浅析工程地质钻探施工

《浅析工程地质钻探施工》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、浅析工程地质钻探施工刘国柱陕西工程勘察研究院陕西西安710068摘要：本文作者通过对多年来的工程地质勘察外业施工工作的总结，在钻孔结构设计，钻进方法选择、钻探技术及操作方法等几个方面，提出个人的几点体会，供读者在工程实践中参考。关键词：工程；地质钻探；施工Abstract:Theauthorwouldliketosumupbyyearsofengineeringgeologicalsurveyandconstructionworkoutsidetheindustryraisedafewpersonalex

2、periencesinseveralaspectsofthedrillingstructuredesign,thechoiceofdrillingmethod,drillingtechnologyandmethodsofoperation,forreadersinreferencetothepracticeofengineering.Keywords:engineering;geologicaldrilling;construction中图分类号：P634文献标识码：A文章编号：2095-2104（201

3、2）1钻孔结构设计在实际施工作业中，既要考虑钻探的时效性，又要顾及经济性。在理想的条件下，要达到钻探施工成本和施工进度的最优化。因此在钻探工作开始之前。就需做出合理的钻孔结构设计。本文所指的钻孔结构设计，属于钻孔工艺范畴。流程上是以所钻区域岩层的物理力学性质、表面岩层厚度、水文地质条件、钻孔深度、终孔直径、所选钻进方法以及钻探设备等为依据，进行综合确定。对于稳定地层，应尽可能简化钻孔结构，减少换径次数。开孔穿过表面岩层或风化带钻入基岩3～5m，下入表层套管止水封固后，尽可能实现一径到底。在复杂地层，原则上

4、应尽可能采用泥浆、水泥浆和化学桨液护壁堵漏，在保证钻孔质量和安全钻进的前提下，力争少换杆，少下或不下套管，最大限度地简化钻孔结构，以提高钻进效率和降低钻探成本。2钻进方法选择目前对地层的钻进方法主要有：硬质合金钻进、钢粒钻进、牙轮钻进、金刚石钻进。这几种钻进方法各有优缺点和适应范围。2.1硬质合金钻进钻头切削刃具是片状硬质合金，适合钻凿2～6级的软质岩石。在6级以上的硬岩工况下，不宜采用。这是因为采用硬质合金钻进硬岩，与金刚石钻进相比，存在工效低，钻机振动幅度大，成孔质量差和综合钻孔成本高等缺陷。随着金刚

5、石钻头的普遍采用，硬质合金钻进必将越来越局限于软质岩石。2.2钢粒钻进钢粒钻进适应于中硬以上岩石，它是利用在钻进过程中不断地投入到孔底的钢粒来磨削岩石。其适应的岩石硬度情况与金刚石钻头差不多，但由于钻进效率低，最高的纯钻速仅50mm/h，功耗大，每米钻孔的综合成本反而高于金刚石钻进。目前，绝大部分熟悉金刚石钻头的施工者，基本上不再采用钢粒钻进这一相对落后的钻进手段。2.3牙轮钻进牙轮钻进对岩石硬度的适应范围广，特别是适合软至中硬的粒径不大于200mm的碎石土。一般采用的是小口径牙轮钻进（直径76mm、59

6、mm），用于不需要取芯的工程灌浆孔。与金刚石钻进相比，其钻速高出2倍以上。其缺点是成孔质量较差，易塌孔、卡钻，钻进需要有高的压力，轻便钻机由于机塔自重小，钻机难以给出很高的压力而效果不佳，由于牙轮钻进无法获取岩心，许多施工场合不允许采用。另外牙轮钻头本身的技术性能尚不够完善。目前，国内引进的小口径牙轮钻头使用寿命只有20～30m，且易掉轮，掉轮后很难打捞，往往造成废孔。2.4金刚石钻进金刚石钻进适合于6级以上的岩石。其特点是钻进效率高，成孔质量好，取得的岩芯光滑完整，且比任何其它钻进方法的取芯成功率高。对

7、于坚硬、致密、易出现打滑的地层，金刚石钻进如果选择钻头的品牌和产品胎体硬度不当，就有可能造成困难。对付这种岩层，一般制造厂家采取改变钻头胎体的几何形状结构等办法，比如将钻头刃部做成锯齿状或单双块形状。这样的措施可能带来钻头使用寿命不长，并且易出现碰损掉块等严重后果。3钻探技术及操作方法3.1钻进参数的调整钻进中的钻进推力（钻压）、转速和泵量（冲洗液量），通常称之为钻进的“三要素”。合理调控这三个参数，就可以控制钻进状态，取得良好的效果。调控的主要依据是钻头对岩石的切入量，其方便的度量办法是测量钻头每转的进

8、尺量。钻头对岩石的切入量（以下简称切入量）直接影响着孔底工作状态、孔底的功率消耗和金刚石、胎体的工作条件等。总之，钻头钻进时的切入量是钻进工艺的一个关键参数，调控钻进的效果好坏依此而定。如何合理的用好金刚石钻头，获得最优效益？通常我们对其钻进的要求为“定钻速”钻进（即定切入量钻进），可通过随时调节钻压和转速来获得。这是因为在岩石性质和所选用的钻头品质确定以后，即存在一个最优钻进速度。控制钻进的中心环节是通过调控钻压和转速达到优