CN115929238B - 超深复杂覆盖层钻进取心工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水电水利工程钻探技术领域，具体涉及一种超深复杂覆盖层钻进取心工艺。本发明包括的步骤：钻前准备；开孔钻进，安装孔口管；采用比孔口管直径小的SDB系列钻具，根据钻具的大小，按照从大到小依次钻进取心，当大一径SDB钻具不能裸孔钻进时，下入套管，接着更换比套管小一径的SDB钻具继续钻进取心，下入套管，依次循环直至SDB钻具钻进至结构密实的覆盖层；更换绳索取芯钻具，按钻具的大小，从大到小依次钻进，将钻杆留在孔中作为套管，更换小一径绳索取心钻具继续钻进取心，依次循环直至钻进至终孔；物探测井；终孔处理；钻后处理。本发明将SDB钻具钻进工艺和绳索取心工艺相结合，用于超深复杂覆盖层钻进取心，能降低劳动强度，提高钻进效率。
Description
技术领域
本发明属于水电水利工程钻探技术领域，具体涉及一种超深复杂覆盖层钻进取心工艺。
背景技术
覆盖层是指经各种地质作用而堆积在基岩上的松散堆积物，其成因主要有冲积、残积、洪积、湖积、风积、崩坡积、泥石流堆积等。超深复杂覆盖层是指厚度超过300m，结构层次复杂、形态松散、组成成分多样、地下水分布及形态复杂的覆盖层。
水电水利行业在深厚覆盖层中对钻孔岩心采取率和岩心品质有严格要求，岩心采取率不低于85%，岩心品质要求保持地层原始状态（原状样）。目前，水电水利行业在松散细颗粒覆盖层中实现300m以上深度开展的钻探并采取近似原状样岩心（土样）钻进工艺是：采用SDB钻具，同时采用套管护壁，提钻取心。该钻进工艺钻进效率低，根据中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司开展的“超深复杂覆盖层钻探技术”研究成果：覆盖层深度370～570m，钻进工效约100m/台·月，护壁套管跟进深度200～320m。
石油勘探、地质矿产等资源勘探中，钻进油气地层或矿层深达2000m或以上，其覆盖层厚度深厚的情况也属常见，且钻进效率较高。但作为油气或矿产资源勘探，覆盖层一般为非矿层，在非矿层钻探中不需要采取岩心岩样，多采用全断面成井工艺快速穿过，采取固壁措施后，即开展下一段钻孔勘探。因此，石油勘探、地质矿产等资源勘探钻进工艺不能直接应用于水电水利工程勘探。
目前，绳索取心钻进工艺在水电水利行业中通常使用于完整性较好的基岩钻孔，可以达到超1000m的钻孔深度，但在覆盖层中钻进取心难以满足要求。在应用2016年中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司申请的发明专利“绳索取芯钻具”（专利公开号为CN206144501U）产品时，发现该绳索取心钻具适用范围有限，在实际应用中，常常出现绳索提取岩心时掉心、下放岩心管时不到位等现象，仅适用于结构密实的覆盖层。据查，国外尚未见超过300m覆盖层中应用绳索取心钻进实例或资料报告。由于超深复杂覆盖层结构形态松散、层次复杂，钻孔护壁、堵漏技术难度极大，取心质量难以保证。
中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司开展的“超深复杂覆盖层钻探技术”研究，主要采用SDB钻具提钻取心。首先是小口径钻具（SDB94）钻进取心，以确保岩心采取率和岩心品质，再采用大口径单管钻具（如Φ219mm、Φ172mm、Φ140mm、Φ114mm）扩孔跟进相应套管方式护壁。护壁采用厚壁套管，口径有Φ219mm、Φ172mm、Φ140mm、Φ114mm，跟进深度200～320m，其下剩余孔段采用SDB94、SDB76钻具祼孔钻进，钻进工效约100m/台·月，劳动强度高，钻进工效低，管材消耗大。
发明内容
本发明提供一种劳动强度低、钻进效率高的超深复杂覆盖层钻进取心工艺。
本发明采用的技术方案是：超深复杂覆盖层钻进取心工艺，包括如下步骤：
步骤一：进行钻前准备；
步骤二：开孔钻进，安装孔口管；
步骤三：采用比孔口管直径小的SDB系列钻具，根据钻具的大小，按照从大到小依次钻进取心：当大一径SDB钻具不能裸孔钻进时，下入套管，更换比套管小一径的SDB钻具继续钻进取心，下入套管，依次循环直至SDB钻具钻进至结构密实的覆盖层；
步骤四：更换绳索取芯钻具，按钻具的大小，从大到小依次钻进，将钻杆留在孔中作为套管，更换小一径绳索取心钻具继续钻进取心，依次循环直至钻进至终孔；
步骤五：物探测井；例如对孔内进行声波测试或者孔内电视；
步骤六：终孔处理；
步骤七：钻后处理。
进一步的是：步骤一中，钻前准备包括钻孔孔位测放、场地平整处理和设备安装。
进一步的是：步骤三中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，套管脚下至试验段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；结束后，将套管跟进至孔底。
进一步的是：步骤四中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，上提钻杆，将钻头提至试验段或测试段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；结束后，将钻杆钻头恢复至孔底。
进一步的是：步骤五中物探测井根据孔内套管起拔情况，采用自下而上分段测井方式进行。
进一步的是：步骤七中钻后处理包括设备拆卸转移和恢复钻场原貌。
本发明的有益效果是：第一、本发明将SDB钻具钻进工艺和绳索取心钻进工艺相结合，在钻孔上部采用SDB钻具钻进取心，下入或跟进相应口径的套管，一般2～3径套管跟进至150～200m即可。与背景技术提到的小口径取心、大口径扩孔的重复钻进相比，减小了套管跟进级数和深度，同时也降低了劳动强度，提高了钻进效率，管材消耗低。第二、本发明在钻孔下部，结构密实的覆盖层采用绳索取心钻具钻进至终孔，解决了绳索取心钻具易掉心、下放岩心管不到位的问题，也进一步降低了劳动强度，提高了钻进效率。
具体实施方式
本发明超深复杂覆盖层钻进取心工艺，包括如下步骤：
步骤一：进行钻前准备；
步骤二：开孔钻进，安装孔口管；
步骤三：采用比孔口管直径小的SDB系列钻具，根据钻具的大小，按照从大到小依次钻进取心：当大一径SDB钻具不能裸孔钻进时，下入套管，接着更换比套管小一径的SDB钻具继续钻进取心，下入套管，依次循环直至SDB钻具钻进至结构密实的覆盖层；
步骤四：更换绳索取芯钻具，按钻具的大小，从大到小依次钻进，将钻杆留在孔中作为套管，更换小一径绳索取心钻具继续钻进取心，依次循环直至钻进至终孔；
步骤五：对孔内进行声波测井或者孔内电视；
步骤六：终孔处理；
步骤七：钻后处理。
步骤一的钻前准备，通常包括钻孔孔位测放，钻场清理，钻场平整处理，钻具设备安装等步骤，该步骤是为正式钻孔做准备。
步骤二开孔钻进是为了安装孔口管，方便后续钻孔。当孔口管安装完成后，正式进行钻进取心工作，首先，采用比孔口管直径小的SDB系列钻具，根据钻具的大小，按照从大到小依次钻进取心；当大一径SDB钻具不能裸孔钻进时，下入套管，更换比套管小一径的SDB钻具继续钻进取心，下入套管，依次循环直至钻进至结构密实的覆盖层。
步骤三中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，套管脚下至试验段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；水文地质试验和工程地质测试结束后，将套管跟进至孔底。
步骤三之后，紧接着更换绳索取芯钻具，按钻具的大小，从大到小依次钻进，将钻杆留在孔中作为套管，然后更换小一径绳索取心钻具继续钻进取心，依次循环直至钻进至终孔，也即是进行步骤四。步骤四中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，上提钻杆，将钻头提至试验段或测试段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；结束后，仍将钻杆钻头恢复至孔底。
例如，孔口管直径Φ219mm，首先采用SDB172钻具钻进取心至不能裸孔钻进时，下入Φ168mm套管；若未钻进至结构密实的覆盖层，接着更换SDB150钻具钻进取心至不能祼钻进时，跟进Φ168mm套管或下入Φ140mm套管；若未钻进至结构密实的覆盖层，接着更换SDB110钻具钻进取心至不能祼钻进时，跟进Φ140mm套管或下入Φ114mm套管；直到钻进结构密实的覆盖层；若SDB110钻具钻进到结构密实的覆盖层，接着更换Φ96mm绳索取芯钻具钻进；若Φ96mm绳索取芯钻具未钻进至终孔，将Φ96mm绳索取芯钻具的钻杆作为套管留在孔内；然后更换Φ76mm绳索取芯钻具钻进，直至钻进至终孔。
步骤五的物探测井是利用相应的物探方法测试钻孔地层力学参数以及观察地层原始状态。与一般情况下物探测井不同，须根据孔内套管起拔情况，采用自下而上分段测井方式进行。
步骤六的终孔处理是指对钻孔采用水泥砂浆封孔。
步骤七的钻后处理是指将钻具等设备拆卸转移和恢复钻场原貌。
本发明将SDB钻具钻进工艺和绳索取心工艺相结合，在钻孔上部采用SDB钻具钻进取心，下入或跟进相应口径的套管，一般2～3径套管跟进至150～200m即可。与背景技术提到的小口径取心、大口径扩孔的重复钻进相比，减小了套管跟进级数和深度，同时也降低了劳动强度，提高了钻进效率，管材消耗低。本发明在钻孔下部，结构密实的覆盖层采用绳索取心钻具钻进至终孔，解决了绳索取心钻具易掉心、下放岩心管不到位的问题，也进一步降低了劳动强度，提高了钻进效率。
Claims (7)
1.超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：进行钻前准备；
步骤二：开孔钻进，安装孔口管；
步骤三：在钻孔上部，采用比孔口管直径小的SDB系列钻具，根据钻具的大小，按照从大到小依次钻进取心，下入或跟进相应口径的套管，2～3径套管跟进至150～200m：当大一径SDB钻具不能裸钻时，下入套管，更换比套管小一径的SDB钻具继续钻进取心，下入套管，依次循环直至SDB钻具钻进至结构密实的覆盖层；
步骤四：在钻孔下部，更换绳索取芯钻具，按钻具的大小，从大到小依次钻进，将钻杆留在孔中作为套管，更换小一径绳索取心钻具继续钻进取心，依次循环直至钻进至终孔；
步骤五：物探测井；
步骤六：终孔处理；
步骤七：钻后处理。
2.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤一中，钻前准备包括钻孔孔位测放、场地平整和设备安装。
3.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤三中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，套管脚下至试验段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；结束后，将套管跟进至孔底。
4.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤四中，该孔段有水文地质试验或工程地质测试时，上提钻杆，将钻头提至试验段或测试段顶部后，立即进行水文地质试验或工程地质测试；结束后，将钻杆钻头恢复至孔底。
5.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤五中，对孔内进行声波测试或者孔内电视。
6.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤五中，采用自下而上分段测井方式进行。
7.根据权利要求1所述的超深复杂覆盖层钻进取心工艺，其特征在于：步骤七中，钻后处理包括设备拆卸转移和恢复钻场原貌。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110905403A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-24 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种大口径地下水环境监测井的施工方法 |
| CN114809965A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-29 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 120m超深覆盖层钻取275mm级大直径原状样的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102235153B (zh) * | 2010-04-21 | 2013-06-05 | 四川省泸州市一三五岩土工程有限公司 | 一种在急倾斜地层中进行定向斜孔钻探的方法 |
| FR2981682B1 (fr) * | 2011-10-19 | 2013-12-27 | Ctic Sarl | Dispositif de forage de grand diametre |
| CN103603625B (zh) * | 2013-12-06 | 2017-04-26 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种套管取心钻具及套管取心钻进方法 |
| CN106677701B (zh) * | 2017-01-23 | 2018-08-17 | 珠海市英格尔特种钻探设备有限公司 | 一种基于绳索取心钻具的工程地质钻探施工方法 |
| CN107237323A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-10-10 | 中铁建大桥工程局集团第工程有限公司 | 大直径超厚卵石层成孔方法 |
| CN107939329B (zh) * | 2017-11-29 | 2020-08-14 | 贵州远东兄弟钻探有限公司 | 一种绳索取心钻杆的正反丝扣级配和钻进工艺方法 |
| US11313225B2 (en) * | 2020-08-27 | 2022-04-26 | Saudi Arabian Oil Company | Coring method and apparatus |
-
2023
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110905403A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-24 | 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 | 一种大口径地下水环境监测井的施工方法 |
| CN114809965A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-07-29 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 120m超深覆盖层钻取275mm级大直径原状样的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 对深孔大口径取心钻探工艺一些认识-以WFSD-2号孔0～897.66m段施工为例;秦沛;《探矿工程（岩石钻掘工程）》;20111130;第38卷(第11期);第7-13页 * |
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