套管,潜孔锤复合性钻进工艺在河床卵砾石层中的应用VIP免费

～第19卷第3期吉林地质VoI．19，NO．3SeD1，200o文章编号：1001—2427(2000)030083—04套管、潜孔锤复合性钻进工艺在河床卵砾石层中的应用许厚材(长春科技掌■吉琳—长寡130026)摘要：在卵砾石层中钻进，采用常规钻进方法效果灾佳。本文介绍的采用套管钻进和潜孔锤钻进相结合的复合性钻进工艺，有效地解决了在卵砾石层中钻进的难题。葶．：三竺苎兰堂：姜篓；．毒竺苎芒三莘；盟!亘呈；水上施工中围分类号_菇西—i丽-—。～1工程概况钇遂2，乞“引松入长”工程是将松花江水引人长春市，以扭转长期以来长春市生产、生活严重缺水局面的工程。泵站的泵房设在江边，江心安设戽头。戽头与泵房之间铺设直径为2m的引水自流管线2根。为防止自流管线水中部分在排空时钢管浮起，采用固定带将钢管与河床锚固在一起。固定方法是在河床上打锚固桩，然后安装固定带。本工程设计锚杆孔共18对36根，孔径lOOmm，孔距lOm，孔深4～6m不等，钻孔在玄武岩中的长度不小于3m。由于在卵砾石层中钻进，我们采用了跟套管钻进和潜孔锤钻进相结合的钻进工艺，成功地解决了在卵砾石地层中钻进之难题。2工程地质情况施工区域内的地层自上而下分成卵砾石层、破碎裂隙发育的玄武岩及完整玄武岩层。(1)卵砾石层厚约15～2m，含砂量2O％，砾石平均粒径为4～400mm。(2)破碎、裂隙发育的玄武岩地层，厚约O．9m，含空洞，研磨性较差，可钻性较好但坍塌掉块严重。(3)完整致密隐晶质玄武岩，坚硬、研磨性极强，可钻性在8级以上。3套管潜孔锤钻进碎岩特点套营钻进过程中，套管在冲击器的带动下进行冲击回转钻进，在冲击器的冲击作用下收稿日期：1999—07—30：修订日期作者简介许厚材(L974一)，男2000—04—26江西赣州^，长春科技大学博士生维普资讯http://www.cqvip.com吉林地质2000年卵砾石分别进入套管和卵砾石层中，避免了常规钻进方法中因卵砾石坍塌而发生的孔内事故，同时也减少了岩石破碎量，破碎后的岩石一部分进人套管内，一部分被挤入卵砾石层中。由于潜孔锤碎岩方法，改变了传统回转方法的碎岩机理(切削，研磨，压裂)，在冲击器作功时产生了动载和应力集中，使可钻性、研磨性极强的卵石产生粗颗粒的体积破碎；由于潜孔锤在冲击回转钻进时，加有一定的轴向压力，这就有效的改善了冲击功的传递条件，加强了冲击效果；冲击器连续不断地对卵砾石施加冲击荷载，在碎岩过程中裂隙扩展可同时从很多薄弱的地方开始破坏，有助于压碎体和剪切体产生。加之在本工程中套管封闭隔绝了空气在卵石层的泄漏，在套管与钻具的间隙产生了高速上通气流(15．2m／s)，迅速将破碎后的岩屑排出孔外避免了重复的破碎。以上特点，决定了此种钻进工艺具有钻进效率高、钻孔质量好、孔内事故少、回次进尺长、纯钻进时间利用率高、钻孔成本低等优点。4设备工具的选择(1)动力头钻机：BTGJD一2型工程钻机钻孔直径(mm)：150终孔直径(mm)：110钻孔深度(m)：50给进行程(mm)：2000提升能力(kN)：9．8功率(马力)：15转速(r／min)：(正)：25、40、125、204(反)：25油缸加压(kN)：9．8油缸提升(kN)：24．5总重(kg)：1510给进方式：液压回转方式：动力头(2)空压机：L一12／7型压力：0．7MPa风量：120m3／mln(3)潜孔锤：WC一85型、WC一150型、GC一100型(4)送风管：038．1mm、050．89mm胶管(5)钻杆：073trim(6)套管：O127mm5施工工艺、技术特征5．1施工工艺根据施工要求，具体施工工艺如图1所示。维普资讯http://www.cqvip.com第3期许厚材：套管、潜孔锤复合性钻进工艺在河床卵砾石层中的应用855．J．1搭设水上作业平台采用扣件式脚手架，钢管为50mznX3．5ram。钢管立在河床面上，间距1m=水平面两层钢管，上层铺厚度为60ram的木板，为钻机作业面，下层起稳定作用，两层间距1．5m。钢管间用扣件连接。5．1．2套管钻进由于卵砾石及破碎玄武岩厚度较大，采用普通回转钻进，套管进尺慢，而且很难下人到稳定岩层。为此，将WC一150／GC一100型冲击器和套管连接起来．实施冲击回转钻进，套管选择直径为127ram的套管，根据卵砾层及破碎玄武岩厚度，其长度在6～10m不等，待套管钻人预计深度后(法兰盘在水面以上)将套管固定并将法兰盘卸开，取出冲击器。从而彻底解决了...