组合式钻探技术在水利水电深厚覆盖层钻探中的研究与应用

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:a5477011266
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随着国家对水利基建项目投资不断加大,水利项目逐渐增多,地质勘探工作也越来越多,实际施工中经常钻遇各种复杂地层,深厚覆盖层就是其中之一。目前,在我国部分地区,深厚覆盖层深达百米以上,且覆盖层分布规律无序,结构和级配变化大,常有粒径20~30cm的漂卵石,甚至有粒径1m以上的大孤石,架空现象严重,透水性强,层内夹有砂和淤泥。在这类地层钻进常存在冲洗液漏失严重、塌孔、套管跟进和起拔困难、孔故多、取芯率低和成本高等问题。   本文首先分析了目前深厚覆盖层钻进所采用的钢粒钻进、硬质合金结合孔内爆破击打套管跟进方法、植物胶金刚石钻进方法以及潜孔锤跟管钻进这几种方法的原理。结合作者本人实际生产经验,总结出这几种钻进方法的优缺点及钻进参数。在水利水电钻探中,钢粒钻进、硬质合金结合孔内爆破击打套管跟进钻进深厚覆盖层具有成本低的优点,但同时也存在取芯率低、随孔深增加套管跟进困难、孔故多等缺点;植物胶金刚石钻进具有取芯率高的优点,但在地层条件极其复杂,漏失严重的情况下,使用效果不理想,同时,成本相对较高;潜孔锤跟管钻进具有钻进和套管跟进同步进行的特点,钻进和套管跟进速度快,地层适应性强,但同时也存在取芯质量低或者不取芯的缺点。通过对比以上三种钻进方式,再根据水利水电勘探需要取芯、以及在孔内进行相关试验的特点,结合生产实际,为尽可能提高覆盖层取芯质量和钻进效率,降低孔故,将植物胶金刚石钻进技术与潜孔锤跟管钻进技术结合起来,利用植物胶金刚石钻进技术的高取芯率和潜孔锤跟管钻进的快速跟管优势,形成一种新的深厚覆盖层组合钻探技术。   本文在分析植物胶配方、植物胶金刚石钻进参数、钻具,空气潜孔锤跟管钻进原理、影响跟管深度因素、钻具结构、钻进参数等的基础上,结合作者单位实际设备和生产情况,采用植物胶金刚石钻进技术与偏心潜孔锤跟管钻进技术结合钻进深厚覆盖层。在大量的室内与室外试验的基础上,对钻进工艺、设备以及钻进参数进行优化组合。该组合钻探技术应用在单位实际生产项目中,较好的解决了深厚覆盖层中钻孔掉块、塌孔、卡钻、套管跟进速率慢、跟进困难等难题,取得了良好的效果。
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