CN117248822A - 青藏高原“一孔两用”钻探施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，包括以下步骤：根据地质要求，钻具一径成孔，采用单动双管取心和半合管取心相结合的取心技术，完成50m的水文钻探施工；在水文钻探结束，获取水文钻井相关参数后，接着开展水井钻探的施工，在水文孔中进行扩孔钻进至水井设计深度，然后完成成井工艺相关工作。本发明提高钻探效率大大缩短施工时间，节约施工成本；实现更深的钻探深度；采用而“一孔两用”技术可以减少钻探次数，降低对环境的影响；减少人力和机械的使用，降低能源的消耗，具有较好的节能环保效果。

Description

青藏高原“一孔两用”钻探施工方法

技术领域

本发明提供青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，属于钻探技术领域。

背景技术

在青藏高原海拔4300m-5100m的工作区，因地质调查工作的需要，需要开展水文钻探和水井钻探施工。

水文钻探的目的：获取地下水文地质信息，包括岩层性质、厚度、含水性、透水性等；了解地下水的分布、埋深、含水层特征以及水文地质条件等。

水井钻探的目的：获取地下水资源，满足人类生活、农业灌溉、工业生产等各个领域的用水需求。通过钻井，可以将水井钻入地下水层，取得可靠的地下水供应，是水资源可以持续利用。

水文钻探施工技术：

1.选择钻探设备。根据不同的地质条件和钻探深度要求，选择合适的钻探设备。常见的钻探设备包括回转钻机、冲击钻机、车载钻机等。根据需要选择适当的钻头和钻杆以适应地质条件。

2.钻进方法。根据水文钻探的目的和地质条件，选择合适的钻井方法，常见的钻井方法包绳索取心，单动双管钻进等方法。

3.钻探孔径和深度。根据水文钻探需求和地质条件，确定合适的钻探孔径和深度。一般来说，钻井孔径应满足相关规范要求，深度要根据需要钻至目标层或达到设计要求。

4.钻探工艺控制。在钻探施工过程中，需要控制好钻进速度、泵压、钻压等参数，以保证钻孔的质量和进展。适时进行孔壁稳定处理、唤醒土层、封孔等工艺控制，以避免钻孔塌陷和井壁破裂等问题。

5.取样和水位测定。在钻探过程中，根据需要进行取样和水位测定。通过取样分析地下水的水质，并将水位测定结果用于水文地质调查和地下水资源评估。

6.安全防护。在钻探施工中，重视安全防护工作。包括施工人员佩戴个人防护装备，加强现场安全教育和培训，设置必要的防护设施，确保施工安全。

水井钻探施工技术：

1.选择钻探设备。根据不同的地质条件和钻探深度要求，选择合适的钻探设备。

2.选择钻进方法。根据地质条件和钻探深度和井径要求，选择合适的钻井方法，常见的钻井方法有：冲击回转钻进，冲击钻进，气举反循环钻进，全面钻进等。

3.成井工艺。钻孔施工完成后，安装井内装置的施工工艺。包括测井、换浆、探井、下管、填砾、止水、洗井、抽水试验等工序。

4.安全防护。在钻探施工和成井施工时，重视安全防护工作。加强现场安全教育和培训，设置必要的防护设施，确保施工安全。

现有技术存在以下的缺点：

1.高原施工，海拔高、气候条恶劣件，工人员需要应对低氧环境、严寒、强风等极端天气条件采用单独施工钻孔技术，增加了工作的风险和困难。

2.青藏高原地质构造复杂，存在大规模的冰缘地貌、冻土地区、高原湖泊、高山峡谷等特殊地质现象，在采用单独施工钻孔技术时，需要各自的特殊的钻探设备和工艺来克服障碍，增加钻探装备数量，给工程施工增加负担。

3.由于地势复杂、交通不便，青藏高原的交通运输困难，尤其是在高原山区或高寒地区。采用单独施工钻孔技术，给钻探施工物资运输和设备调度带来了一定的挑战，增加了物资供应的难度和成本。

4.青藏高原地处边远地区，人力资源相对不足。在采用水井钻探施工中，需要熟悉高原环境和工艺的专业人员，但这样的专业人员相对稀缺，难以招募和培养，单独施工钻孔技术，增加了人力和技术成本。

5.生态环境保护要求高。青藏高原生态环境脆弱，对环境的保护要求较高。在采用单独施工钻孔技术时，容易对当地生态环境造成更大的污染和破坏。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，已达到以下的目标：

1.提高钻探效率。现在的水文和水井钻探是分别进行的，需要单独钻探两个孔，耗时且费力。而一孔两用技术将水文和水井钻探合二为一，通过一次钻探就可以同时获取水文和水井相关数据，极大地提高了钻探效率。

2.减少钻探成本。合并水文和水井钻探可以节约钻探设备、人力和时间等方面的成本。不仅节省了资源，还降低了操作复杂度，提高了经济效益。

3.水井钻孔深度增加：传统的水文和水井钻探为了满足各自的要求，需要钻探不同深度的孔。而“一孔两用”技术可以先进行水文钻孔的施工，在采取岩心或获取水文数据后，在该孔的基础上，用较大尺寸钻头进行继续钻进，由于在进行水文钻孔施工时已经取走一部分岩心，在进行第二次用大口径钻头钻进时，因土层量的减少，减小了钻进时的施工阻力，实现更深的钻井深度。

4.环保节能：传统的钻探方法需要进行多次钻探，这会对环境造成一定的影响。而“一孔两用”技术可以减少钻探次数，降低对环境的影响。同时，减少人力和机械的使用，降低能源的消耗，具有较好的节能环保效果。

本发明采取的具体技术方法为：

青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，包括以下步骤：

采用DPP-300车载钻机作为钻探设备，配有120KW发电机1台，0.8m³空压机机1台，φ50mm的钻杆70米，φ108mm钻具1根，φ111mm金刚石钻头2个；

根据地质要求，采用φ50mm的钻杆，φ108mm钻具一径成孔，采用单动双管取心和半合管取心相结合的取心技术，完成50m的水文钻探施工；

在水文钻探结束，获取水文钻井相关参数后，接着开展水井钻探的施工，采用φ50mm的钻杆连接φ311mm牙轮钻头在水文孔中进行扩孔钻进至水井设计深度，然后完成成井工艺相关工作。

与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益技术效果：

1.提高钻探效率大大缩短施工时间，节约施工成本。经实践，相比分别施工钻井在施工时间上节约50％，在成本上节约40％。

2.实现更深的钻探深度，相比单一的水井钻探施工，采用“一孔两用”的方法，在相同条件下，水井钻探可使井深提高10-15m。

3.环保；采用“一孔两用”技术可以减少钻探次数，降低对环境的影响。

4.节能；减少人力和机械的使用，降低能源的消耗，具有较好的节能环保效果。

具体实施方式

本实施例是在4300m-5100m的青藏高原工作区，因地质工作需要，需开展水文钻探施工和水井钻探施工作业，主要技术方案如下：

1.设备及附属管材

采用DPP-300车载钻机作为钻探设备，另配有120KW发电机1台，0.8m³空压机机1台，φ50mm的钻杆70米，φ108mm钻具1根，φ111mm金刚石钻头2个。

2.施工工艺

根据地质要求，采用φ50mm的钻杆，φ108mm钻具和φ111mm金刚石钻头一径成孔，采用单动双管取心和半合管取心相结合的取心技术，完成50m的水文钻探施工，在水文钻探结束，获取水文钻井相关参数；

接着开展水井钻探的施工，采用φ50mm的钻杆连接φ311mm牙轮钻头在水文孔中进行扩孔钻进至水井设计深度，然后完成成井工艺相关工作。

Claims (3)

1.青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据地质要求，钻具一径成孔，采用单动双管取心和半合管取心相结合的取心技术，完成50m的水文钻探施工；

在水文钻探结束，获取水文钻井相关参数后，接着开展水井钻探的施工，在水文孔中进行扩孔钻进至水井设计深度，然后完成成井工艺相关工作。

2.根据权利要求1所述的青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，其特征在于，采用DPP-300车载钻机作为钻探设备，配有120KW发电机1台，0.8m³空压机机1台，φ50mm的钻杆70米，φ108mm钻具1根，φ111mm金刚石钻头2个。

3.根据权利要求2所述的青藏高原“一孔两用”钻探施工方法，其特征在于，首先采用φ50mm的钻杆，φ108mm钻具和φ111mm金刚石钻头一径成孔；

水井钻探的施工，采用φ50mm的钻杆连接φ311mm牙轮钻头在水文孔中进行扩孔钻进至水井设计深度。