钦州108地质套管 岩心管

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！

多年来一直致力于钻探工艺研究的中国地质科学院探矿工艺研究所教授级吴金生说，石油钻井行业称的套管钻井和地质勘探行业称的套管钻进其实是一回事。套管钻井是石油钻井行业现代发展的一种全新的钻井技术，其实质是采用套管代替传统钻杆柱传递机械能量和水力能量，驱动井底钻具旋转钻进。钻井施工中，*起下钻，而是通过套管柱的内通道，利用钢绳投捞更换井下钻具，实现边钻边下套管。完钻后提出井底钻具，套管柱则留在井内作为完井套管。
直到2007年，我国吉林油田、大庆油田、大港油田、中国石油集团公司钻井研究院和管材研究所5个单位联合开展国家863项目 “套管钻井技术”的研究，成功研究了“转盘钻井驱动方式的浅开发井套管钻井工具配套系统”，完成了46口井的现场应用，钻进井深1000米。
“该术将钻进和下套管两道工序合并成一个作业工序，*起下钻作业，采用随钻下套管方法把井下复杂问题减小到程度。与传统钻井方法相比，套管钻井具有明显的优势，是钻井工程的一次技术性革命，能为油田经营者带来巨大的经济效益。”吴金生介绍。
然而，这些国内外套管钻井，均属于石油钻井行业领域的套管钻井技术，普遍不具备连续采取岩心能力，而且钻具（钻井）直径较大，在套管直径小于某一标准的情况下，难以实现不提钻更换井底钻具，不适用于地质勘探领域的岩心钻探。
“而地质勘探套管钻进是借鉴石油钻井行业的套管钻井技术，结合岩心钻探特点，例如地层较复杂且软硬悬殊、全孔采集岩心、钻孔直径较小、钻头寿命较短、起下钻频繁等，在绳索取心钻进技术的平台上，提出的一种钻探新方法，其目的是采用随钻下套管工艺，有效钻穿地层，为下部钻孔施工创造良好条件。”川东州河流域地质灾害调查与防治**项目负责人钱锋说。
事实上，对小直径钻孔的套管钻进技术，国外也早就有所研究，但并没有**成功。

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。

在修复范围内，对沉降的地板或地基间隔进行钻孔，并通过这些小孔注入地质聚合物。膨胀聚合物会首先填补空隙，然后持续膨胀，将沉降的地板抬升至所需水平位置。整个过程均在之中，且通过精密测量工具进行跟踪。地板抬升之精度可达到毫米。注入的地质聚合物几乎可立即固化，在注入地质聚合物到地板或混凝土板下后15min后，即可在已修复区域行使卡车。
2.地基加强
可使用地质聚合物注浆技术和地基加强技术，注浆过程由进行，可确保土壤达到所需承载力。注入到土壤的地质聚合物大约在15min内固化，此时，即可达到结构物所需的承载力。
3.地基稳固
树脂稳固方法相对于传统地基换托，较，较省钱，较长久。根据不同的地面类型和基础，择特定的填充材料，并建立多个监测系统实现控制，以确保对地板或混凝土板的阻力不**过250μm。
4.结构支撑
使用地质聚合物桩，可以直接在混凝土楼板和建筑基础入。由于安装不需要大型打桩设备或荷载传递结构，因此地理聚合物桩非常适合难以进入的地点。适用于治理沉陷和加固非常薄弱的地面，采用可扩展套管的窄直径桩通过小至50mm的钻孔插入地下。一个高度膨胀的地质聚合物被注入到套管内，形成直径达400mm的桩，它几乎立即变硬。
5.空隙填充
空隙填充过程包括使用特定的地质聚合物或地质聚合物和轻型粘土骨料的结合。填充是通过使用轻型的材料实现的，一般不会给场地带来重大负荷。
6.无干扰托换&沉降处理
与传统的托换技术不同，地质聚合物方法可不依赖于大量的液压压力，因为液压压力有时可能会有一点失控。而是通过完全可控的方式抬升大区域面积，从而大幅降低破坏或破碎地板的可能性。

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