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文档简介
T/CSRME049—2025覆盖层绳索取心钻探技术规程SpecificationforWirelin2025-01-25发布2025-03-01实施中国标准出版社中国标准出版社中国岩石力学与工程学会发布 12术语 2 34钻前准备 44.1一般规定 44.2钻孔结构设计 44.3设备器具与材料选择 54.4钻场准备与设备安装 75钻进作业 85.1一般规定 85.2钻进工艺 85.3钻孔冲洗与护壁堵漏 105.4孔斜控制 125.5孔内事故预防与处理 6取心与取样 6.1一般规定 6.3取样 7钻孔试验 7.1一般规定 7.2水文地质试验 V 8验收与成果整理 209安全与环保 21附录A钻探班报表 23附录B钻孔测斜记录表 24附录C钻探异常情况记录表 25附录D钻孔事故及处理记录表 26附录E钻孔岩心取心取样记录表 27附录F简易水文观测记录表 28附录G钻探验收记录表 29本规程用词说明 引用标准名录 条文说明 1 23Basicrequirements 3 4 44.2Designofboreholest 44.3Selectionofequipmentandmaterials 54.4Drillsitepreparation 7 8 8 5.5Preventionandhandlingofboreholeaccidents 7.2Hydrogeologicaltest 7.3In-situtesting 8Acceptanceandresultarrangement 8.1Generalprovisions 8.2Boreholeacceptance 8.3Resultarrangement 209Safetyandenvironmentalprotection 21AppendixADrillingshiftstatements 23AppendixBBoreholeinclinationrecordform 24AppendixCDrillinganomaliesrecordform 25AppendixDDrillingaccidentandhandlingrecordform 26AppendixEBoreholecoringrecordform 27AppendixFSimplehydrogeologicalobservationrecordform 28form 29Explanationofwordinginthisspecification 33Listofquotedstandards 34Explanationofprovisions 3511.0.1为规范覆盖层绳索取心钻探技术,做到质量可靠、技术先进、经济适用、安全环保,制定本规程。1.0.2本规程适用于工程勘察覆盖层绳索取心钻探。1.0.3覆盖层绳索取心钻探,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2赋存于基岩之上各种成因的第四纪堆积物。2.0.2绳索取心wirelinecoring利用带绳索的打捞器,以不提钻方式,经钻杆内取出岩心管的作业。2.0.3冲洗液drillingfluid具有冲洗孔底、冷却钻头、携带和悬浮钻屑、稳定孔壁、润滑钻具、传递流体动力和孔内信息等功能的介质。2.0.4低固相冲洗液lowsoliddrillingfluid含黏土相、密度小于或等于1.06g/cm3的冲洗液。2.0.5植物胶无固相冲洗液vegetablegumdrillingfluidwith-outclay以植物胶为基浆,经改性的无黏土冲洗液。2.0.6埋钻drillrodburied因孔壁坍塌或岩粉沉积使钻具不能活动,冲洗介质循环中断的孔内事故。2.0.7卡钻drillrodsticking因孔壁掉块、键槽或缩径及冲洗液黏滞等使孔内钻具回转和提降受阻的孔内事故。钻进中因冷却不良,使钻头烧毁或与孔底岩石烧结在一起的孔内事故。2.0.9打捞器overshot绳索取心钻具中用于打捞和投放内管总成的组件。33基本规定3.0.1覆盖层绳索取心钻探应按钻探作业计划书编制、钻前准备、钻进作业、取心与取样、钻孔试验、验收与成果整理的工作流程进行。3.0.2覆盖层绳索取心钻探实施前,应根据钻孔任务书、地层条件、作业环境制定作业计划书。3.0.3覆盖层绳索取心钻探应根据钻孔任务书、钻探作业计划书等进行。3.0.4钻探记录应及时、真实、完整、清晰。44.1.1钻前准备应包括钻孔结构设计、设备器具与材料选择、钻场准备与设备安装。4.1.2覆盖层绳索取心钻探孔径系列应采用N、H、P和S作为代4.2.1开孔直径设计应根据地质条件、设计深度、变径深度、终孔直径等因素确定。4.2.2终孔直径应根据钻孔任务书和测试要求确定,终孔直径不应小于76mm。4.2.3钻孔直径自上而下应由大到小逐级变径,不宜越级变径。4.2.4钻孔结构应根据开孔直径、终孔直径、变径深度和套管程序钻孔直径套管直径钻孔设计深度H(m)100≤H<200200≤H<300300≤H<400H≥400钻孔结构(m)200一一一0~30一0~300~3030~800~3030~8030~8080~2000~3030~7080~15080~200200~3005钻孔直径套管直径钻孔设计深度H(m)100≤H<200200≤H<300300≤H<400H≥400钻孔结构(m)70~150~250200~300300~400一80~200120~200250~300300~400>4004.3设备器具与材料选择4.3.1设备器具与材料选择包括钻机、钻塔、钻头、钻具、泥浆泵、冲洗液和护壁堵漏材料等。4.3.2钻机宜采用立轴式岩心钻机或全液压动力头钻机,钻机性能应根据地层条件、钻孔直径、钻孔深度、钻进工艺等确定。4.3.3立轴式岩心钻机应配置钻塔,孔深100m~300m的钻孔可采用9m~11m钻塔,孔深300m~1000m的钻孔可采用13m~18m钻塔。4.3.4覆盖层绳索取心钻头可选择硬质合金钻头、孕镶金刚石钻头和金刚石复合片钻头等,根据覆盖层类型按表4.3.4选用。64.3.5钻头与扩孔器、卡簧座、卡簧应匹配,选择符合下列规定:1钻头外径比扩孔器外径应小0.5mm~0.6mm,地层破碎时应加大扩孔器外径;2钻头内台阶与卡簧座外径间隙应保持3mm~5mm,卡簧座应采用长行程;3钻头内径应小于卡簧自由内径0.3mm~0.5mm。4.3.6绳索取心钻具规格选择应符合表4.3.6的规定。NHPS4.3.7泥浆泵类型应根据钻孔深度、钻孔结构、钻进方法等要求选择,冲洗液处理系统应根据场地条件、冲洗液类型和用量、环保要求进行配置。4.3.8覆盖层绳索取心钻探主要使用无固相冲洗液或低固相冲洗液,包括植物胶冲洗液、聚丙烯酰胺冲洗液、成膜冲洗液、微生物冲洗液和改性聚合醇冲洗液等,应根据覆盖层特点按表4.3.8选用。覆盖层特点74.3.9护壁堵漏材料应根据漏失地层特性进行选择,并符合表4.3.9的规定。漏失地层特性冲洗液返出量占泵入量的比例λ(%)材料名称轻微漏失冲洗液、惰性材料中等漏失惰性材料、水泥浆液严重漏失水泥浆液、化学浆液失返性漏失0套管4.4钻场准备与设备安装4.4.1钻场准备包括孔位测放、勘探便道修建、钻场修建等工作。4.4.2孔位测放应按钻孔任务书提供的坐标进行,确定孔位时应避开地上(下)建(构)筑物等障碍物。4.4.3勘探便道修建宽度不宜小于2m,避免急弯陡坡;采用货运索道运输设备材料时,人行便道宽度不宜小于1.2m。4.4.4钻场修建满足下列要求:1钻场尺寸应大于6m×8m;2钻场地基应稳固、平整,周围应设置排水沟;3应设置由储浆池、沉砂池及循环槽构成的冲洗液循环系统。4.4.5钻探设备安装满足下列要求:1设备、钻塔安装应稳固,各部件连接应牢固;2钻孔中心、立轴中心和天车前沿应在同一条直线上;3钻探设备安装完成后,应进行验收。85钻进作业5.1.1绳索取心钻进作业应包括钻进工艺选择、钻孔冲洗与护壁堵漏、孔斜控制、孔内事故预防与处理。5.1.2钻孔应按结构设计开孔,并安装稳固的孔口管。5.1.3覆盖层钻孔孔斜偏差不宜超过1/100m。5.1.4钻进过程中应及时填写钻探班报表、钻孔测斜记录表、钻探异常情况记录表、钻孔事故及处理记录表。钻探班报表记录应符合附录A的规定,钻孔测斜记录应符合附录B的规定,钻探异常情况记录应符合附录C的规定,钻孔事故预防及处理记录应符合附录D的规定。5.2.1绳索取心钻进工艺包括钻压、转速、泵量的选择,钻进操作应依据地质条件调整钻进工艺参数。5.2.2钻进钻压参数应根据钻头类型和规格按照表5.2.2执行。NHPS5.2.3钻进钻速参数应根据钻头类型和规格按表5.2.3执行。9NHPS5.2.4钻进泵量参数应根据钻头类型和规格按表5.2.4执行。NHPS5.2.5钻进操作满足下列要求:1起钻、下钻操作应平稳匀速,遇阻时应查明原因及时处理;2下钻后,宜先开泥浆泵,后回转钻具。3钻进过程中,钻压和转速应根据地层条件及时调整,匀速控制。4应保持冲洗液在孔内的循环,宜根据地层变化及时测试冲洗液性能参数并调整。5加压状态时不得启动钻具回转。6糊钻、持续憋泵或岩心管无法打捞时,应及时起钻。7钻进遇弱研磨性卵石层时,宜减小泵量;钻进遇强研磨性卵石层时,宜增大泵量。8钻进遇漂石层、块碎石层宜减小泵量、提高钻压、降低转速。5.3钻孔冲洗与护壁堵漏5.3.1钻进过程中应根据地质条件、钻进工艺、孔内情况等因素实时监测和调整冲洗液配方和性能参数。5.3.2使用膨润土冲洗液时满足下列要求:1针对易塌地层与破碎地层,应提高膨润土与增黏剂的加量;2针对水敏性地层,应加入水敏抑制剂。5.3.3使用聚丙烯酰胺冲洗液时,聚丙烯酰胺的分子量宜为2.0×10⁶~3.0×10⁶,水解度宜为30%,加量宜为0.07%。5.3.4使用植物胶冲洗液时满足下列要求:1植物胶应充分水化;2水敏性地层可加入有机胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钾或氯化钾等水敏抑制剂。5.3.5使用微生物冲洗液时满足下列要求:1菌种干粉应充分活化;2菌液在培养基中培养时间不应少于24h;3应加入抗钙能力强的增黏材料、尿素及氯化钙或硝酸钙。5.3.6使用成膜冲洗液时满足下列要求:1使用前应测试冲洗液的流变性、成膜性、滤失量等基本性能;2孔壁裂隙较多时,可配合细颗粒封堵剂使用;3成膜剂易增加冲洗液黏度,钻进过程中应控制钻速与泵量。5.3.7使用改性聚合醇冲洗液时满足下列要求:1聚合醇浓度应为0.5%~3%,软弱地层和膨胀性岩层可提高浓度;2聚合醇应缓慢加入清水或基础液中,并充分搅拌;3可添加有机硅、植物油衍生物等润滑剂。5.3.8覆盖层绳索取心常用的堵漏方式有冲洗液堵漏、惰性材料堵漏、水泥浆液堵漏、化学浆液堵漏和套管堵漏。5.3.9冲洗液堵漏满足下列要求:1应小泵量开泵,钻进时应控制冲洗液上返速度;2应控制起、下钻速度;3回次钻进时间不宜过长;4应增加羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、腐殖酸钾等降失水剂和膨润土;5可加入锯末、801堵漏剂、羧甲基淀粉、超细碳酸钙等随钻堵漏材料。5.3.10惰性材料堵漏满足下列要求:1随钻循环堵漏时,应减小泵量,降低机械钻速,停止使用固控设备。2停钻加压堵漏时,应下钻至漏失顶部10m~20m位置,泵入堵漏浆液;上提钻具至堵漏浆液液面以上,开泵循环,待冲洗液返出孔口时,进行憋压作业。5.3.11水泥浆液堵漏满足下列要求:1应按照孔深、提钻和下钻速度、灌注时间等参数做现场小样试验;2水泥浆水灰比应为0.4~0.6,可添加减水剂、早强剂、抗分散剂等;3应留足候凝时间,未达到凝固时间不得对堵漏段进行扫孔。5.3.12化学浆液堵漏满足下列要求:1灌注前应进行化学浆液试验;2使用时应戴好防护用具;3灌注后应立即清洗灌注器,并涂油保护。5.3.13套管堵漏满足下列要求:1套管堵漏前,应根据地质条件和漏失层位置确定套管下入深度;2下套管过程中,应拧紧套管、平稳下放;3套管下放到位后,孔口应固定。5.4.1孔斜控制包括防斜措施、测斜措施和纠斜措施等。1下钻前应检查钻具弯曲和破损等情况;2钻孔防斜应采用粗径钻具和满眼防斜措施;3应控制钻进参数,不得盲目增大钻压;4钻进过程中应定期检查设备稳固情况;5钻孔变径时,宜采用导向钻具。5.4.3测斜措施满足下列要求:1孔深0m~50m,宜每5m~10m测斜一次;孔深51m~100m,宜每20m测斜一次;孔深大于100m,宜每50m测斜一次。2使用罗盘测斜仪测斜时不得在套管内测量,测斜仪不得触底放置测量。1钻孔实际轴线偏离设计轴线超过1/100m时,应采取纠斜措施;2应采用上一级口径钻具扩孔或偏心钻具纠斜;3可采用偏心楔和连续造斜器纠斜。5.5孔内事故预防与处理5.5.1覆盖层绳索取心钻探孔内事故主要包括卡钻、埋钻、烧钻、套管事故和绳索断裂等。5.5.2作业前应根据外部环境、地质条件等因素制定事故预防方案。2不得使用出现裂纹或丝扣严重损与变形的钻杆、钻具;3钻进过程中,出现动力设备响声异常、钻进参数仪表量值突变、钻具回转阻力增大、泵压升高、钻速突变、孔口返水中断等情况,应提钻处理;4发现烧钻征兆时,应将钻具提离孔底。5.5.4套管事故的预防满足下列要求:1下入套管前应检查套管弯曲度、平直度和丝扣完好性。2下入套管前,应先用小一径钻具打先导孔;套管下入完成后,底部及孔口应封严固牢。3下入套管时宜在管外壁涂抹润滑脂,下放过程应平稳。4在坍塌地层下套管前,可配置高密度、高黏度冲洗液灌注孔内。5下套管时中途遇阻,应提出套管进行处理。5.5.5绳索断裂事故的预防满足下列要求:1下钻打捞前,应检查绳索的完好程度;2绳索出现断股现象时,应及时更换。5.5.6孔内事故发生后,应查明事故孔段的孔深、地层情况、事故钻具的位置、规格、数量,判明事故类型并制定详细处理方案。5.5.7卡钻、埋钻、烧钻等孔内事故处理满足下列要求:1在孔壁不稳定情况下,应先护壁、再处理;2卡钻时,应保持冲洗液畅通,先用扭、打、拉等方法活动钻具,若处理无效,再采用反出钻杆、扩孔或掏心钻进方法处理;3埋钻时,宜采用扩孔套铣处理,扩孔钻具应带有内导向,且连接牢固;4烧钻时,应提动钻具,无效时应采用向上打、反、透、磨、扩等方法处理。5.5.8套管事故的处理满足下列要求:1宜采取对扣、振击、锥取或千斤顶顶拔的方法进行打捞;2打捞无效时可采取套铣、磨铣、割管等方法处理;3套管断裂、脱节后,应将事故套管全部起拔后再重新下入,不得将上部套管坐在孔内下部套管上端继续钻进。5.5.9绳索断裂事故的处理满足下列要求:1应采用打捞钩连结钻杆进行打捞;2打捞时,打捞钩下放至遇阻深度,应低转速回转打捞钩并平稳上提;3打捞钩打捞绳索无效时,应将全部钻杆、钻具提出孔口处理。6.1.1覆盖层应采用绳索钻进工艺全孔取心。6.1.2取心取样钻进的回次进尺应根据覆盖层地层特性确定和控制。6.1.3钻孔取样包含水样采取和土样采取,应做好保管、储存和运输。6.1.4钻孔岩心取心取样记录宜符合附录E的规定。6.2.1覆盖层绳索取心符合下列规定:1覆盖层钻进应控制回次进尺,取心困难孔段回次进尺应小于1m,特殊要求孔段回次进尺应小于0.5m;2应采用三层半合管取心;3岩心取出后,应及时做好岩心牌记录工作。1提升钻具及打捞岩心内管时,应及时向孔内回灌冲洗液;2打捞岩心内管时,应控制钢丝绳匀速上升;3退心时应配备橡胶锤或液压退心装置,不得重击岩心管;4应将打开的三层半合管与岩心箱平行对接,并缓慢退心。6.3.1钻孔水样采取满足下列要求:1钻孔水样应分层、原位采集,采集的水样应代表天然条件下的水质情况;2按取样要求确定取样位置和次数,如遇涌水量突变时,应适当增加取样次数;3采集水样后应及时加盖、蜡封、低温保存,并贴标签;4水样采集做好取样记录。6.3.2钻孔土样采取满足下列要求:1应根据钻孔任务书要求在指定孔段采取土样,土样尺寸应满足试样加工要求;2应在取心半合管内截取土样并及时密封;3土样应标明样品名称、取样时间、取样孔编号、取样孔段等。7钻孔试验7.1.1钻孔试验包括水文地质试验和原位测试。7.1.2钻孔试验前应做好扫孔、洗孔等准备工作。7.1.3钻孔试验应按相关标准要求执行。7.2水文地质试验7.2.1水文地质试验包括简易水文观测、抽水试验和注水试验。7.2.2水文地质试验前应进行简易水文观测,简易水文观测记录应符合附录F的规定。7.2.3水文试验孔段不宜采用膨润土冲洗液或植物胶冲洗液钻进。7.2.4抽水试验满足下列要求:1试验段孔径应根据含水层的性质、渗透性和过滤器的类型确定;2试验孔段上部应采用套管护壁;3过滤器与孔壁之间应分批投入清洗干净的砾料,砾料粒径应大于过滤器网眼直径。7.2.5注水试验满足下列要求:1注水试验段应采用套管、黏土球止水;2试验采用的过滤器长度不应小于试验段长度;3过滤器应下入孔内试验段位置,过滤器底部应与试验段底部齐平;4过滤器上部的工作管应高于孔口,工作管各接头应采取有效的止水措施。7.3原位测试7.3.1原位测试包括旁压试验和声波测试。7.3.2旁压试验钻孔符合下列规定:1旁压器外径宜小于钻孔直径2mm~10mm;2成孔时可采用冲洗液或套管护壁;3应清除孔内残土,清孔时应避免扰动试验土层。7.3.3声波测试符合下列规定:1声波测试钻孔直径宜为76mm~90mm;3软弱地层应下套管护壁,套管与孔壁间应采用灌浆或填砂法处理。8.1.1钻孔完成后应进行钻孔验收和成果整理。8.1.2钻孔验收结论分为合格和不合格。8.2.1钻孔验收包括质量评定和验收。8.2.2钻孔质量评定指标应包括岩心采取率与岩心整理、钻孔弯曲与测量间距、孔深误差测量与校正、简易水文观测、原始班报表和封孔等。8.2.3钻孔质量评定满足下列要求:1岩心采取率应满足任务书要求,岩心采取后应做好岩心编录;2孔斜应满足钻孔任务书要求,孔斜偏差和测斜应符合第5章相关规定;3钻孔深度应测量准确,孔深误差不超过0.3%;4钻孔应进行简易水文观测,孔内试验应符合第7章相关规定;5原始报表记录应详尽、准确,记录内容应满足各记录表格要求;6封孔应按任务书要求进行处理。8.2.4验收应按任务书要求和钻探质量评定指标逐项进行,验收应形成钻孔验收表。8.2.5钻孔验收和质量评定记录应按附录G要求执行。208.3.1钻孔验收通过后,应及时进行成果整理。8.3.2钻探成果应包括钻探报告、附图和附表。8.3.3钻探报告应包括概述、完成情况、工艺方法、质量评价、结论等内容。8.3.4附图包含钻孔平面布置图、孔身结构图和钻孔岩心照片等。8.3.5附表包括钻探班报表、钻孔测斜记录表、钻探异常情况记录表、钻孔事故处理记录表、钻孔岩心采取记录表、简易水文地质观测表和钻探验收记录表等。219.0.1钻探作业前,应进行危险源和环境因素的辨识和评价,并采取相应的预防和控制措施。9.0.2钻场应根据自然条件及环境保护管理要求进行规划布置,9.0.3钻场安全满足下列要求:1钻场应避开山洪、泥石流、危岩、滚石及其他危险区域;无法避开时,应采取可靠的工程措施。2钻场地基应硬化或铺设石子、木板、钢板。3钻场应封闭,设置安全警示标志。4钻场应保持整洁,材料、工具、设备分区整齐摆放,并设置标牌。5电器设备安装场所应保持清洁、干燥;导电线路应绝缘良好,不得裸露,不得浸入油、水和杂物。6钻场防火、防风、防寒、防雷电、防汛应符合现行的有关规定。9.0.4钻进安全满足下列要求:1不应将手、脚或身体其他部位靠近动力头、钻杆或其他运动部件。2卡钻或阻力异常变化时,应停机检查;不得强行作业或强行拔钻。3发生跑钻时,不得抢插垫叉或强行抓抱钻杆。9.0.5环境保护满足下列要求:1钻场应保持干净,设置垃圾储存桶,集中存放和清运;2同一区域涉及多个钻孔时,应布置共用的供水系统、废浆液处理系统;223油料存放区、冲洗液循环区、冲洗液材料堆放区等区域,应采取防渗措施;4冲洗液材料应无毒、无害;5钻渣、废弃浆液应进行无害化处理。9.0.6场地恢复治理满足下列要求:1钻探结束后,应及时拆除现场生产生活设施,清除现场杂物和垃圾;2现场受油料、废浆、废水污染影响的土壤,可采取换填或修复等方法处理;3场地覆土后,可采取播撒草籽、栽种树木等方式复绿。表A××钻孔钻探班报表计划孔深机高地距接班孔深本班进尺计划孔深机高地距接班孔深本班进尺钻机型号米米米米前班岩心编号尾数米本班岩心编号尾数米原始记录编号水泵型号交班动力类型孔深年月日(表内长度单位动力类型孔深回次时间工作内容钻具类型冲洗液种类钻具上余进尺孔深岩心样下(跟)套管情况孔内试验地下水位地层描述起止钻头扩孔器岩心管长度钻杆长度合计下钻时起钻时覆盖层基岩起岩心长度编号口径根数总长起止深度上余试验部位(米~试验段次起钻后下钻前时分时分种类规格长度种类长度起止校核:机长:班长:记录员:24工程名称:作业单位:日期:钻孔编号:计划孔深:测斜仪器:孔口坐标:XYH测点序号孔深方位角(°)测量起止时间备注123456789…校核:机长:班25工程名称:工程地点:作业单位:钻机型号:日期:12345678…26工程名称:工程地点:作业单位:钻机型号:日期:123456789…27工程名称:工程地点:作业单位:钻机型号:日期:回次孔深(m)进尺钻孔直径岩心长度采取率水样或土样采取情况岩心编录起止1234567…工程名称:工程地点:作业单位:钻机型号:日期:序号时间孔深水位冲洗液概况冲洗液循环情况冲洗液消耗量漏失孔深漏失量出水孔深流量水头水温水样采取情况其他12345678929水上□岸上□mm孔径直径深度深度m水文地质观测30表G-1(续)及时、准确主要参加人员31工程名称钻孔位置钻孔编号设计孔深终孔孔深作业单位完工验收评定要素满分评分评分标准赋值(分)岩心采取率与岩心整理40全孔平均岩心采取率大于90%36<Q≤40全孔平均岩心采取率大于85%32<Q≤36全孔平均岩心采取率大于80%24<Q≤32钻孔孔斜测量与偏差垂直孔偏离设计顶角不大于2°;方位角偏差满足任务书要求18<Q≤20垂直孔偏离设计顶角不大于3°;方位角偏差满足任务书要求16<Q≤18垂直孔偏离设计顶角不大于4°;方位角偏差满足任务书要求14<Q≤16孔深误差与校正孔深记录完整13<Q≤15孔深偏差不大于孔深的±2%11<Q≤13孔深偏差不大于孔深的士3‰9<Q≤1132表G-2(续)评定要素满分评分评分标准赋值(分)试验与测试按任务书要求完成配合工作,工作配合好13<Q≤15按任务书要求完成配合工作,工作配合良好11<Q≤13按任务书要求完成配合工作,工作配合一般9<Q≤11原始报表5清晰、工整4<Q≤5有少量非原则性差错3<Q≤4封孔5满足规程及任务书要求,记录详细、完整4<Q≤5满足规程及任务书要求,记录欠详细3<Q≤4质量评定得分分质量等级项目地质负责人:项目勘探负责人:331为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”。3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。用“可”。2条文中指定应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。341《钻探工程术语》GB/T91512《地质岩心钻探钻具》GB/T169503《地质岩心钻探规程》DZ/T02274《地质钻探护壁堵漏技术规程》DZ/T04105《地质钻探孔内事故预防与处理技术规程》DZ/T03896《工程地质钻探规程》DZ/T00177《水电工程钻探规程》NB/T351158《水电工程覆盖层钻探技术规程》NB/T350669《水电工程钻孔土工原位测试规程》NB/T3510210《水电工程钻孔抽水试验规程》NB/T3510311《水电工程钻孔注水试验规程》NB/T3510412《水利水电工程钻探规程》SL29113《铁路工程地质钻探规程》TB1001435覆盖层绳索取心钻探技术规程361.0.2深厚覆盖层绳索取心钻进工艺是一种不提升钻杆而由钻杆内部捞取取心钻具的先进钻探方法,本规程所提出的覆盖层绳索取心钻进工艺主要是针对覆盖层深度大于100m的钻孔。该工艺方法与普通金刚石提钻取心相比,其优越性表现为:1减少提下钻杆柱的次数,在深度超100m的钻孔中,钻进效率提升25%~50%,甚至更高。过程中,提钻平稳,有效减少岩心脱落和磨蚀,覆盖层岩心采取率高于85%,取心钻探效果好。3只需在检查钻具外管、更换钻头时提钻杆柱,减少了频繁升降、拧卸钻杆、扫孔等对钻柱的损坏和孔壁的破坏。同时,钻头在孔内工作平稳,钻头使用寿命延长。4对坍塌破碎等复杂地层影响和扰动较小,有利于钻孔稳定和孔内安全。373基本规定3.0.2钻探作业计划主要包括钻探目的、现场布置、钻孔结构设计、钻进方法、钻具组合、设备选择、冲洗液类型、护壁堵漏措施、工期安排、质量要求及保证措施、孔内事故预防及处理措施、安全措施及环境保护措施等内容。钻孔任务书主要包括钻孔编号、钻孔坐标、地层信息、钻孔目的、工期要求、技术要求、试验要求、质量要求、安全环保要求、终孔处理等内容。384钻前准备4.1.2根据《地质岩心钻探钻具》(G心钻探规程》(DZ/T0227—2010)的规定,绳索取心钻孔公称直径系列为46mm、60mm、76mm、96mm、122mm、150mm,本规程可按表1选用。规格代号NHPS钻孔直径(mm)96钻杆外径(mm)894.2钻孔结构设计4.2.4地质要求或期望的孔深能否实现依赖事前钻探作业计划与现场实施,钻探作业计划的任务之一就是明确孔身结构。孔深与孔径变化是相互影响的,一般来讲,孔浅,孔径变化少;孔深,孔径变化多。结合覆盖层绳索取心钻探实际,可采用175mm、200mm口径进行提钻取心钻具钻取表土层。钻孔结构示意图如图1所示。4.3设备器具与材料选择4.3.2钻机性能参数主要包括转速、扭矩、最大给进力/起拔力等,钻机的转速是指钻头在钻进作业时的旋转速度,通常以转/分钟为单位,提高转速,可以提高钻进效率,但也会增加能耗和机器的磨损,需根据地层岩性及取心要求选择合理的转速;扭矩是钻机的重要参数之一,扭矩大小决定了设备的成孔能力,一般来讲,扭矩越39大,可以成孔深度越大,成孔直径越大;钻机最大给进力/起拔力决定了钻机处理复杂钻进事故的能力。Φ200Φ200品Φ175三Φ122φ96φ76品图1钻孔结构设计示意图4.3.5覆盖层绳索取心钻头、扩孔器主要规格参数见表2。表2绳索取心钻头和扩孔器规格(mm)NHPS4.3.7冲洗液设备主要包括泥浆泵、搅拌机、振动筛、除砂器和离心机等,泥浆泵种类很多,表3列举了部分泥浆泵型号与性能参数,供泥浆泵选择时参考。40泥浆泵型号性能参数适用孔深(m)备注BW160/6最大泵量160L/min,最大泵压6MPa绳索取心BW250/6最大泵量250L/min,最大泵压6MPa绳索取心BW320/10最大泵量320L/min,最大泵压绳索取心BW300/16最大泵量300L/min,最大泵压绳索取心4.3.8冲洗液材料及处理剂选用及添加需根据冲洗液的作用而实时调整,具体材料作用及加量可参考表4。作用烧碱(NaOH)或纯碱(Na2CO3)维素(LV-PAC)纤维素(HV-PAC)提高黏度和切力聚丙烯酰胺钾盐(K-PAM)41表4(续)作用氯化钾(KC1)营养物质营养物质425钻进作业5.2.2表5.2.2推荐的是孕镶钻头、复合片钻头和硬质合金钻头在钻进过程中采用的适宜的钻压范围。孕镶金刚石钻头单位压力为0.5kN/cm²~1.0kN/cm²;复合片钻头按每颗复合片0.5kN~1.0kN计算,随着复合片的磨损,钻压可逐渐增大;硬质合金钻头以镶嵌合金型号、数量确定钻压,一般每颗取0.5kN~1.0kN。5.2.3表5.2.3推荐的是孕镶钻头、复合片钻头和硬质合金钻头在钻进过程中采用的适宜的转速范围。孕镶钻头的线速度范围为1.5m/s~3.0m/s;复合片钻头底唇面的线速度范围为0.5m/s~1.5m/s;硬质合金钻头的线速度以0.5m/s~2m/s为宜。5.2.4表5.2.4推荐的是孕镶钻头、复合片钻头和硬质合金钻头在钻进过程中采用的适宜的泵量范围。覆盖层绳索取心钻进与基岩钻进不同的是:当泵量较大时,覆盖层岩心易被冲刷,不仅不能保护岩心反而对岩心的完整性造成较大破坏。因此,泵量的最低值应尽可能小,只需维持正常钻进即可。5.3钻孔冲洗与护壁堵漏5.3.2针对非钙污染地层优先推荐使用钠基膨润土作为膨润土泥浆的造浆材料,针对钙污染地层优先推荐使用钙基膨润土作为膨润土泥浆的造浆材料。5.3.4植物胶种类众多,如SM植物胶、羟丙基瓜尔胶、缅甸红胶等。根据植物胶来自植物部位的不同,分为两大类:种子类植物胶和根茎类植物胶;种子类植物胶有瓜尔胶、香豆胶、田菁胶等;根茎类植物胶有魔芋胶、荨麻胶等。不同种类的植物胶其使用环境及要求不同,使用时需按相应的说明书操作。配制冲洗液时,应根据43地层特性,选择不同的植物胶种类与加量。一般来说,对于同种植物胶,其加量越大,黏度越高,护壁护心效果越好,但成本越高。冲洗液配制时应待纯碱完全溶解后,再加入植物胶干粉(或膨润土和植物胶干粉的混合物),否则将影响植物胶粉的分散,易形成大小不一的团块,而降低浆液的性能。5.3.8常用的护壁堵漏剂及加量见表5。质量加量(%)木屑5.3.10惰性堵漏材料是指核桃壳、云母片、棉籽壳及橡胶粒等具有化学惰性的材料。5.3.11常用的水泥早强剂主要分为三类:无机盐类、硫酸盐类、有机化合物类。无机盐类有氯化钙、氯化钠、氯化铝等;硫酸盐类有硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙等;有机化合物类主要有三乙醇胺、甲酸钙、乙酸和乙酸盐、三异丙醇胺等。不同种类的水泥早强剂其使用环境及要求不同,使用时需按相应的说明书操作。常用的复合水泥浆液配方及加量见表6。质量百分数(%)445.4.2粗径钻具指的是在钻探或钻井的回转钻进时,钻具底部直径较大的部分。在孔内主要起导正作用,确保钻头能够按照预定的方向钻进,减少钻孔弯曲。满眼防斜技术是一种在钻探过程中用于控制孔斜的方法,主要通过在钻具组合中加入扶正器来实现。这种技术主要应用于已经发生偏斜的孔内,目的是减小孔斜率的变化,而不是直接减小孔斜角的大小。5.4.3钻孔孔深较浅段的孔斜控制对整个钻孔的孔斜控制起着至关重要的作用,为有效防止钻孔偏斜,在钻孔开孔后孔深较浅段要增加测斜的频次,随着钻孔深度的逐渐增加,上部绳索取心钻杆可以起到一定的防斜作用,故可以适当降低测斜的频次。5.4.4偏心楔是钻探工程中最早的一种人工弯曲工具,是将长圆柱钢体一端表面铣切加工成斜槽,斜槽的中心对称线与圆柱体中心线偏转一楔角,故称偏心楔。偏心楔下入到孔内某处固定后,钻头与钻具自楔顶开始,沿斜槽(导斜槽)的方向、角度延伸钻进,使钻井轴线在导斜槽位置发生折线式急剧弯曲,改变原井眼轴线的方向与角度。连续造斜器是滑块式造斜器,既能纠方位又能纠顶角。它是利用本身钻具的特殊机构在一定钻压情况下产生的偏斜力,实现纠斜。5.5孔内事故预防与处理5.5.1本条文规定了覆盖层绳索取心卡钻、埋钻、烧钻、套管事故和绳索断裂等常见的孔内事故,绳索取心钻具与孔壁间隙较小,起下钻时易产生抽吸和压力激荡,导致孔壁坍塌,需要控制起下钻速度以保持孔内液面高度从而维持孔壁稳定,防止孔内事故。孔内其他事故的预防与处理《地质钻探孔内事故预防与处理技术规程》(DZ/T0389)有规定。5.5.2钻探现场地层条件复杂、预防措施不当等均能引起孔内事故。预防孔内事故的主要措施有:4
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