CN104005706B - 夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置及成孔方法 - Google Patents

夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置及成孔方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及漂移类岩石地质条件下的成孔，尤其涉及夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔。本发明在漂移类岩石区域采用大孔径套管钻进，在遇孤石及抛石时停止钻进，在大孔径套管内放入偏心冲击锤及钻杆，调整偏心锤姿态，使偏心锤处于偏心状态，利用偏心锤在漂移类岩石上开孔，因锤处于偏心状态，开孔孔经大于大套管孔径，大套管随偏心锤跟进抛石或孤石中。待全部穿越抛石或孤石后，调整偏心锤姿态，使偏心锤处于轴心状态，取出偏心锤及钻杆，大套管保持不变。然后逐节放入小套管，在全部放入小套管后取出大套管，开始正常钻进施工。本发明成功解决锚索穿越漂移类岩石的难题，可以适应多种特殊复杂地质条件。

Description

夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置及成孔方法
技术领域
本发明涉及漂移类岩石地质条件下的成孔，尤其涉及夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔。
背景技术
锚索遇到孤石等漂移类岩石成孔难度远大于单纯土层成孔及岩石中成孔。在漂移类岩石中成孔时如采用一般全套管钻进施工工艺，遇漂移类岩石无法钻进；如采用液压金刚石铣孔钻机，因铣孔后无法取出岩芯；如采用高压冲击锤成孔施工工艺，在冲击锤通过漂移类岩石到达土层后，套管无法跟进到土层。
为解决套管穿越漂移类岩石的施工难题，考虑采用大孔径铣孔钻头钻进、大孔径高压冲击钻头钻进等多种成孔工艺试验，均不能成功，分析原因主要为在大孔径成孔后需将大直径套管或冲击锤取出后再放入全套管钻进所需套管，在放入套管时因抛石移位或套管角度难以对准，套管仍无法穿越孤石或抛石区多。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置及成孔方法。本发明可以成功解决锚索穿越漂移类岩石的难题，可以适应多种特殊复杂地质条件。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置，它包括带有钻头的钻杆，所述钻杆端部设有一个可调节为偏心状态的冲击锤，钻杆和冲击锤外在开孔时设有大套管，该大套管外径大于设计孔径；按照设计孔径进行钻进时大套管替换为外径对应设计孔径的小套管。
所述的夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔方法，它包括下列步骤：
在漂移类岩石区域采用所述大套管钻进，在遇孤石及抛石时停止钻进；
在大套管内放入冲击锤及钻杆，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于偏心状态，利用偏心的冲击锤在漂移类岩石上开孔，此时，开孔孔经大于大套管孔径，大套管随偏心的冲击锤跟进抛石或孤石中；
待全部穿越抛石或孤石后，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于轴心状态，取出冲击锤及钻杆，大套管保持不变；
逐节放入小套管，在全部放入小套管后取出大套管，开始正常钻进施工。
本发明基本原理如下：在漂移类岩石区域采用大孔径套管钻进，在遇孤石及抛石时停止钻进，在大孔径套管内放入偏心冲击锤及钻杆，调整偏心锤姿态，使偏心锤处于偏心状态，利用偏心锤在漂移类岩石上开孔，因锤处于偏心状态，开孔孔经大于大套管孔径，大套管随偏心锤跟进抛石或孤石中。待全部穿越抛石或孤石后，调整偏心锤姿态，使偏心锤处于轴心状态，取出偏心锤及钻杆，大套管保持不变。然后逐节放入小套管，在全部放入小套管后取出大套管，开始正常钻进施工。
本发明的装置和方法使用方便，实用性强，运行准确，且安全可靠，实现了锚索在各种复杂地质条件下，尤其是在软弱土层及漂移类岩石共存的特殊复杂等地质条件下的成孔作业，解决了锚索穿越漂移类岩石无法成孔的难题，可以适应多种特殊复杂地质条件。
附图说明
下面结合附图，对本发明作进一步的说明：
图1为所述成孔装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置，它包括带有钻头4的钻杆1，所述钻杆1端部设有一个可调节为偏心状态的冲击锤2，钻杆和冲击锤2外在开孔时设有大套管3，该大套管外径大于设计孔径；按照设计孔径进行钻进时大套管替换为外径对应设计孔径的小套管（图中未能明示）。
所述的夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔方法，它包括下列步骤：
在漂移类岩石区域采用所述大套管钻进，在遇孤石及抛石5时停止钻进；
在大套管内放入冲击锤及钻杆，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于偏心状态，利用偏心的冲击锤在漂移类岩石上开孔，此时，开孔孔经大于大套管孔径，大套管随偏心的冲击锤跟进抛石或孤石中；
待全部穿越抛石或孤石后，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于轴心状态，取出冲击锤及钻杆，大套管保持不变；
逐节放入小套管，在全部放入小套管后取出大套管，开始正常钻进施工。

Claims (2)

1.一种夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置，它包括带有钻头的钻杆，其特征在于，所述钻杆端部设有一个可调节为偏心状态的冲击锤，钻杆和冲击锤外在开孔时设有大套管，该大套管外径大于设计孔径；按照设计孔径进行钻进时大套管替换为外径对应设计孔径的小套管。
2.一种根据权利要求1所述的夹含多层漂移类岩石的软弱土层成孔装置的成孔方法，其特征是：它包括下列步骤
在漂移类岩石区域采用所述大套管钻进，在遇孤石或抛石时停止钻进；
在大套管内放入冲击锤及钻杆，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于偏心状态，利用偏心的冲击锤在漂移类岩石上开孔，此时，开孔孔径大于大套管孔径，大套管随偏心的冲击锤跟进抛石或孤石中；
待全部穿越抛石或孤石后，调整冲击锤姿态，使冲击锤处于轴心状态，取出冲击锤及钻杆，大套管保持不变；
逐节放入小套管，在全部放入小套管后取出大套管，开始正常钻进施工。
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