[發(fā)明專(zhuān)利]鉆井裝置及鉆井方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711125852.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107939280A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李培都;馮起;司建華;席海洋;尹振良;何延忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E21B7/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B7/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 梁香美

1.一種鉆井方法，所述鉆井方法被實(shí)施以在沙漠地區(qū)鉆孔，且所述鉆孔被作為沙漠地區(qū)地下水觀測(cè)井，其特征在于，所述鉆井方法包括：

步驟一、選擇表層無(wú)流沙或存在淺表流沙的區(qū)域?yàn)殂@孔區(qū)，以獲得樣地；

步驟二、使鉆桿的鉆頭與所述樣地表面垂直的角度進(jìn)行鉆孔操作，當(dāng)所述鉆頭沒(méi)入所述樣地第一預(yù)設(shè)距離時(shí)，向鉆設(shè)的孔內(nèi)供水以使所述鉆頭掘進(jìn)時(shí)孔內(nèi)的沙土形成砂漿而沿鉆桿外壁溢出至孔外，其中，所述鉆桿的直徑小于所述鉆頭的直徑；

步驟三、當(dāng)所述鉆頭沒(méi)入所述樣地第二預(yù)設(shè)距離時(shí)，停止供水并取出所述鉆桿，向孔內(nèi)插入保護(hù)管后將所述鉆桿插入所述保護(hù)管內(nèi)并供水，以使所述鉆頭掘進(jìn)時(shí)孔內(nèi)的沙土形成砂漿而沿鉆桿外壁與所述保護(hù)管的內(nèi)壁溢出至孔外，其中，所述第二預(yù)設(shè)距離大于所述第一預(yù)設(shè)距離，所述保護(hù)管的直徑大于所述鉆頭的直徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟二中的對(duì)所述樣地進(jìn)行鉆孔之前，步驟一中還包括根據(jù)預(yù)設(shè)觀測(cè)井直徑去除所述鉆孔區(qū)表面沙土形成工作平臺(tái)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)觀測(cè)井直徑大于所述鉆頭的直徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鉆井方法，其特征在于，形成所述工作平臺(tái)的過(guò)程中，去除所述鉆孔區(qū)表面沙土的深度為10cm，所述工作平臺(tái)的面積為1m×1m；

優(yōu)選地，所述工作平臺(tái)鋪設(shè)有防滲布，且預(yù)留所述鉆頭的鉆孔位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井方法，其特征在于，在步驟二中，當(dāng)所述鉆頭沒(méi)入所述樣地第一預(yù)設(shè)距離時(shí)，向鉆設(shè)的孔內(nèi)供水以使所述鉆頭掘進(jìn)時(shí)孔內(nèi)的沙土形成砂漿而沿鉆桿外壁溢出至孔外的步驟中，供水方式如下：

初始供水量小，并且隨著所述鉆頭的持續(xù)鉆進(jìn)，逐漸加大供水量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鉆井方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)距離為15cm，所述第二預(yù)設(shè)距離為1m。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井方法，其特征在于，所述鉆井方法還包括：在步驟三后執(zhí)行的步驟四，

步驟四、在供水條件下，于所述保護(hù)管內(nèi)的所述鉆頭繼續(xù)掘進(jìn)所述第二預(yù)設(shè)距離后，持續(xù)掘進(jìn)第二預(yù)設(shè)距離時(shí)停止供水并依次拔出所述鉆桿和所述保護(hù)管插入長(zhǎng)度與觀測(cè)井深度相同的保護(hù)管，并繼續(xù)掘進(jìn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆井方法，其特征在于，所述鉆井方法包括在步驟四后執(zhí)行的重做步驟，通過(guò)所述重做步驟使觀測(cè)井達(dá)到期望深度；

所述重做步驟包括交替并依次地執(zhí)行步驟三和所述步驟四。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆井方法，其特征在于，在執(zhí)行所述重做步驟中，當(dāng)鉆頭掘進(jìn)至地下水位深度時(shí)，插入觀測(cè)井內(nèi)的保護(hù)管的長(zhǎng)度大于觀測(cè)井的深度，且保護(hù)管的一端伸出至觀測(cè)井外1m高度，且被構(gòu)筑在混凝土保護(hù)臺(tái)。

10.一種鉆井裝置，其特征在于，所述鉆井裝置被用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的鉆井方法，所述鉆井裝置包括：

供水設(shè)備，所述供水設(shè)備被提供以?xún)?chǔ)存水，并且被控制進(jìn)行供水或停止供水；

設(shè)置有鉆頭的鉆桿，所述鉆頭的直徑大于所述鉆桿的直徑，所述鉆桿具有相對(duì)的掘進(jìn)端和自由端，所述鉆頭與所述掘進(jìn)端連接，所述自由端與所述供水設(shè)備匹配連接，所述掘進(jìn)端設(shè)置有排水孔，所述鉆桿設(shè)置有與所述排水孔連通的送水通道，所述送水通道被構(gòu)造成輸送由所述供水設(shè)備提供的水并通過(guò)所述排水孔排出至所述鉆桿外；

與所述鉆桿匹配連接的動(dòng)力設(shè)備，所述動(dòng)力設(shè)備被構(gòu)造成提供所述鉆頭掘進(jìn)的動(dòng)力；

被獨(dú)立地提供的保護(hù)管，所述保護(hù)管是兩端具有開(kāi)口的中空直管，所述保護(hù)管的管腔大于所述鉆頭的直徑。