退潮時鉆進(jìn)回次計算:計算回漲潮時回次計算相同,計算公式中Hz<H。
7在復(fù)雜地層取芯質(zhì)量的保證措施查明軟硬互層及破碎帶情況、產(chǎn)狀和性質(zhì),是海上工程鉆探的主要任務(wù)之一,如何提高巖芯采取率是我們施工的重要措施。
7.1提高在軟硬互層取芯質(zhì)量(1)采用短鉆具鉆進(jìn),縮短鉆進(jìn)時間,限制回次進(jìn)尺,使巖心對磨和減少巖芯受破壞時間。(2)增大孔徑和增大巖芯直徑來達(dá)到巖芯的抗扭強度。(3)提高鉆具穩(wěn)定性和減少鉆頭晃動,主要調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)和沖洗液潤滑性能使鉆具不產(chǎn)生劇烈振動。
7.2提高破碎帶鉆進(jìn)取芯質(zhì)量(1)采取增大巖芯直徑,以提高巖芯強度和允許巖芯周圍有效多剝蝕量。(2)提高卡芯的可靠度,防止巖芯途中脫落,用單動雙管鉆具,可有效保護(hù)巖心采取率。(3)用優(yōu)質(zhì)泥漿沖洗液反循環(huán),使巖芯呈懸浮狀態(tài),防止巖芯被二次破碎。
8海上鉆探的安全防護(hù)措施
在海上鉆探施工作業(yè),最重要的是安全生產(chǎn)。施工期間應(yīng)采取以下安全措施:(1)在通航的海上進(jìn)行鉆探前,要與水上航運部門聯(lián)系,以保證安全。鉆船上應(yīng)掛信號。(2)鉆船的拖運、移動、定位及拋錨等工作應(yīng)由專門船工操作。(3)鉆船上要設(shè)有救生衣、救生圈和醫(yī)藥防護(hù)用品和滅火器等消防器材。(4)遇刮五級以上大風(fēng)或大霧天能見度差時,應(yīng)停止施工作業(yè),并將鉆船移動避風(fēng)港內(nèi)。
 
 
 
 
 
 
 
淺談水上勘察的安全防護(hù)措施
    從事水上勘察,尤其是江上或海域勘察,水流條件復(fù)雜、鉆孔深度大、單孔施工周期長,因此制定一系列安全有效的施工防護(hù)措施至關(guān)重要,這些措施的制定,能夠為水上勘察項目的順利實施奠定堅實的基礎(chǔ)。下文為筆者在水上安全生產(chǎn)工作方面積累的一點經(jīng)驗,供同行參考,不妥之處請指正。
1組織保證措施
    首先成立項目安全領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)對該項目安全生產(chǎn)的全面領(lǐng)導(dǎo),項目安全控制必須堅持安全第一、預(yù)防為主的方針。
    項目現(xiàn)場成立安全生產(chǎn)管理小組,小組應(yīng)根據(jù)院或公司管理體制建立項目安全管理體系和安全生產(chǎn)責(zé)任制。
    管理小組負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全生產(chǎn)的日常督促與檢查、隱患整改情況監(jiān)督與驗收。
    每一個鉆探平臺設(shè)一名專(兼)職安全員,負(fù)責(zé)對平臺上生產(chǎn)設(shè)施的安全檢查,救生、消防設(shè)施的保管、維護(hù)及平臺上作業(yè)人員的行為規(guī)范的督促、護(hù)航及嘹望工作的聯(lián)絡(luò)、指揮,及時記錄安全生產(chǎn)情況并每24 h應(yīng)向項目安全管理小組匯報一次現(xiàn)場安全生產(chǎn)情況,安全管理小組及時記錄并向安全領(lǐng)導(dǎo)小組匯報。
2安全防護(hù)措施
2.1實施性措施
    1)所使用的船舶必須是經(jīng)船舶檢驗部門檢驗合格且航行證件齊全,船員均具備相應(yīng)配員資質(zhì)且體質(zhì)適宜。2)提前20 d向當(dāng)?shù)睾J虏块T申請辦理水上水下作業(yè)施工許可證,提前7 d~15 d在水運報及當(dāng)?shù)赜杏绊懙闹饕獔罂l(fā)布航運通告。3)與當(dāng)?shù)睾J虏块T及航道部門聯(lián)系共同研究制訂水上施工安全維護(hù)和鉆探船舶的具體護(hù)航安全措施及應(yīng)急預(yù)案,以備緊急情況發(fā)生。4)按水上水下作業(yè)的具體要求,在鉆探平臺船舶、交通船舶上設(shè)置醒目的工作信號(白天旗標(biāo)、夜間燈標(biāo))。5)咨詢海事部門,選擇熟悉施工水域的維護(hù)船停泊于鉆探平臺上游方向150 m~300 m處,24 h連續(xù)護(hù)航;鉆探船上每班設(shè)專職嘹望人員,加強警戒,利用水上專用頻道海域11頻道、16頻道:長江6頻道)提醒過往船只避讓。6)嚴(yán)格挑選技術(shù)熟練鉆探工人,安全員、船長等特種作業(yè)人員應(yīng)持證上崗,作業(yè)前必須進(jìn)行水上基本安全知識及安全操作規(guī)程教育。船上作業(yè)人員除穿戴好正常勞保用品外,每人另配救生衣1件,每船配置救生圈4只—8只,深水域施工每船還需配備海員救生衣和1只—2只應(yīng)急救生筏(可乘坐10人~20人)。7)船上應(yīng)配備移動電話、甚高頻或?qū)χv機等通訊設(shè)施,專人守護(hù)確保通訊通暢。注意氣象預(yù)報的收聽'及早制定預(yù)防措施。8)對所有參加水上作業(yè)人員進(jìn)行意外傷害保險、設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)保險。
2.2防護(hù)性措施
    1)鉆探平臺四周、塔上工作臺周圍均設(shè)防護(hù)安全欄桿,欄桿高度1.1 m~l.2 m,下部設(shè)小物件擋板,擋板高不小于20 cm,欄桿的強度應(yīng)可靠。鋪設(shè)木質(zhì)地板,地板厚不小于6 cm,要求鋪設(shè)平整、牢靠,保持平臺清潔。2)機械傳動裝置必須戴防護(hù)罩,不得裸露,防護(hù)罩應(yīng)質(zhì)地堅固、固定牢靠,并標(biāo)明“禁止跨越’字樣。錨繩必須分別設(shè)置可調(diào)節(jié)裝置,并注意及時調(diào)整松緊。3)鉆探船兩側(cè)應(yīng)放置足夠的防碰物件(侖胎),任何船只靠近鉆探船時,應(yīng)減速旁靠,嚴(yán)禁直接碰撞。4)夜間作業(yè),照明光線應(yīng)充足,采用低壓安全電源,所有線頭不得裸露,燈頭座應(yīng)防水。5)存放燃料和其他易燃品區(qū)域嚴(yán)禁煙火靠近,需預(yù)熱潤滑油時,須專人看管,配備消防器材,落實消防措施。
2.3規(guī)定性措施
    1)制定水上鉆探作業(yè)有關(guān)的安全規(guī)章制度及安全作業(yè)規(guī)程,對船上作業(yè)人員行為做出具體嚴(yán)格規(guī)定。2)作業(yè)期間,作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守鉆探安全操作規(guī)程,不得違章指揮、違章作業(yè),違反勞動紀(jì)律。操作人員必須注意觀察套管與返漿,謹(jǐn)慎操作。3)進(jìn)入作業(yè)區(qū)域范圍,必須正確穿戴好合體的個人勞護(hù)用品,戴好安全帽,扣好帽帶,穿好救生衣,系牢衣帶,塔上作業(yè),必須系牢安全帶并掛于牢靠的掛鉤上。4)作業(yè)人員服從統(tǒng)一指揮,遵守船員的各種規(guī)則。熟悉本平臺船上規(guī)定的統(tǒng)一緊急信號,遇到問題及時援助解決。5)甲板上,嚴(yán)格執(zhí)行動火審批制度,動火時消防措施必須到位。
3管理措施
    1)建立崗位責(zé)任制,明確崗位安全責(zé)任。做到人人安全責(zé)任、目標(biāo)明確。2)建立現(xiàn)場安全生產(chǎn)獎罰制度,實行安全生產(chǎn)承包,設(shè)立安全生產(chǎn)獎,將安全生產(chǎn)同生產(chǎn)人員的切身利益掛鉤,推動鉆探人員注意安全主觀能動性,主動遵章守紀(jì)。3)實行“安全技術(shù)交底’制度,每個鉆子L實行安全技術(shù)交底,突出安全防范的重點,提醒重視,加強現(xiàn)場安全檢查督促力度確保安全。4)加強對船員的安全教育,每條船都單獨簽訂安全生產(chǎn)合同,明確雙方安全責(zé)任。5)建立項目安全保證金制度,一級對一級負(fù)責(zé),崗位之間相互照應(yīng)。
4防污染措施
    督促宿住船員遵守國家海洋防污條例,加強設(shè)備維護(hù),杜絕機械油水的跑、冒、滴、漏。
    含油污水不得直接排入江海水中,應(yīng)經(jīng)油水分離器處理,垃圾一律袋裝化,隨交通船遞送岸上垃圾存放處。
5應(yīng)急預(yù)案措施
5.1特殊天氣應(yīng)急預(yù)案
    風(fēng)力不大于6級時正常施工(指較大船舶海域施工狀況)。風(fēng)力達(dá)6級~7級時,將套管退出平臺,將錨繩放松20 m左右,停泊于子L位旁。風(fēng)力大于7級時,由船長統(tǒng)一指揮起錨回港避風(fēng):情況緊急時,可放掉或砍斷錨繩,回港待避。霧天應(yīng)啟用霧號、霧笛,通知過往船只避讓。
5.2發(fā)生險情應(yīng)急預(yù)案
    安全通道通暢。
    宿船人員熟悉安全通道,熟悉自救程序。
    迅速發(fā)出遇險信號。所有人員穿好救生衣,到甲板集合。
    有組織的將人員撤向輔助船。
    特別情況下應(yīng)派人迅速放下救生筏,將人員撤上救生筏。
    自救同時發(fā)出求救信號,并迅速將險情報告海事救中心。
5.3醫(yī)療求助應(yīng)急預(yù)案
    1)備救急藥品。2)給傷病員迅速止血包扎處理。3)輔助船迅速送傷員上岸。4)迅速將傷員情況報告給項目部、急救中心,派救護(hù)車在碼頭等待。
5.4火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案
    船上配備滅火器材且性能可靠。
    滅火器材應(yīng)分布在易發(fā)火災(zāi)部位或通道邊。
    作業(yè)人員應(yīng)熟悉滅火器材的使用方法與放置位置。
    高壓泵、高壓水槍的性能應(yīng)完好。
    發(fā)現(xiàn)火情時迅速用滅火器撲滅,火勢較大時,則迅速啟動高壓泵同時作棄船準(zhǔn)備。特殊情況下,人員迅速撤向安全船只——交通船、救生筏。棄船。
6結(jié)語
    水域勘察安全防護(hù)做到組織落實、措施到位、過程檢查,并及
時進(jìn)行安全隱患分析,防患于未然,制定各種突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)
案對出現(xiàn)的安全問題及時處理,項目結(jié)束后立即進(jìn)行總結(jié)提高
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