大渡河流域水电站深厚覆盖层钻探取芯方法的探讨.docVIP

精品论文 参考文献 大渡河流域水电站深厚覆盖层钻探取芯方法的探讨 冯升学（成都水利水电建设有限责任工程公司，四川，成都，610072） 　　【摘 要】简介了大渡河流域深厚覆盖层钻进成孔工艺，SD 型钻具及SM 胶冲洗液在覆盖层钻进中提高取芯质量的应用，及钻进操作应注意的问题，为在类似的地质条件下钻探施工提供参考。 　　【关键词】深厚覆盖层钻进；取芯；SM植物胶；SD 钻具 　　1 概述随着我国的经济快速发展，对清洁能源的需求增大。现在，川西北的很多水电站选择在深厚覆盖层上建坝。因此，对覆盖层的研究要求比较全面、深入，给水电站钻探又带来了新的挑战。 　　大渡河干流规划22 个梯级水电站，目前已建成或正在建设中的水电站有瀑布沟、大岗山、黄金坪、长河坝、猴子岩及双江口等水电站。大渡河干流水深流急，河床中的钻孔只能在冬春之间的枯水期施工，河床覆盖层厚度达60～90m，有少数钻孔超过100m，其地层主要为砂卵石层、漂石，漂石最大粒径达2m 以上，其岩性多为花岗岩。钻孔质量要求较高，覆盖层的实际岩芯采取率不小于90%，岩芯要求具有较高完整性、原状性。 　　2 钻探工艺简介2.1 水上钻探平台水上钻探平台主要根据水深确定，水深大于4m 时，采用双铁驳船对称拼装移动式平台；水深小于4m 时，采用架管架设固定式平台，在同一条勘探线上，先架设靠岸的钻孔平台，然后向河心延伸，孔之间架设约2m 宽的水上便桥，供迁移设备及人员行走。 　　2.2 钻探设备及工具钻机：重探厂XY-2 型钻机；泵：衡探厂BW-150 型泥浆泵；取芯钻具： ZD-130型伸缩式、SD94 型、SD77 型单动双管钻具；套管：Phi;127 套管、Phi;168 套管；搅拌机。 　　2.3 成孔方法开孔时，先将套管打入覆盖层约0.5m,然后，采用金刚石单动双管钻具“掏心”钻进，钻进裸孔深大于下一次套管打入距离后,再打入套管，再“掏心”钻进, 钻进取芯rarr;打入套管rarr;清孔rarr;钻进取芯……如此循环至钻穿覆盖层。打入Phi;168 套管时，采用ZD-130 型钻具“掏心”钻进，当地层粒径不大时，也可采用SD94 型钻具钻进；打入Phi;127 套管时，采用SD94 型钻具“掏心”钻进。Phi;168 套管打入能力约30m深，Phi;127 套管打入能力约60m深度，抽水试验孔或覆盖层厚度大于60m 的钻孔，用Phi;168 套管开孔，须下入两级套管才能钻穿覆盖层。套管打入其底部漂石较大时，须用甘油炸药孔内爆破，炸碎漂石或将地层振松，再跟管护壁。 　　3 提高岩芯采取质量应注意的问题3.1 取芯钻具① SD 型钻具结构及性能SD 型钻具内管单动装置采用双级双头单动结构，提高了钻具单动性能，减少了岩芯机械破碎及磨损；内管采用半合管，覆盖层钻进退芯时，避免人为的破碎及分选，从而维持了岩芯的原状性；内管设置有单向阀结构，避免了冲洗液自内管上端向下冲刷、分选岩芯，也减少了岩芯堵塞；内管可使用半合管，也可用无缝管，保证了钻具能用于覆盖层钻进，也能用于基岩钻进。 　　② 钻具直径及长度的选择SD 型钻具系列有SD108 型、SD94 型及SD77 型三种，实践证明，大直径钻具比小径钻具岩芯采取率高，岩芯越粗，抗机械破碎及抗冲洗液冲刷能力越强。大渡河流域深厚覆盖层钻进，利用高强度、高抗磨能力的石油钻探Phi;127 钻杆做套管，套管内径Phi;108mm,因而，跟管“掏心”钻进广泛使用SD94 型钻具，现场使用表明，这一级钻具钻进岩芯采取率达到90%以上，满足了要求。而SD77型钻具只有在必须下Phi;89 普通套管等特殊情况下才用于覆盖层钻进。 　　SD 型钻具单动性能优越，但内管不能太长，长内管降低了钻具的单动性能。 大渡河流域深厚覆盖层钻进，SD 型钻具内管普遍使用半合管，半合管长度选择0.8～1m 为宜。 　　③ 钻头与卡簧及卡簧座的配合SD 型钻具取消了内管短节，采用卡簧座直接与内管连接。装配好的卡簧与卡簧座，卡簧自由活动范围应为8mm~12mm，卡簧在卡簧座锥体内上下活动、旋转感觉轻易。装配好的钻具在垂直吊起时卡簧座不得自由脱落,其与钻头内台阶的距离为3mm~5mm，应尽可能取小值。 　　④ 钻具的维护每回次使用前都要认真检查钻具的单动性能是否良好，丝扣连接是否牢固，半合管卡环是否牢固，卡簧在卡簧座内活动是否灵活与钻头配合是良好等。每次使用后应及时清洗干净、加润滑油；在移动时不能猛力拖拉或撞击，存放时要平直，不得重压，长装卸时要轻放。 　　3.2 SM 植物胶冲洗液① SM 植物胶提高岩芯采取率机理SM 植物胶冲洗液粘度比较高，配制时，粘度达60S 以上。高粘度的冲洗液钻进，能使液流更趋于层流状态，减少了冲洗液对岩芯冲刷、分选作用。SM 胶冲洗液具有一定的粘弹性，对岩