水利水电工程钻探规程SL291-2003.pdf
中华人民共和国水利行业标准 水利水电工程钻探规程 条文说明 目次 总则 术语和符号 钻探准备工作及开孔 覆盖层及特殊地层钻探 硬质合金钻探 金刚石钻探 空气潜孔锤钻探 水上钻探 大口径钻探 冲洗液和护壁堵漏 孔内事故预防和处理 钻探质量 总则 本条为本规程适用范围本规程主要用于指导水利水电工 程钻探工作 钻探是水利水电工程勘察的主要手段以查明地质条件为 目的在执行本规程的同时还应执行地质勘测大纲或钻孔任务 书和其他相关技术规定 由于从事水利电工程地质勘察单位很多所采用技术 方法和设备不尽相同因此各单位在执行本规程时可以制定实 施细则钻探中应要求钻探操作人员必须具有一定专业知识和 熟练的操作技能因此钻探操作人员必须经过严格培训和考核后 方可上岗作业否则生产质量就没有保障 列出本规程的主要引用标准以便本规程使用者更加理解 本标准与相关标准的协调关系 术语和符号 本章根据钻探工程名词术语编写 钻探准备工作及开孔 一般规定 每一个项目钻探施工应编制施工组织设计以加强 施工现场的技术管理提高钻探作业的计划性科学性和施 工质量 施工组织设计内容应包括具有代表性钻孔结构钻进方法 和钻进参数钻探设备和钻具制定质量保证措施钻探劳动组 织编制钻探工作进度计划和工期编制材料消耗和采购计划财 务预算 岩石可钻性分级采用年原地矿部探矿装备工业公 司推荐试行金刚石岩芯钻探岩石可钻性分级表以岩石的物理 力学性质和岩石抗机械破碎能力作为统一定级的基础在室内测 试的基础上参照统计资料经分析对比数据处理确立了 目前以压入硬度为主摆球次数塑性系数声波速度微钻速 度综合评定定级方法本分级表包括三张以岩石压入硬度摆 球硬度统计钻进时效为指标的表一以微钻速度为指标的表 二以声波穿透速度为指标的表三把岩石划分为十二级本 规程采用表一作为岩石分级标准表内各单项指标均为概率量当 测值不能落入相同的区间内时则应利用各单项指标综合评定以 提高定级的准确性 钻进方法选择由年规程的种减少为种删除了钢粒 钻进和针状硬质合金钻进针状硬质合金钻进应是硬质合金钻进 的一种增加了空气潜孔锤钻进比较全面地包含了当前覆盖层 和基岩钻进的基本方法空气潜孔锤钻进近年来应用比较广泛 具有钻进速度快成本低的优点适用于工程施工用孔 给出了设备选择的基本条件水利水电工程钻探多为浅 孔施工条件差各单位可根据施工具体情况选择钻机 修建钻场设备安装和拆迁 桁架式钻场一般采用钢管和旋转式搭扣组建场地不须平 整钻场高出地面约以便于在台板下进行套管连接和跟管 扩孔钻进也便于冲洗液循环槽的布置和设备搬迁时的装卸车工 作桁架钻场立柱下端要进行加固立柱之间除平拉手绞接外还 用斜拉手加固钻进过程应经常检查螺栓是否松动 水利水电钻探由于过去多用清水作冲洗液所以对冲洗 液循环系统不太重视使其他冲洗液的使用受到限制现在普遍 使用乳化液低固相或无固相冲洗液不做好这个工作会严重影 响效率和成本应重视这项工作 钻架种类在规程中未加限制因为受到现有设备的限制 以内的浅孔宜采用随机桅杆式钻架钻架与钻机组装成一 体用液压起落这有三个好处有利于钻机运转的稳定节 省搬迁时间节省材料消耗 目前多数钻机的卷扬是纵向安装的而且钻机又要前后移动 所以钻架的天车切口应对准钻机后移后的卷扬滚筒以免引起钢 丝绳起堆轻型钻架的整体搬迁应在平坦地区进行高压电线 下严禁整体搬迁这是根据过去事故的教训而编写的 开孔与止水 开孔是以后工作正常进行的基础许多质量事故和孔内事 故都由于开孔不符合要求而引起的开孔要掌握好以下三点 孔口管要下到较好的岩层中使以后钻进不致上部破碎岩石掉块 孔口管要下正孔口管下端要做好封固止水上作使水文观 测资料准确回水正常和孔口管不致被反开和跟着回转 下入钻孔的套管都应上紧螺纹并用松香或粘接剂粘牢防 止脱开 套管管脚止水的常用方法粘土在干孔效果好为提高 止水性能可掺入水胀性材料施工时将粘土球投入孔底捣 实后打入套管即成水泥止水效果好但时间长施工时用 导浆管将水灰比的水泥浆注入孔底或用专门的注浆器 注入水泥浆上升左右下入套管待水泥浆凝固后即可钻 进胶塞止水是在管靴外套以橡胶套利用管靴斜面挤压作用 使胶塞膨胀而止水胶塞止水操作应做到下管之前用导向钻 具变径钻进一定深度下入胶塞 覆盖层及特殊地层钻探 回转钻探 这是土层的主要钻进方法采用肋骨式钻头解决地层缩径 问题泥浆既起到护壁作用又起保护岩样作用 在土层中当含泥最低时采用单动双管钻具配侧喷钻头因 为钻具内管保护土芯避免冲洗液冲蚀提高了土芯采取率 当土层含砂量高时土芯进入内管的阻力较大所以钻进时 要限制回次进尺 水压退出土芯时钻具要斜放在地板上便土芯通畅地退出 当钻进粘土层或泥岩时可采用单管钻具因为粘土抗冲蚀 能力强单管钻具钻进速度快取芯质量好采用水压法退出管 内的土芯可以代替原状土样深孔提钻时采用投球钻具平衡钻 杆内水柱压力有利于采取土芯 此种钻进方法效率高质量好经济效益显著应作为覆盖 层钻进的基本方法 使用螺旋钻与勺钻时每钻进一定距离必须提动钻具以 防旋入过深起拔困难 全孔反循环钻进广泛用于松散地层的成井用于勘探工作 是近年来发展起来的新工艺当粘土含量高时易结团堵塞当 砾石或漂石直径过大时则要经过粉碎才能通过钻杆岩样是利 用塑料过滤管滤出的也可以采用沉淀法分段取样在取样中微 颗粒会有部分流失但对勘探成果影响不大 全孔反循环目前有两种基本形式一种是气举反循环在孔 深超过之后才能正常工作其攻作深度由空压机压力大小决 定另一种是泵吸反循环其工作深度一般不能超过 全孔反循环钻进保证质量的关键是钻进中要孔壁稳定以免 上下岩样混合所以开孔以后要下一根套管保护孔口当达到一 定孔深孔壁有塌落可能时立即下入套管然后缩小一级口径 继续钻进 冲击钻探 打入取样钻进多用于无地下水地层的钻进分为孔口击入 法与孔底击入法两种以孔底击入法为好孔底击入法是用钢丝 绳提动冲击钻杆打击取样筒进行的有时用钢丝绳冲击钻进其 优点是辅助时间少装备简单目前多用于浅孔是工业与民用 建筑勘探中常用的方法 有底阀打入或压入取样钻进因取样筒底部装有阀门所 以能够适用地下水位以下并能在饱和粉细砂地层中钻进在粉细 砂及软土层中采用平底阀在砂层中采用弹簧片阀也称弹簧 管当压入或击入取样筒时弹簧片张开提起钻具时弹簧片自 动合拢从而防止岩样中途脱落 在容易液化的地层钻进时振动与锤击都会引起液化影响 分层鉴定宜采用压入法取样钻进 泥浆护壁冲抓锥钻进方法只用于较大口径因为冲抓锥直 径不能做得太小冲抓锥落下时靠重力加速度冲入地层提起时 自然合拢抓住岩样一次完成破岩和取样工作提出孔口把岩样 装上推车排除特别适宜于砂砾石层钻进具有效率高成本低 的特点 孔内爆破 爆破材料防水处理常采用的塑料袋橡胶制品和高压绝缘 胶布等材料将炸药雷管妥善组装捆牢包装成圆柱形 如选用硝铵炸药药量应增大 钻孔取样 下设套管对土层的扰动和取样质量的影响早 就作过研究其结论是在一般情况下套管管靴以下约倍管 径范围内的土层会受到严重的扰动在这一范围内不能采取原状 土样在实际工作中经常发生下设套管后因水头控制不当引起孔 底管涌的现象此时土层受扰动的范围和程度更大更严重因 此在软粘性土粉土粉细砂层中钻进凡能采用泥浆护壁不 用套管的尽可能不用套管 地下水位以下使用空心螺旋钻头提土器或岩芯钻头钻进 时孔底不会产生负压可有效地保护孔底土层不受或少受扰动 年国际土力学基础工程学会取样分会编制的软粘性土取样 手册中也提出了这样的要求 贯入式取土器取样 取土器的贯入是取样操作的关键环节对贯入的三点要 求即快速不小于连续静压是按照国际通行的标 准提出来的要达到这些要求目前主要的困难是大多数现有的 钻探设备性能不能适应如静压能力不足给进机构的行程不够 或速度不够因此今后岩土工程勘察用的钻机应逐步更新换代 如果土质过硬静压贯入困难应考虑改用回转取土器不完全 禁止使用锤击法但应尽可能做到重锤一击 为减少掉土的可能本条规定可采用回转和静置两种方 法回转的作用在于扭断土样静置的目的在于增加土样与容器 壁之间的摩擦力以便于提升时拉断土样这两种方法国外标准 中都是允许的可根据各地的经验和习惯选用 回转式取土器取样 回转取样最忌钻具抖动或偏心摇晃抖动或摇晃一方面破 坏孔壁另一方面扰动土样因此保证钻进的平稳至关重要主 要的措施是将钻机安装牢固加大钻具质量钻具应有良好的平 直度和同心度接加重导向钻杆是增加钻进平稳性的有效措施 合理的回转取样钻进参数是随地层条件而变的目前尚未 见有统一的标准因此一般应通过试钻确定国际土力学基础 工程学会取样分会编制的手册提供的一些经验参数列于表可 供参考 表回转取样钻进参数 资料 来源 钻进参数 转速给进速度给进压力泵压冲洗液流量 美国垦务局 砂类土 粘性土 砂 粘性土 砂粉 质软粘土 较硬粘土 美军 工程师团 孔径 孔径 日本土质 工程学会 无泵孔底反循环钻进或称小循环钻进即在钻进时停泵 间歇性地小幅度升降钻具冲洗液形成孔底反循环带走切削面 上的土屑由于没有强烈的冲洗液的冲蚀故能在单层岩芯管中 有效地保持土芯的完整用这种方法可连续地取芯包括砂层的 全断面取芯不少单位就在这种土芯中截取原状土样本标准规 定在一定的条件下可用这种方法采取级原状土样 级原状土样是指能提供做所有物理力学性质试验的原状 土样 级原状土样是仅能供做物理性质试验的原状土样 硬质合金钻探 本条主要说明制作硬质合金钻头参数的选择本次修改在 表中增加复合片钻头内容目前用于制作钻头的复合片 没有统一标准和型号故没有列出 硬质合金型号及规格按规定为表示地质工 具表示石油工具表示矿山工具 表中的岩石级别指岩石可钻性等级应按附录的规定 执行 原规程中节针状硬质合金钻进目前应用很少有些内 容与硬质合金钻进内容重复因此删除针状硬质合金钻进技术参 数表等重复内容 金刚石钻探 管材和钻具 本规程全部采用原地矿部小口径钻具系列即钻孔直径为 系列采用该系列具有下述之优点与 普通钻孔直径系列配套内管与外管 和扩孔器之间的间隙增大有利于冲洗液循环套管壁加厚增 大了承载能力使孔内套管事故减少 金刚石岩芯钻探钻具设备和金刚 石绳索取芯钻探钻具设备推荐了国际标 准因目 前国内还没有相应钻探管材修订本规程没有采用有条件的单 位可以执行上述标准 钻头扩孔器的选择与使用 金刚石钻头的选择目前金刚石钻头品种规格愈来愈多 规程中只能作原则的规定选择时还应参看厂家的说明书 金刚石钻头在选用时还应考虑金刚石的品级和浓度金刚 石品级高时强度高可以降低浓度使金刚石量减少会增大底刃 的压力从而适应坚硬岩层的钻进 表镀金刚石钻头对胎体无太大的选择孕镶金刚石钻头工作 原理类似砂轮片的工作原理金刚石需要保持自锐和更新所以 选样金刚石品级和胎体的硬度与耐磨性时要与岩层的特性相 适应 扩孔器的选择和使用扩孔器起到扩大孔径和扶正钻头的作 用扩孔器上的切削材料只要求底刃工作而不要求侧刃工作侧 刃只要求有高的耐磨性就可以了保持扩孔器的直径即保持了钻 孔的直径使钻孔在更换钻头后能保证钻头顺利下到孔底由于 扩孔器的作用起钻时增大了钻具与孔壁之间的过水断面从而 可以减少抽吸力有利于孔壁稳定基于上述理由扩孔器应比 钻头直径大或在破碎岩层中扩孔器直径可加 大至一般地说扩孔器的寿命应大于钻头寿命的倍以 上在选择扩孔器时应当注意到这一点 由于人造金刚石质量完全满足了钻探工作的需要因此删 除了原规程中天然金刚石钻头的内容 钻进技术参数 金刚石钻进技术参数主要包括钻压转速泵量和泵压 它们既是独立的又是相互关联的操作者要统筹兼顾才能达 到效率高质量好成本低事故少收到最佳经济效益 钻压和转速的乘积与消耗功率成正比机械输出功率只能基 本保持一个常值在一般情况下首先要保证钻压然后再调整 转速 强烈振动会造成功率消耗增加岩芯质量降低钻头大量消 耗是金刚石钻进的大忌调整钻压与转速是消除强烈振动的措 施之一 钻压与转速还间接与泵量与泵压有联系加大钻压与转速的 同时也应增大泵量与泵压 泵量与泵压如果一切外界条件不变则增大泵量就要增大 泵压在实际生产中二者都要保持在一定范围这需要调整钻 具结构钻头水口的数量与大小扩孔器形状与规格等 钻压的调整 钻头破碎岩石无论采用何种形式都必须加以一定的钻压钻 压的大小应根据岩石的硬度钻头唇面积金刚石的粒度品级 数量等进行选择表镶钻头按每粒金刚石压力为计算 在坚硬完整岩层金刚石品级高颗粒大应用较高钻压钻进 过程中随着金刚石尖棱的磨钝钻压应逐渐加大孕镶钻头按 单位面积钻压计算 高转速钻进可以取得高的经济效益而且质量好消耗少因 此钻进中应该加以足够的钻压但是水利水电钻探多为浅孔钻 进中加大钻压往往使钻机被顶起来为解决这种情况应在钻场 上增加重量的办法比如采用钻架压住钻场钻杆套管或其他 重物堆放在钻机两侧等措施 钻压的计算应以称重表和钻压表来进行目前一些机组 的钻机钻压表都是坏的也不及时修理这是不允许的 钻压在计算时要考虑加入其损失值如钻杆受力弯曲而在 孔壁消耗的摩擦力每百米约为孔深后不再增加又 如冲洗液压力对孔底的反作用力使钻压损失约为这个作 用力往往使孔深在以内倒杆时引起钻具自动漂起 钻压过小会导致钻速过低钻头晃动使金刚石出刃被打光 出现孔壁变大岩芯变细的现象 转速的调整 钻头的转速与钻进效率有着直接的关系在一定范围内转速 愈高效率也愈高但是转速的提高又受到功率钻具强度和振动 等的限制应适当提高转速 金刚石在高速运动下破碎岩石由于岩石结构的不均匀性必 然产生冲击作用这种冲击力有利于破碎岩石但也有害于钻头 和钻具随着转速的增加这种冲击力也随之增加最后可导致 剧烈振动而引起孔内事故 钻头的转速应根据岩石物理力学性质和钻头直径进行选择通常 可以按钻头的外侧线速度进行计算表镶金刚石钻头的线速度范围为 孕镶金刚石钻头为 泵量与泵压的调整 从排除岩粉的观点来看泵量愈大愈好钻速高时所产生 的岩粉粗而多为避免岩粉的二次破碎而影响时效质量和成本 所以应当选用较大的冲洗液量但在孕镶金刚石钻进时金刚石 要保持一定的自锐性这与孔底岩粉的多少有一定的联系孔底 岩粉少自锐性就差所以泵量太大也是不可取的 在泵量不变的条件下泵压与水口水槽的截面积成反比理 论研究表明钻头内外侧保持约的压差可保持水口处 的冲洗液流速并保证部分冲洗液流过金刚石刃部从而迅速带 走岩粉并润滑和冷却金刚石水口太大会使钻头内外冲洗液压 差减少水口过小会影响冲洗液泵量和泵压所以钻头水口要随 着钻头的磨损而修整水口高应保持 金刚石钻进时泵压损失较大一般情况下管路钻具 和钻头的泵压损失约孔深每增加泵压损失 增大孔深以内的钻孔泵压为 钻进技术要求 钻机应具备足够的扭矩变速范围和升降能力金刚石钻 进必须选用稳定性好变速范围大的液压给进钻机并配备孔底 压力表转速表扭矩表目前市场上钻机种类齐全完全满 足钻探需求 对钻场用泵强调采用变量泥浆泵和小型泥浆搅拌机这是 从钻场能采用任意种类的冲洗液并对提高质量和有利生产而考 虑的 为使孔底泵量不足时能迅速灵敏地反映到地面仪表上来规 程提倡用变量泥浆泵调节流量由于容积泵的泵量在调好后是固 定不变的全部泵量送入孔底冲洗液循环管路中堵塞或破裂的 变化会可靠而灵敏地反映在泵压的变化上 钻杆锁接头处安装密封圈的优点压水试验时钻杆接头不 需密封钻杆锁接头不漏水防止烧钻事故的发生 原规程有钻杆级配选择表在实际工作中很难做到故 删除钻杆级配的问题各单位根据实际情况采取技术措施处理 金刚石钻进要避免钻具发生剧烈振动为改善钻具的稳定 性最主要的措施是采用乳化冲洗液这一点已被公认为金刚石 钻进的成败关键 钻头打滑的防止所谓钻头打滑是指在坚硬而研磨性小 的岩层中钻进时金刚石钻头的刃部被打光磨平金刚石不再破 碎岩石和产生岩粉从而破坏了金刚石的自锐功能的情况此时 钻头不进尺孔内无岩粉也不会发生烧钻事故 防止钻头打滑的措施是基于三个方面的原理制定的增大 金刚石刃部对岩石的破碎作用力包括增大钻压提高金刚石品 级减少金刚石数量和面积等提高金刚石的自锐性或加以磨 锐包括改变泵量改变胎体性能冲洗液中加以研磨颗粒及用 砂轮片磨锐等改变切削具破碎岩石的方式目前主要是采用 孔底冲击回转钻进这是充分利用岩石抗压强度高而抗冲击强度 低这种特性从而保持切削具的破岩能力 本款规定金刚石钻进浅孔时禁止不停钻倒杆这是 因为目前进行的所谓不停钻倒杆都是在无加压情况下进行的浅 孔在不停钻倒杆时产生钻具漂起而造成堵塞或脱落岩芯的情况 防止孔壁掉块和探头石的理论依据是压力平衡理论小 口径金刚石钻进由于钻具与孔壁间隙小起钻时会产生一个抽 力即在钻头下产生一个低压区所以增大这个间隙降低起钻 速度都能起到很好保护孔壁的作用 绳索取芯钻探 绳索取芯钻进是一种比较先进的钻探工艺它可以使起钻 间隔延长从而缩短辅助时间这种优点在深孔时表现得特别明 显由于技术的进步解决了水利水电工程绳索取芯钻进不提钻 压水问题在水利水电工程钻探中被推广应用 绳索取芯的钻头壁厚从而钻压要相应加大所以在坚硬岩 层中最好不用应该采用普通钻进方法为了提高取芯质量应 限制一次进尺的长度尤其在破碎带和软弱夹层因岩芯堵塞没 有及时起钻而影响岩芯质量绳索取芯可以随时捞取岩芯从而 提高了取芯质量 绳索取芯钻进中内管到位报讯十分重要目前是通过泵压 变化来判断投入内管后立即往钻杆内泵入冲洗液会产生 的泵压增值操作人员只要加以注意是可以 不出现差错的 已研制成功绳索取芯气压栓塞可以从钻杆下入孔内进行 压水试验而无需起出钻具 绳索取芯钻进起钻时必须先起出内管起钻时抽吸力小 对稳定孔壁有利所以适应破碎地层钻进在孔壁很不稳定条件 下还可以在起钻前灌注水泥浆封孔 空气潜孔锤钻探 一般规定 近几年来空气潜孔锤钻进在工程施工中广泛应用三峡水 电站工程锚索锚杆孔工作量有几十万米现在潜孔锤种类完全 满足钻进工艺要求例如在碎石层中同步跟管钻进等钻具都已商 品化完全能满足规程中砂砾石层基岩钻进要求因为潜孔锤 目前取芯钻进岩芯采取率一般只能达到左右而且多呈碎块 状所以规程规定在特殊情况下技术项目负责人同意可以用于 工程勘察钻进 潜孔锤活塞在汽缸内高速往复运动必须给潜孔锤润滑 最好在气路中安装注油器这样就使润滑油不断地被风带入潜孔 锤汽缸内其注油量大小可调节但我们目前进行潜孔锤钻进时 一般无此装置其注油方法采用从钻杆内孔倒入定期润滑润 滑效果差导致潜孔锤磨损快冲击功降低为此规程规定用注 油器连续润滑润滑油夏季选用号机械油冬季选用号 号机械油 钻进参数的选择 首先要保证潜孔锤正常工作所需要的风量风压 风压高风量大则潜孔锤频率高冲击功也大因而破岩效率也 高风压增加钻进效率成正比增加风压从提高到 时钻进效率可增加一倍 潜孔锤钻进轴向压力与回转钻进轴向压力要求不同前者 靠冲击载荷破碎岩石回转钻进靠压力切入岩石潜孔锤钻进轴 向压力作用主要是为了克服潜孔锤在活塞下行时在汽缸内所产生 的向上推举力其次还要对钻头施加一定的压力以保证冲击功 有效传递给钻头进行破碎岩石禁止钻头弹跳岩石坚硬应增 大钻压 钻头转速仅仅是为了改变碎岩的位置和排粉效果因此合 理的转速应保证在最优的冲击碎岩的破碎区外并能保证两破碎 区相连防止岩墙产生美国水井学会康伯尔认 为潜孔锤旋转存在着最优转角其值为规程中规定的转数 采用了此项研究成果 转数过低压力过大不仅产生重复破碎影响钻进效率而 且钻头球齿也易发生冲入碎岩后的坑穴中造成回转困难使钻 头球齿损坏同样转数过高则不仅使冲击碎岩的作用减弱而 且造成钻头严重磨损在操作中必须防止上述现象的发生 钻进技术要求 回次终了时提出主动钻杆后关闭进气阀是为了防止潜孔 锤回灌即岩粉进入潜孔锤内卡死活塞使潜孔锤不能工作 水平孔钻进和同步跟管钻进是根据东北勘测设 计研究院在三峡永久船闸施工水平锚索孔和在黑河堆石坝同步跟 管钻进的经验编写的在三峡施工水平锚索孔共计个累计 工作量最大孔深最小孔斜率平均孔 斜率为在黑河堆石坝同步跟管钻进中采用了偏心式和同 心式同步跟管钻具套管采用厚壁管和套管 孔深共计钻孔个累计工作量 水上钻探 一般规定与钻场类型 钻场类型的选择水上钻场分漂浮式和架空式两类 漂浮式钻场以船和筏为主也包括浮箱与油桶等架空式钻 场则增加了平台式和桁架式两种水上平台较其他型式具 有很大的优点基本上不受航运的影响等除适应近海作业 外也可在大江大河进行工作其缺点是体积庞大搬迁 不易 桁架钻场既能用于陆上或山坡也能用于浅的水域和海滨相 当于固定式水上平台机动性和适应性比较好在水上构筑时其 立柱下端应增大面积以减小压力防止沉陷桁架也适用于构 筑钻场与岸坡相连接的桥梁俗称管桥 漂浮钻场 钻船吨位选择原规程中有钻船吨位选择表规定得不 严密故删除修订后根据实际工作负荷选择钻船河流水文情 况主要指水流流速水深流速大安全系数应大工作负荷应 包括给进油缸的提升能力其他形式的漂浮钻场载重量可参照此 条确定 冰上钻探 此条只适用于非车装钻机施工车装钻机施工应进行一些 调查研究确定冰层厚度和施工期 冰上钻探在接近解冻期最为危险应事先注意开江和冰层发 生碎裂的可能防止发生事故 冰冻期应根据历年水文资料和当地群众经验来确定 近海钻探 近海钻探应遵守当地海事管理部门的有关规定使 用的船只钻探平台应有合格证和有关部门颁发可以下水证明材 料对钻探海域使用船只平台和工作时间等应向当地海事管 理部门报告近海钻探是非常危险的工作应有专人负责收集气 象信息必须保证通信联络 大口径钻探 转速公式中是实测较优滚刀的每分钟转速滚刀转速 低影响钻进效率过高轴承和密封很快磨损 冲洗液和护壁堵漏 冲洗液 冲洗液除冷却和润滑钻头带走岩粉外还起到保护孔 壁和岩芯防止振动等多种作用根据岩层条件正确选用可以 获得较大的经济效益在灰岩和含钙镁离子高的地层钻进应选 用非离子或复合型润滑剂水利水电钻探要做压水试验故冲 洗液的使用受到限制泥浆只在不做压水试验的钻孔中使用而 无固相冲洗液如聚丙烯酰胺等对压水试验成果影响较小可以适 当选用 常用水解度的聚丙烯酰胺配制冲洗液 植物胶类冲洗液金刚石钻进用于卵砾石覆盖层也可用 于基岩复杂地层用植物胶作冲洗液取芯质量高在砂卵石覆 盖层和基岩破碎地层软弱夹层钻进岩芯采取率可达到 而且可取得原结构柱状岩芯植物胶品种很多根据实际 情况选用为水解聚丙烯酰胺代号 护壁堵漏 护壁堵漏在水电系统钻探中习惯采用水泥浆封堵和下 套管两种办法因为这两种办法效果显著原材料易于解决操 作简单 水泥浆液的灌注特别应保持水灰比的稳定如果中途 水分掺入使水泥浆被稀释则会延长待凝时间甚至不凝固 套管护壁最为普遍套管的管脚未作止水固定和套管连 接螺纹没有粘住会引起孔内套管事故 孔内事故预防和处理 一般事故是指比较容易处理的常见的孔内障碍例如掉 钻事故复杂事故是指难处理的孔内障碍例如钻头烧在孔底 不能提动的事故重大事故是指导至钻孔报废的孔内障碍 钻探质量 岩芯土样和水样的采取 取芯钻具的选择取芯钻具种类选择表基本不变仅对技 术参数和适应的范围作了调整表中所列钻具的构造可以从钻探 工具手册中查到基本上是定型的东西 将原状取土器分为两类是表明其完善程度有 一定的差别类取土器都是现在国际通用的高质量取土器 类取土器性能则相对较差但在合适的土质和操作条件下也 能取得好的效果考虑我国现状不可能硬性规定一律采用 类取土器而应允许在一定条件下采用类取土器厚壁取土 器原则上只能用于采取级或级以下的土样确有困难时也可 以用厚壁取土器原则上只能用于采得的级土样作为级土样 使用但事先应得到勘察技术负责人的认可 卡簧的内径不易测量准确配卡簧应采用试验的方法即 将卡簧套在相应钻头钻出的岩芯上用手可以轻轻推动者为合适 破碎地层提高取芯质量的措施是根据以下四点制定的 增大岩芯直径从而提高岩芯强度和允许岩芯周围有较多的剥 蚀量选挥合适的冲洗液选择单动双管钻具保护岩芯 冲洗液反循环使岩芯呈悬浮状态防止二次破碎 成都勘测设计院使用植物胶作冲洗液金刚石钻进取出了 软弱夹层原状岩芯本条第三款吸收了他们的经验 软弱夹层钻进取芯设计应从下述个方面去考虑 提高岩芯的抗扭断强度增大孔径和增大岩芯直径 改变夹层对岩芯的视倾角使缓倾角变成较大的倾角大于 套钻即先钻一个小孔插筋灌浆人为地提高岩心抗扭强度 然后套取岩芯 改善钻具的单动性能和同心度短钻具比长钻具同心 度和单动性要好尤其内管的抗弯曲强度提高内管与钻头之 间加扶正器不使内管晃动每钻都要对轴承部位清洗加油 防止岩芯堵塞不使内管受力弯曲而变成双动内管 涂润滑剂减小岩芯阻力堵塞报警不使内管受力超过规定 值超过时就报警起钻立轴增大行程实行不倒杆钻进因 为倒杆时往往提动钻具浅孔造成岩芯堵塞 提高钻具稳定性和减小钻头晃动提高冲洗液的润滑 性能足够的冲洗液量保持孔底岩粉量少调整参数不 产生剧烈振动 减少岩芯受破坏时间保持高速钻进缩短回次钻进 时间减少内管卡簧座与钻头的距离使岩芯在最短时间内进 入岩芯内管受到保护限制回次进尺 水样采取 乳化液或泥浆都会对水样产生严重的污染但严格地说清 水也影响水样的真实性也是一种污染所以对取水样钻孔要求 覆盖层钻进时不准加水基岩钻进时不可能不用冲洗液所以规 定在抽水后取水样 封孔与长期观测装置的安装 封闭钻孔方法深度小于的干孔可直接从孔口投入 稠水泥浆有水钻孔则必须下入导浆管管口距孔底距离应小于 然后用泵入法或注入法进行灌浆水灰比宜为 采用注入法进行灌浆时浆液升高到一定高度后可逐渐提起导 浆管但管脚不得超过浆液面 封闭堤防钻孔方法在砂层中每次回填的实际孔段长 不超过在粘土层中将粘土加工为直径的土球 并风干每次按钻孔高度理论容积量投入孔内并捣实依次 按要求回填至孔口即每次回填的实际段长控制在
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