来宾168地质套管 冷冻管

复杂地层钻探因其地层稳定性差，钻孔垮塌、掉块、缩径和**径等钻进故障非常普遍，严重影响着钻探工程质量和钻探效率。这一难题，服务地调主战场，成为了地勘单位尤其是钻探工艺研究单位苦苦追求的目标。
现如今，地质调查项目成果报告——川东州河流域地质灾害调查与防治**（原项目名称：套管钻进技术在西部地区成矿带找矿中的应用**）成果报告的提交，标志着我国在复杂地层钻探技术方面**了重大突破，也意味着向深地进军又增加了一把利器。
复杂地层钻进究竟难在哪？中国地质科学院探矿工艺研究所又是如何依靠科技创新来克服这一难题的呢？近日，中国矿业报记者赶赴西南重镇成都，进行了实地采访。
复杂地层：钻进的“**难”
长期以来，复杂地层钻进难问题一直困扰着我国的地质勘查工作。
“套管护壁是缓解复杂地层钻进的有效措施，但传统的套管护壁工艺的有效性是建立在对地层全面了解的基础上，设计复杂的（多层套管）钻孔结构。”中国地质科学院探矿工艺研究所所长胡时友介绍，地质钻探属于探索性工作，实际与设计往往不相符。施工中，由于复杂地层的深度和厚度的不可预见性，裸孔钻进很难有效穿越复杂地层，即使钻穿地层，提钻和下套管过程中，钻孔垮塌等故障难免，导致套管难下至有效孔深。
实际上，在石油钻井行业，套管钻进技术早就开始推广应用。早在20世纪50年代，国外石油企业就有了套管钻井的设想，但受当时技术装备条件限制而未能实现。20世纪90年代，随着新技术、新工艺、新材料、新方法等的大力推广应用，套管钻井技术逐渐发展成熟，并在国外石油钻井工程中广泛应用。

深基坑注浆止水帷幕施工技术
1、工法原理
（1）在淤泥质、粉质粘性土、全风化、中强风化及断层破碎带富水和流动水条件下采用普通水泥—水玻璃双液浆，其作用机理主要表现为裂隙填充和劈裂作用；在砂层中采用**细水泥—水玻璃双液浆，其作用机理主要为渗透作用。普通水泥—水玻璃双液浆和**细水泥—水玻璃双液浆凝胶时间可调，可减少地下水对浆液凝胶化性能的影响，确保浆液在富水和动水条件下的凝胶固结。
（2）袖阀管为单向袖阀式塑料管，管外侧每33cm设1组溢浆孔，溢浆孔外部覆盖橡胶套，这样能保证浆液在压力条件入地层，而防止地层中的水和砂土进入注浆管，影响注浆施工效果。
（3）采用皮碗式或台阶式止浆塞，以及其配套构造，可形成分段注浆工艺，注浆效果好，能保证帷幕的连续性和有效性。
2、关键技术
（1）采用地质钻机从地面垂直钻孔，成孔速度快，可靠性高，垂直度易控制。
（2）采取袖阀管垂直后退式分段注浆工艺，可针对不同地层采取不同的注浆参数，提高注浆加固的均一性，确保注浆效果。
（3）采取定量、定压双控指标，保证注浆效果，控制地表隆起。
二、注浆止水帷幕施工工艺
（1）在材料选取上，一般建议施工单位以普通水泥或**细水泥作为注浆的主要材料。原因为：这种注浆材料的凝胶时间可任意调整；还能缩短地层里面的浆液扩散的距离；能促使浆液在地下流动水的施工条件下还能很好地凝胶固结在一起；不会带来有害物质或对地下水造成污染；与其他材料相比价格低廉，施工效果也较好。
（2）对于袖阀管部分要采取垂直后退的方式来分段进行注浆，注浆参数根据地质的实际情况来设定，一般以能够确保止水帷幕自身的整体连续性及帷幕厚度的有效性为标准。
（3）深基坑注浆时要采用合适的施工设备，且设备的配套要尽量简单，操作工艺要尽可能便捷，施工成本要尽可能降低。
（4）施工人员须按施工规范进行施工，不得违规操作，以免给工程造成影响。
（5）施工时可把深基坑的注浆段划为多个区域，然后分别投入施工设备开展施工作业，便于缩短工期。
三、注浆止水帷幕技术的使用范围
本工法适用于淤泥质、粉质粘性土、砂层、全风化、强风化、中风化、断层破碎带等地层富水和流动水条件下基坑工程的止水帷幕施工，也可广泛应用于电力、铁路和水利等基坑工程。
四、施工技术原理及要点
1、施工工艺原理
（1）材料的使用。一些地下水丰富且为流动水层的淤泥质、全风化以及粉质粘性土施工中常会采用这项注浆止水帷幕施工技术，具有以下几个方面的特点。1）对于裂缝的填充以及劈裂效果非常好。2）对于砂层地质当采用**细水泥进行施工时，其渗透效果非常好。3）可以把普通水泥和**细水泥混合在一块进行使用，通过充分地调和，不仅可减少地下水对浆液的胶凝化性能造成的不利影响，还可促使处于富水或动水条件下面的浆液尽快凝胶固结在一块。
（2）袖阀管的施工。通常深基坑采用的袖阀管是一种单向的袖阀式的塑料管，其管体外边一侧一般会在每隔33cm的位置处设置1组溢浆孔，并且还需采用橡胶套在溢浆孔的外面覆盖一层，其目的是为了保证浆液在压力条件充足的情况下可以注入到地层下面，这样就能有效地避免地层里面的水和砂土渗入注浆管中，促使施工人员的注浆施工效果受到不良影响。
（3）分段注浆工艺。施工人员在进行分段注浆时可以采取皮碗式或者台阶式的止浆塞及其配套构造，这种注浆方法不仅效果好，还能确保帷幕所谓连续性以及有效性。

众所周知，地质勘探钻进经常遭遇复杂地层，我国西部地区尤为**。这类地层稳定性差，采用普通的钻进方法，钻孔经常出现故障，进而容易导致卡钻、埋钻、断钻杆等孔内事故，钻探施工非常困难，普遍存在岩心质量差和钻进效率低的问题，影响地质勘探进度。
“目前许多地勘单位仍然普遍使用传统的‘先钻裸孔，再下套管’隔离钻孔的方法保护孔壁。钻裸孔就比较困难，钻穿难以准确预测深度和厚度的复杂地层较是难上加难。即使裸孔达到预定孔深，由于提钻产生的抽吸和下套管对孔壁的擦刮作用，钻孔孔壁坍塌、掉块、缩径等孔内故障难免。所以，也难保套管能下到预定孔深或穿过预定复杂地层，裸孔穿过而套管难以穿过复杂地层的情况仍然非常普遍。”钱锋分析说，国内数百家地质勘探单位，在地质勘探中，均不同程度地钻遇复杂地层，上述钻进技术难题均普遍存在而至今尚未有效解决。国内复杂地层岩心工作量较大，岩心钻探界一直期盼在钻探工程中实现套管取心钻进，以解决复杂地层钻进技术难题。
2013年，该所的套管钻进技术在复杂地层试验成功，立即引起了业内的较大关注，许多地勘单位慕名前来取经学习。
“套管钻进的技术优势主要体现在以下五个方面：适用于复杂地层和恶劣工艺条件；摆脱频繁的起下钻工艺，提高纯钻时间利用率，提高钻探效率；维护钻孔安全施工，可快速、有效穿越复杂地层；及时优化钻头使用方案，提高钻头使用效果；避免工程因素丢失岩心，提高岩心采取率。”钱锋说。
然而，作为一种新的勘探钻进技术，套管钻进技术还存在诸多完善提高的地方。钱锋举例说，由于泥浆在套管内壁结泥皮，对打捞取心钻具有一定影响。而该问题单从钻具结构上只能减缓，不能从根本上解决，需要结合泥浆工艺、设计的除泥皮工具解决。同时，采用的套管，必须具备绳索钻杆的能力，而当前的套管不能满足钻进要求，必须制造和采用套管，这必将影响推广使用。今后在开发中，将基于普通绳索钻杆，开展套管钻进技术的推广应用研究。
但不管怎样，该所研发的套管钻进技术，在开始向复杂地层进军的同时，也拉开了向深地拓展的序幕。套管钻进技术，前景可期！

施工人员要在注浆区域内修建C15~C20的混凝土止浆墙，并且要把止浆墙的厚度控制在20~30cm，以免注浆过程中出现地面冒浆的现象。
要先对深基坑进行测量放线才能选择合适的注浆孔位置；采取规格符合工程施工规定的地质钻机按照已经选好的孔位开展钻孔施工；钻孔时一定要采取必要的套管进行定位，并且要保证泥浆能够循环护壁成孔，且成孔后一定要及时对孔进行清理；假使地层属于汗水砂层等荣誉出现坍孔现象的地层时，则需要采取套管护壁法来促使孔形成；钻孔人员要做好钻孔记录，一定要保证记录的详细和准确性，钻孔的地质情况要如实进行记录，以免下一步注浆施工作业的开展；钻孔过程一定要按照施工设计要求进行，在确定注浆管安装好以后才能把套管。
（1）注浆时要根据施工单位提供的地质资料，制订科学合理的注浆方案。通常不需要注浆的地方要设置A型注浆管，而需要注浆的部位则需要设置B型注浆管，并且要在底部位置加上闷盖。
（2）安装好A、B型注浆管以后还要按照施工规定将其连接好，并且沿着钻孔的位置一直下到孔底。
（3）对于孔底里地面3m的那段基坑要采取豆石或者粗砂进行填充，而地表下面3m和孔口处要选择质量好的速凝水泥砂浆进行填充，以免注浆时出现返浆现象。
（4）注浆管的**部要盖上闷盖，以免杂物或者钻孔时采用的泥浆从管口位置流到注浆管里面。
（1）进行注水试验。正式注浆前要开展注水试验，并且要事先检查注浆的管路是否可以正常进行施工，而且还要对地层的吸浆能力作判断，以便后期施工时参考。
（2）浆液的配制要合理。根据预配制浆液的体积，按水灰比和缓凝剂掺量计算出所需的水泥（或**细水泥），水和缓凝剂的用量。一般情况下，注浆施工中宜采用整袋水泥；在搅拌机内加入计算好的用水量（应提前标好画线），将计算好的缓凝剂加入，强力搅拌均匀；待缓凝剂完全溶解后，边搅拌边加入计算好的水泥用量，搅拌均匀后倒入储浆桶内以备注浆。

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