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[摘 要]洪屏抽水蓄能水电站上库库盆钻探项目，设计孔深120m，钻孔倾角60°，在水电行业如此斜孔给钻探设备和钻探技术提出了很高要求。本文主要介绍了钻探设备的选择、设备安装、钻探工艺措施。及覆盖层中补充压水试验。
[关键词]抽水 钻探工业
中图分类号：TU345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0133-01
一.概述
1、钻孔目的
洪屏抽水蓄能水电站上水库产生渗漏的水文地质条件主要是受断层的发育情况和性质控制，是设计防渗型式和防渗范围的依据，为了查明上水库库盆内断层的渗漏和连通情况，特布置60度斜孔。
2、技术要求
严格按钻探规程及工作大纲的要求进行，回次进尺控制在2m以内，第四系全新统土层采用干钻或小水量跟管钻进。土层平均采取率≧85﹪，基岩强风化层平均采取率≧70﹪，弱风化层平均采取率≧85﹪，微风化层平均采取率≧95﹪。钻孔在野外作业结束后，采用粘性土回填。终孔口径：φ91mm。在覆盖层和强风化岩层中要采取合适的办法了解上水库库盆的透水率。
二、钻孔场地的处理
为了保证钻机在钻进中的平稳性， 并且能够使钻机稳定加压，采用混凝土浇筑地基的方式，将钻机固定在混凝土底座中预埋的固定螺栓上，注意在混凝土浇筑过程中一定要保证浇筑地基的水平。
三、设备选择
钻机：杭钻SGZ-ⅢA
水泵：BW150变量泵
脚架：采用简易四脚架，φ89mm钢管为主要材料，安装主副滑轮。
四脚架安装：滑车采用主副双滑轮，四脚架安装好后先不要完全固定，在钻进几个回次后，再根据现场及地质情况，对四角架进行调整后将其固定牢固。
在斜孔钻进过程中，起下钻劳动强度大、时间长，由于钻孔位置与地面有一定角度（60）在拧卸钻杆时，钻杆要与钻孔要保持在同一直线上，否则钻杆将不易被拧卸，因此需要计算出钻塔主滑车到地面的高度，钻孔到副滑车水平距离为3米，主滑车到地面的高度为5.2米。但当高度为5.2米时，钻杆与钢丝绳在同一条直线上钢丝绳将会紧绷，很难将钻杆拧入或卸出，应让主滑车高出1.2米。
四、钻探工艺
1、在钻进时首先要先确定钻孔结构，合理的钻孔结构对提高钻进效率具有很重要的作用。开孔时应采用大口径开孔，避免开孔就偏斜而进行扩孔，因为在斜孔中扩孔具有较高难度，容易将钻孔扩歪掉。
开孔用直径为φ150mm的硬质合金钻头，钻至强风化层后下入φ146mm套管，然后用φ130mm的金刚石钻头钻至完整基岩，然后下入φ127 mm套管后，用φ110mm金刚石钻头钻进1.5～2米，再用φ91mm金剛石钻头钻至终孔（如果在φ127mm孔径下直接用φ91mm钻进，容易使孔歪掉，采用φ110mm钻头钻进起一定的导向作用）。
2、在钻进强风化岩层过程中，遇到易冲蚀地层，采用传统的双管单动钻具通水时即将岩心全部冲刷掉，导致采取率低甚至没有岩心。由于钻孔要做压水试验，不允许采用植物胶等冲洗液，而用干钻方法，每次只能钻进几十公分，费时费力效率低，采用新加工双管双动钻具效果较理想，采取率可达到百分九十以上。双管双动钻具结构如图1
1——回水孔；2——双管接头；3——球阀；4——阀座；
5——外管；6——内管；7、8——内、外硬质合金钻头；
9——送水孔；
岩心管长度视地层情况而定，一般长度为1～2m。外管硬质合金钻头一般无内出刃，内管钻头水口较小，内外钻头差距按地层情况而定，一般差距为30～50mm。岩层越松软，胶结性越差，差距应越大，反之则越小。
工作原理：钻进过程中，内外钻头同时转动切削岩石，水由钻杆经双管接头上的送水孔进入内外管之间的环状间隙流至孔底，到达孔底后在沿外管和孔壁之间的间隙上返至地表，避免了对岩心的直接冲刷。内管中的水，经双管接头上的回水孔流到钻具外，与孔底上返的水一起返回地表。当岩心进入内管后，水由于受到挤压而冲开止逆球阀，由于止逆阀的存在，隔离了上部水柱并防止了静水压力对岩心的作用，缓和了磨损，避免了提钻时压脱岩心。
在基岩钻进过程中，泵压、泵量起着重要作用，泵压要控制在<0.5MPa，泵量在能够满足冷却钻头、携带岩粉的前提下，尽可能采用小的泵量，以使钻头能够充分的出刃，提高钻进效率。也可以在下钻前用锉刀敲打钻头或用硫酸浸泡钻头使其出刃。
在斜孔钻进中，压力过大往往造成岩心堵塞，由于钻具倾斜，钻头下半部受力大，且孔底岩粉多使岩心变的粗细不一。斜孔中岩心与直孔中岩心不同，斜孔岩心不是竖直重量作用在孔底，而是倾斜靠在钻具内管上，容易堵塞，需起钻而降低钻进效率。所以在钻进中，一定要控制钻压平稳，且不要轻易的上下提动钻具，而造成回次进尺少，增加辅助时间。
3、钻进参数
（1）钻压.在钻进过程采用稳定加压的方法，保持钻机在钻进过程中的平稳。
（2）转速.在覆盖层、破碎层和强风化岩层中钻进应采用低转速128～200r/min，在完整基岩中采用较高转速，在斜孔钻进中机器负荷很大，不宜采用过高转速，300～500 r/min即可。
（3）泵量.在钻进过程中采用小泵量20～30L/min，只要能满足冷却钻头和携带岩粉即可。
五、补充压水试验
在覆盖层和强风化基岩层中，单纯通过注水试验不能完全判断和了解上水库库盆的透水率，因此，在覆盖层和强风化基岩需要做补充压水试验。
对于孔径为φ150mm-φ130mm段，由于现场没有这种型号的止水栓塞，既使用这种栓塞效果也不一定好。经讨论，决定在做压水试验时采用一种特制止水工具进行止水。止水工具如图2
压水试验过程为从下向上，先将套管拔出一个试验段，在两个挡片之间缠上几层海带后放入试验段位置，等待2-3个小时，待海带完全膨胀后再投入些粘土、碎石等将海带和孔壁之间的空隙填满，然后灌入水泥，封到大约2-3米位置。待这段试验做完后将水龙头钻杆移开，顺着钻杆投入一钢珠，使钢珠落到有较小内径的接头上，将水眼堵死，起到溢流阀作用，将这一试验段隔绝，然后将所有钻杆返掉。
在一段压水试验做完后，将套管拔到下个试验段。下入另一个止水设备，重复上面步骤，直到做完所有段压水试验。
六、注意事项：
1、在斜孔钻进中，钻孔很容易弯曲，可采用较长的钻具以减小其弯曲的可能。
2、由于钻杆在孔内与孔壁震荡激烈，因此磨损较大，所以要颠倒次序使用钻杆。
3、在起下钻过程中，要平稳起下钻具。
参考文献
[1]马锁柱.钻探工程技术[M].黄河水利出版社，2009.12.1.
[2]汤凤林.岩心钻探学[M].中国地质大学出版社，2009.10.1.
[3]王扶志.地质工程钻探工艺与技术[M].中南大学出版社，2008.8.1.
作者简介
霍达.（1983—）男 籍贯：河北安国市 学历：本科 职称：助工 从事工作 ：水电勘察。
[关键词]抽水 钻探工业
中图分类号：TU345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0133-01
一.概述
1、钻孔目的
洪屏抽水蓄能水电站上水库产生渗漏的水文地质条件主要是受断层的发育情况和性质控制，是设计防渗型式和防渗范围的依据，为了查明上水库库盆内断层的渗漏和连通情况，特布置60度斜孔。
2、技术要求
严格按钻探规程及工作大纲的要求进行，回次进尺控制在2m以内，第四系全新统土层采用干钻或小水量跟管钻进。土层平均采取率≧85﹪，基岩强风化层平均采取率≧70﹪，弱风化层平均采取率≧85﹪，微风化层平均采取率≧95﹪。钻孔在野外作业结束后，采用粘性土回填。终孔口径：φ91mm。在覆盖层和强风化岩层中要采取合适的办法了解上水库库盆的透水率。
二、钻孔场地的处理
为了保证钻机在钻进中的平稳性， 并且能够使钻机稳定加压，采用混凝土浇筑地基的方式，将钻机固定在混凝土底座中预埋的固定螺栓上，注意在混凝土浇筑过程中一定要保证浇筑地基的水平。
三、设备选择
钻机：杭钻SGZ-ⅢA
水泵：BW150变量泵
脚架：采用简易四脚架，φ89mm钢管为主要材料，安装主副滑轮。
四脚架安装：滑车采用主副双滑轮，四脚架安装好后先不要完全固定，在钻进几个回次后，再根据现场及地质情况，对四角架进行调整后将其固定牢固。
在斜孔钻进过程中，起下钻劳动强度大、时间长，由于钻孔位置与地面有一定角度（60）在拧卸钻杆时，钻杆要与钻孔要保持在同一直线上，否则钻杆将不易被拧卸，因此需要计算出钻塔主滑车到地面的高度，钻孔到副滑车水平距离为3米，主滑车到地面的高度为5.2米。但当高度为5.2米时，钻杆与钢丝绳在同一条直线上钢丝绳将会紧绷，很难将钻杆拧入或卸出，应让主滑车高出1.2米。
四、钻探工艺
1、在钻进时首先要先确定钻孔结构，合理的钻孔结构对提高钻进效率具有很重要的作用。开孔时应采用大口径开孔，避免开孔就偏斜而进行扩孔，因为在斜孔中扩孔具有较高难度，容易将钻孔扩歪掉。
开孔用直径为φ150mm的硬质合金钻头，钻至强风化层后下入φ146mm套管，然后用φ130mm的金刚石钻头钻至完整基岩，然后下入φ127 mm套管后，用φ110mm金刚石钻头钻进1.5～2米，再用φ91mm金剛石钻头钻至终孔（如果在φ127mm孔径下直接用φ91mm钻进，容易使孔歪掉，采用φ110mm钻头钻进起一定的导向作用）。
2、在钻进强风化岩层过程中，遇到易冲蚀地层，采用传统的双管单动钻具通水时即将岩心全部冲刷掉，导致采取率低甚至没有岩心。由于钻孔要做压水试验，不允许采用植物胶等冲洗液，而用干钻方法，每次只能钻进几十公分，费时费力效率低，采用新加工双管双动钻具效果较理想，采取率可达到百分九十以上。双管双动钻具结构如图1
1——回水孔；2——双管接头；3——球阀；4——阀座；
5——外管；6——内管；7、8——内、外硬质合金钻头；
9——送水孔；
岩心管长度视地层情况而定，一般长度为1～2m。外管硬质合金钻头一般无内出刃，内管钻头水口较小，内外钻头差距按地层情况而定，一般差距为30～50mm。岩层越松软，胶结性越差，差距应越大，反之则越小。
工作原理：钻进过程中，内外钻头同时转动切削岩石，水由钻杆经双管接头上的送水孔进入内外管之间的环状间隙流至孔底，到达孔底后在沿外管和孔壁之间的间隙上返至地表，避免了对岩心的直接冲刷。内管中的水，经双管接头上的回水孔流到钻具外，与孔底上返的水一起返回地表。当岩心进入内管后，水由于受到挤压而冲开止逆球阀，由于止逆阀的存在，隔离了上部水柱并防止了静水压力对岩心的作用，缓和了磨损，避免了提钻时压脱岩心。
在基岩钻进过程中，泵压、泵量起着重要作用，泵压要控制在<0.5MPa，泵量在能够满足冷却钻头、携带岩粉的前提下，尽可能采用小的泵量，以使钻头能够充分的出刃，提高钻进效率。也可以在下钻前用锉刀敲打钻头或用硫酸浸泡钻头使其出刃。
在斜孔钻进中，压力过大往往造成岩心堵塞，由于钻具倾斜，钻头下半部受力大，且孔底岩粉多使岩心变的粗细不一。斜孔中岩心与直孔中岩心不同，斜孔岩心不是竖直重量作用在孔底，而是倾斜靠在钻具内管上，容易堵塞，需起钻而降低钻进效率。所以在钻进中，一定要控制钻压平稳，且不要轻易的上下提动钻具，而造成回次进尺少，增加辅助时间。
3、钻进参数
（1）钻压.在钻进过程采用稳定加压的方法，保持钻机在钻进过程中的平稳。
（2）转速.在覆盖层、破碎层和强风化岩层中钻进应采用低转速128～200r/min，在完整基岩中采用较高转速，在斜孔钻进中机器负荷很大，不宜采用过高转速，300～500 r/min即可。
（3）泵量.在钻进过程中采用小泵量20～30L/min，只要能满足冷却钻头和携带岩粉即可。
五、补充压水试验
在覆盖层和强风化基岩层中，单纯通过注水试验不能完全判断和了解上水库库盆的透水率，因此，在覆盖层和强风化基岩需要做补充压水试验。
对于孔径为φ150mm-φ130mm段，由于现场没有这种型号的止水栓塞，既使用这种栓塞效果也不一定好。经讨论，决定在做压水试验时采用一种特制止水工具进行止水。止水工具如图2
压水试验过程为从下向上，先将套管拔出一个试验段，在两个挡片之间缠上几层海带后放入试验段位置，等待2-3个小时，待海带完全膨胀后再投入些粘土、碎石等将海带和孔壁之间的空隙填满，然后灌入水泥，封到大约2-3米位置。待这段试验做完后将水龙头钻杆移开，顺着钻杆投入一钢珠，使钢珠落到有较小内径的接头上，将水眼堵死，起到溢流阀作用，将这一试验段隔绝，然后将所有钻杆返掉。
在一段压水试验做完后，将套管拔到下个试验段。下入另一个止水设备，重复上面步骤，直到做完所有段压水试验。
六、注意事项：
1、在斜孔钻进中，钻孔很容易弯曲，可采用较长的钻具以减小其弯曲的可能。
2、由于钻杆在孔内与孔壁震荡激烈，因此磨损较大，所以要颠倒次序使用钻杆。
3、在起下钻过程中，要平稳起下钻具。
参考文献
[1]马锁柱.钻探工程技术[M].黄河水利出版社，2009.12.1.
[2]汤凤林.岩心钻探学[M].中国地质大学出版社，2009.10.1.
[3]王扶志.地质工程钻探工艺与技术[M].中南大学出版社，2008.8.1.
作者简介
霍达.（1983—）男 籍贯：河北安国市 学历：本科 职称：助工 从事工作 ：水电勘察。