[發(fā)明專利]一種適用于水平鉆機(jī)的原位探測(cè)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110381728.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113006783A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)步炎;金永平;彭奮飛;王佳亮;劉歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B49/02
• 分類號(hào): E21B49/02;E21B47/00;E21B25/00;E21B25/16;E21B15/04
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 烏景瑞

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于水平鉆機(jī)的原位探測(cè)工藝，其包括以下步驟：1）連接鉆桿與主動(dòng)鉆桿，將鎧裝電纜與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置與電腦連接；鎧裝電纜另一端與鉆桿內(nèi)的打撈器連接；2）鉆進(jìn)探測(cè)；3）打撈全面鉆進(jìn)鉆具或原位探測(cè)裝置；4）加接鉆桿；5）掃孔；6）重復(fù)步驟1?5），直至鉆進(jìn)指定的探測(cè)孔深；7）回收鉆桿、鉆具以及探測(cè)裝置。本發(fā)明通過(guò)全面鉆進(jìn)鉆具與原位測(cè)試裝置的靈活組合，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜地層的原位探測(cè)，從而提高原位測(cè)試裝置對(duì)復(fù)雜地層的探測(cè)深度，同時(shí)本發(fā)明操控方便，能夠有效地提高地層的探測(cè)深度，且具有探測(cè)效率高、數(shù)據(jù)傳輸迅速、可大幅度縮短作業(yè)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于水平鉆機(jī)的原位探測(cè)工藝。

背景技術(shù)

水平繩索取心鉆機(jī)是開(kāi)展地質(zhì)研究、礦產(chǎn)資源勘探以及地下工程勘察所必需的重要技術(shù)裝備。水平繩索取心鉆機(jī)是指是一種通過(guò)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)對(duì)一定曲率半徑范圍內(nèi)的地下資源以及地下工程地質(zhì)進(jìn)行勘探的一類鉆機(jī)，具有效率高,穿越長(zhǎng)度長(zhǎng) ,深度深等優(yōu)點(diǎn)。隨著地下工程建設(shè)的飛速發(fā)展，通過(guò)水平鉆機(jī)配合原位探測(cè)裝置對(duì)地層進(jìn)行原位探測(cè)從而保證工程施工的安全，保護(hù)廣大施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全和工程的正常進(jìn)行顯得格外重要。現(xiàn)有的探測(cè)工藝步驟是先鉆孔到指定位置后，再將探測(cè)裝置送入孔底探測(cè)，探測(cè)完畢后回收探測(cè)裝置并將探測(cè)裝置探得的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，能夠滿足短距離探測(cè)作業(yè)需求但是也存在相應(yīng)的問(wèn)題:一個(gè)完整的探測(cè)作業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的采集時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且無(wú)法實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其次測(cè)試裝置安裝在鉆桿上容易脫落且需提鉆讀取數(shù)據(jù)，增加了輔助作業(yè)的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種操控方便，可大幅度提升探測(cè)深度，且具有探測(cè)效率高、數(shù)據(jù)傳輸迅速、可大幅度縮短作業(yè)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)的適用于水平鉆機(jī)的原位探測(cè)工藝。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種適用于水平鉆機(jī)的原位探測(cè)工藝，其采用的水平鉆機(jī)包括支撐架、鎧裝電纜、直纜機(jī)構(gòu)、送纜機(jī)構(gòu)、沖洗水泵、馬達(dá)、動(dòng)力頭、鉆桿、旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器、全面鉆進(jìn)鉆具、原位測(cè)試裝置、打撈器及推進(jìn)油缸、光電滑環(huán)、數(shù)據(jù)采集裝置及電腦；所述直纜機(jī)構(gòu)和送纜機(jī)構(gòu)固定在支撐架上；推進(jìn)油缸一端與支撐架鉸接，另一端通過(guò)連接塊與動(dòng)力頭連接，動(dòng)力頭置于支撐架上的滑軌上，推進(jìn)油缸的活塞桿伸縮能帶動(dòng)動(dòng)力頭在滑軌上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆桿純壓入；動(dòng)力頭通過(guò)主動(dòng)鉆桿連接鉆桿，驅(qū)動(dòng)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)；所述鎧裝電纜繞在存儲(chǔ)架上，鎧裝電纜的一端通過(guò)光電滑環(huán)與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置與電腦連接；鎧裝電纜另一端穿過(guò)直纜機(jī)構(gòu)、送纜機(jī)構(gòu)、密封接頭與鉆桿內(nèi)的打撈器連接；密封接頭安裝在動(dòng)力頭上，密封接頭連通主動(dòng)鉆桿的內(nèi)腔；堅(jiān)硬巖石地層探測(cè)時(shí)，打撈器的打撈頭與全面鉆進(jìn)鉆具的撈矛頭連接，松軟地層探測(cè)時(shí)，打撈器的打撈頭與原位測(cè)試裝置的撈矛頭連接，實(shí)現(xiàn)在貫入路徑上采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力等原位測(cè)試數(shù)據(jù)；沖洗水泵的出水口通過(guò)旋轉(zhuǎn)給水裝置與主動(dòng)鉆桿內(nèi)腔連通，旋轉(zhuǎn)給水裝置設(shè)置在動(dòng)力頭上；旋轉(zhuǎn)卡盤、夾持器靠近支撐架前端設(shè)置，旋轉(zhuǎn)卡盤用于實(shí)現(xiàn)鉆桿與繩索取心外管鉆具之間的連接；夾持器用于對(duì)鉆桿夾持固定；

包括以下步驟：

步驟1：將鉆桿通過(guò)旋轉(zhuǎn)卡盤旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與主動(dòng)鉆桿連接，將鎧裝電纜的一端通過(guò)光電滑環(huán)與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置與電腦連接；鎧裝電纜另一端穿過(guò)直纜機(jī)構(gòu)、送纜機(jī)構(gòu)、密封接頭與鉆桿內(nèi)的打撈器連接，將沖洗水泵連接到動(dòng)力頭上；

步驟2：當(dāng)?shù)貙訛檩^軟地層時(shí)，將1根帶原位探測(cè)裝置的內(nèi)管放入繩索取心外管鉆具內(nèi)，通過(guò)推進(jìn)油缸的活塞桿的伸出，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭在支撐架滑軌上向前移動(dòng)，從而繩索取心外管鉆具內(nèi)的原位探測(cè)裝置前端探測(cè)頭壓入地層在貫入路徑上，原位探測(cè)裝置采集地層的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力等原位測(cè)試數(shù)據(jù)并通過(guò)鎧裝電纜傳導(dǎo)信號(hào)到數(shù)據(jù)采集裝置，通過(guò)電腦實(shí)時(shí)進(jìn)行分析直至回次結(jié)束；

當(dāng)?shù)貙訛閹r石地層時(shí)，將1根空的全面鉆進(jìn)鉆具放入繩索取心外管鉆具內(nèi)，通過(guò)推進(jìn)油缸的活塞桿的伸出驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭在支撐架滑軌上向前移動(dòng)，同時(shí)動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)繩索取心外管鉆具內(nèi)的全面鉆進(jìn)鉆具實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，同時(shí)沖洗水泵泵出的水流經(jīng)繩索取心外管鉆具出水口到達(dá)孔底，對(duì)繩索取心外管鉆具鉆頭進(jìn)行冷卻，并攜帶孔底巖粉沿鉆桿和孔壁間的環(huán)狀間隙上返至孔口；