CN108412422A - 一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法,包括以下步骤：勘探地层、钻孔及安装止水管、管外止水、止水效果检查、清洗止水管、变径钻进。在开展土壤和地下水污染调查过程中，利用高精度的地球物理勘探方法(高密度电法技术和探地雷达技术)事先预判地层，划分隔水层(粘土层)和非隔水层(覆盖层和砂层)，以及各层的厚度，据此进行钻探工作并分步操作实施，本发明工艺简单，易于操作，便于实施，可实现防交叉污染钻进关键技术，大幅度提高调查精度和调查质量，达到安全、有效开展土壤和地下水污染调查的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻进方法，特别涉及一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法。
背景技术
在开展土壤和地下水污染调查过程中，进行钻孔钻探及取样工作时，往往是上部的污染随着钻孔钻进的循环介质和钻孔环状间隙通道下移到钻孔深处，污染其他未污染的地层或孔段，造成地层多层混合污染，导致污染范围增大，污染深度加深，污染程度增大，给调查、评估、监测、治理和修复增加很大难度，直接导致土壤和地下水污染调查精准性降低，不能正确评估水土污染源、污染途径、污染特点和污染程度以及污染范围，同时，对后续的污染修复和治理增加了太多不确定性，导致修复效率降低，修复时间延长，修复成本增加，甚至难以有效开展修复工作。土壤和地下水污染调查防交叉污染钻进是关键技术，到目前为止，这一关键技术一直未能从根本上有效解决，是长期困扰调查手段的一个难题，它严重制约着调查和评价的精度和质量，为此，设计本技术方案，突破污染调查钻进技术瓶颈，为土壤和地下水污染调查提供有效的技术支撑。
发明内容
本发明的目的是为解决现阶段土壤和地下水污染调查过程中的钻进技术无法有效防止污染物在各层中混串的问题，提供的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法。
一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、勘探地层
确定待调查的污染场地，利用地球物理勘探方法勘探并划分覆盖层、砂层、粘土层及各层的厚度，然后进行钻探准备工作；
二、钻孔及安装止水管
利用钻探钻具从地表面竖直向下进行钻进，钻具穿过覆盖层及砂层，直到钻头深入粘土层后停止钻进，取出钻具，下入止水管，将止水管下端深入到钻孔底部；
三、管外止水
首先在止水管与钻孔孔壁之间的环状间隙底部填入膨润土作为隔垫层，隔垫层厚度0.5-1m，然后在隔垫层上方灌注微膨胀抗渗水泥作为防渗层，灌注高度3-5m；
四、止水效果检查
当微膨胀抗渗水泥固结后，首先抽空止水管内的钻井液、泥浆等循环介质，然后采用水位压差法检验止水管的止水效果，确定止水有效后进行下一步，否则重复步骤三和步骤四，直到止水有效；
五、清洗止水管
对止水管内空间反复注水、抽水，置换3-6次，直至抽出的水与注入的水水质相同或基本相同时停止清洗；
六、变径钻进
止水管清洗完成后，在止水管与钻孔孔壁的环状间隙内填满回填土，换用小口径钻头深入止水管内继续向下钻进至目标深度，所述的小口径钻头的口径小于止水管的口径；
所述步骤一所述的地球物理勘探方法包括高密度电法技术和探地雷达技术；
所述步骤三所述的膨润土为直径15mm的钠质膨润土；
所述步骤三所述的微膨胀抗渗水泥为微膨胀油井水泥；
步骤四所述的水位压差法是指抽空止水管内液体介质，使止水管内外水位压差达到≥10m，30分钟后进行观测，如止水管外水位波动值＜0.1m，则止水有效。
本发明的工作原理：
在开展土壤和地下水污染调查过程中，利用高精度的地球物理勘探方法(高密度电法技术和探地雷达技术)事先预判地层，划分隔水层(粘土层)和非隔水层(覆盖层和砂层)，以及各层的厚度，据此进行钻探工作并分步操作实施。通过在止水管与钻孔孔壁之间的环状间隙底部填入膨润土作为隔垫层，在隔垫层上方灌注微膨胀抗渗水泥的方法，达到阻隔污染混串下移的目的，膨润土吸水膨胀固结，形成稳定的基础垫层，微膨胀抗渗水泥固结过程中产生小幅度膨胀，将止水管与钻孔孔壁之间的环状间隙密封，阻断地层污染从一层混串到另一层，防止地层交叉污染，通过对止水管内空间的钻井介质顶替置换数次，有效减少污染物，防止钻井介质中的污染物随着钻井介质污染其他地层，在第二次钻进过程中采用变小一级口径的钻头继续钻进至目的层深度，防止污染物在止水管末端渗入到下层。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，工艺简单，易于操作，便于实施，可实现防交叉污染钻进关键技术，大幅度提高调查精度和调查质量，达到安全、有效开展土壤和地下水污染调查的目的。
附图说明
图1为本发明步骤一、二的结构示意图。
图2为本发明步骤三、四、五的结构示意图。
图3为本发明步骤六的结构示意图。
1、覆盖层 2、砂层 3、粘土层 4、止水管
5、钻孔 6、隔垫层 7、防渗层 8、回填土。
具体实施方式
请参阅图1-图3所示：
本发明提供的土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，包括以下步骤：
一、勘探地层
确定待调查的污染场地，利用地球物理勘探方法，即高密度电法技术和探地雷达技术，勘探并划分覆盖层1、砂层2、粘土层3及各层的厚度，然后进行钻探准备工作；
二、钻孔及安装止水管
利用钻探钻具从地表面竖直向下进行钻进，钻具穿过覆盖层1及砂层2，直到钻头深入粘土层3达到4m后停止钻进，取出钻具，下入止水管4，将止水管4下端深入到钻孔5底部；
三、管外止水
首先在止水管4与钻孔5孔壁之间的环状间隙底部填入膨润土作为隔垫层6，隔垫层6厚度1m，然后在隔垫层6上方灌注微膨胀抗渗水泥作为防渗层7，灌注高度3m；
四、止水效果检查
当微膨胀抗渗水泥固结后，首先抽空止水管4内的钻井液、泥浆等循环介质，然后采用水位压差法检验止水管4的止水效果，确定止水有效后进行下一步，否则重复步骤三和步骤四，直到止水有效；
五、清洗止水管
对止水管4内空间反复注水、抽水，置换5次，直至抽出的水与注入的水水质相同或基本相同时停止清洗；
六、变径钻进
止水管4清洗完成后，在止水管4与钻孔5孔壁的环状间隙内填满回填土8，换用小口径钻头深入止水管4内继续向下钻进至目标深度，所述的小口径钻头的口径小于止水管4的口径。
所述步骤一中的地球物理勘探方法包括高密度电法技术和探地雷达技术。
所述步骤三中的膨润土为直径15mm、形状如杏核状的钠质膨润土。
所述步骤三中的微膨胀抗渗水泥为微膨胀油井水泥。
所述步骤四中的水位压差法是指抽空止水管内液体介质，使止水管内外水位压差达到≥10m，30分钟后进行观测，如止水管4外水位波动值＜0.1m，则止水有效。
Claims (5)
1.一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、勘探地层
确定待调查的污染场地，利用地球物理勘探方法，即高密度电法技术和探地雷达技术，勘探并划分覆盖层(1)、砂层(2)、粘土层(3)及各层的厚度，然后进行钻探准备工作；
二、钻孔及安装止水管
利用钻探钻具从地表面竖直向下进行钻进，钻具穿过覆盖层1及砂层(2)，直到钻头深入粘土层(3)后停止钻进，取出钻具，下入止水管(4)，将止水管(4)下端深入到钻孔(5)底部；
三、管外止水
首先在止水管(4)与钻孔(5)孔壁之间的环状间隙底部填入膨润土作为隔垫层(6)，隔垫层(6)厚度0.5-1m，然后在隔垫层(6)上方灌注微膨胀抗渗水泥作为防渗层(7)，灌注高度3-5m；
四、止水效果检查
当微膨胀抗渗水泥固结后，首先抽空止水管(4)内的钻井液、泥浆等循环介质，然后采用水位压差法检验止水管(4)的止水效果，确定止水有效后进行下一步，否则重复步骤三和步骤四，直到止水有效；
五、清洗止水管
对止水管(4)内空间反复注水、抽水，置换3-6次，直至抽出的水与注入的水水质相同或基本相同时停止清洗；
六、变径钻进
止水管(4)清洗完成后，在止水管(4)与钻孔(5)孔壁的环状间隙内填满回填土(8)，换用小口径钻头深入止水管(4)内继续向下钻进至目标深度，所述的小口径钻头的口径小于止水管(4)的口径。
2.根据权利要求1所述的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：所述步骤一中的地球物理勘探方法包括高密度电法技术和探地雷达技术。
3.根据权利要求1所述的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：所述步骤三中的膨润土为直径15mm、形状如杏核状的钠质膨润土。
4.根据权利要求1所述的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：所述步骤三中的微膨胀抗渗水泥为微膨胀油井水泥。
5.根据权利要求1所述的一种土壤和地下水污染调查防交叉污染的钻进方法，其特征在于：所述步骤四中的水位压差法是指抽空止水管内液体介质，使止水管内外水位压差达到≥10m，30分钟后进行观测，如止水管(4)外水位波动值＜0.1m，则止水有效。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180817 |