[發明專利]一種松散地層的鉆探取芯施工方法

在審

• 申請號: 202310247547.0
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116464410A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 康旭;譚海軍;于光文;尤蘇南
• 申請（專利權）人: 中化學土木工程有限公司
• 主分類號: E21B25/00
• 分類號: E21B25/00;E21B21/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安

本發明提出了一種松散地層的鉆探取芯施工方法，針對松散地層膠結度差的地質結構，該施工方法通過觸探儀的重錘將探頭砸入目標地層形成鉆孔，再用水泥漿注入鉆孔，待水泥漿與鉆孔內地質結構固結成一體后再進行鉆探取芯，避免了直接鉆探使地芯巖樣破損的情形，該鉆探方法可以取得更加完整的地芯巖樣，方便后續對地芯巖樣的測試工作。本發明施工方法中，注入鉆孔的水泥漿會自然向鉆孔周側以及鉆孔底部方向滲透，并與鉆孔內的地質結構固結成一體，增加了松散地層的膠結度，使得原本易脫落、易松動的硬質石結構更加牢固的“粘”在孔壁上，使得鉆探取芯形成的鉆孔孔壁完好，避免出現漏水、坍塌以及卡鉆現象。

技術領域

本發明屬于地質勘探技術領域，涉及到一種松散地層的鉆探取芯施工方法，具體涉及一種適用于卵石層、碎石土層的鉆探取芯施工方法。

背景技術

地質勘探在地球科學研究工程、地質資源勘探開發、礦山井下工程、工程地質勘察、巖土與地基工程、地質災害治理工程、地下管線鋪設工程、國防工程以及星球極地探測均發揮重要作用。鉆探工藝是地質勘探中不可或缺的手段，技術人員通過鉆探工藝獲取地下巖層的地芯巖樣，通過對巖樣測試，揭示底下巖層的地質構造、巖性、產狀、層序等物理力學性質，為后續科研、建設工作提供保障。

目前對于卵石層、砂礫層以及碎石土層等松散地層的地質鉆探工作往往存在一些困難，由于這些松散地層的結構不穩定，膠結度差，采用常規鉆探取芯工藝獲取到的地芯巖樣往往是不完整的或破損的，存在取芯率低、取芯不連續的問題。同時，在常規鉆探取芯過程中，松散地層中存在的硬質石結構會因鉆探松動從而產生位移，時常從形成的鉆孔孔壁上脫離散落，使得鉆孔孔壁結構不完整，影響鉆探進度的，嚴重時可能會引起卡鉆、埋鉆現象的發生，加大鉆探的工時成本。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種松散地層的鉆探取芯施工方法。

本發明的技術方案如下：

一種松散地層的鉆探取芯施工方法，所采用的設備包括鉆機、觸探儀、探頭、第一鉆頭、第二鉆頭、第一鉆桿和第二鉆桿；所述第二鉆桿的管壁上設有若干與管腔連通的徑向通孔；所述探頭直徑R、第一鉆頭直徑R₁和第二鉆頭直徑R₂之間關系為：R₁≥R₂R；

所述施工方法包括：

1)配置水泥漿和沖洗液；

2)將所述第一鉆頭連接在第一鉆桿底部并裝配在鉆機上，利用鉆機在目標地層上方鉆孔，鉆至目標地層頂部后提鉆；

3)將所述探頭連接在第二鉆桿底部并裝配在觸探儀上，利用觸探儀將第二鉆桿和探頭沿鉆孔砸入目標地層，砸入深度為h₁；

4)將配置好的水泥漿通過第二鉆桿的管腔并由第二鉆桿管壁上的通孔注入鉆孔，注漿的同時將第二鉆桿和探頭緩慢拔出，直至水泥漿溢至步驟2.2)中鉆孔的初始深度；

5)清洗第二鉆桿和探頭，待鉆孔內的水泥漿自然凝固并與鉆孔內地質結構固結成一體；

6)將第二鉆頭連接在第一鉆桿底部并裝配在鉆機上，沿鉆孔方向進行低速鉆進，在鉆進過程中向鉆孔內通入沖洗液保護鉆孔，鉆入深度達h₂時提鉆取芯，h₂＝h₁+d；

7)不斷重復步驟3)～步驟6)的鉆探取芯過程，直至鉆至目標地層底部。

進一步地，所述第二鉆桿上的通孔設置在管壁底部且沿管壁圓周均勻分布。

進一步地，所述第二鉆桿設有N排沿管壁圓周均勻分布的通孔，相鄰兩排通孔之間間隔為D，N取值范圍在10～15，D的取值范圍在80～120mm。

進一步地，所述第二鉆桿的通孔分布區域長度范圍在0.8m～1.2m。