绳索取芯钻进技术在水利水电超深孔钻探中的应用
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主要 采取 了如下 几个 方 面 的技 术 措施 。
内造 成 套 管 起 拔 困难 。待 凝 后 再 换 ９ ５ｍｍ绳 索 取 心钻 具 钻 至 ３０ｍ，然 后把 ９ ｍ 钻杆 作 为套 ７ ５ｍ 管 下 人孑 内进 行 护 壁 ，最 后 用 ７ Ｌ ５ｍｍ绳 索 取 心
２１ ０ ２年 第 ３ １卷 第 ２期 ・Ｄ Ｈ ＷＲ Ｅ 水 利 水 电 工 程 设 计
・ ９・ ４
绳索取芯钻进技术在水利水电 超深孔钻探中的应用
林华虎 甘
摘 要
杰 林 大 明
以新疆某大型输水工程为实例 ，详细介 绍 了绳 索取 芯技术在水利水 电钻探 中的发展现状及应用前景 ，指 出了
ｍ 时 ，投 入 黏 土 球 止 水 ，然 后 下 人 ｑ１ ８ ｍ 套 ￣０ ｍ 管 ，用 水 泥把 孑 口完全 封 闭 ， 以防 止 岩 粉 返 回孔 Ｌ
３ 提 高 绳 索 取 心－ 进 质 量 的 主 要 技 术 措 施 －． ｉ． －钻 Ｉ 综 合几 年 来 的 实践 及 钻 进工 作 的经验 与教 训 ，
２ 钻探工艺方法
２１ 主 要设 备器材 配 置 ．
主要设备器材配置见表 ２ 。 ２２ 钻 孔 结构 ． 采 取 的具 体 方 法 是 在 钻 进 松 散 地层 时 ，采 用
・
５ ・ ０
表 ２ 主 要设 备 器材 配置
水 利 水 电 工程 设 计 ：
Ｄ Ｈ ・ ２１ ＷＲ Ｅ ０ ２年 第 ３ 卷 第 ２期 １
液 ，配方 ：水 ＋ １ ２ （ ％～ ％）“ Ｍ”植 物胶 干 粉 ＋５ Ｓ ％
注： 工程 钻 机 最 大 钻 深 １５０ｍ ０
纯碱 （ 或烧 碱 ） 。在完 整孑 段使 用清 水 加皂 化液 作 为 Ｌ
循环 液
ｌ０ｍｍ 的 合 金 钻 头 钻 进 ，当钻 进 到完 整 基 岩 ５ １
时 间 利 用 率 达 到 ４ ％ ；平 均 提钻 间 隔 为 １．８ｍ． ３ ２ ３ 最 大提 钻 间隔 为 ３ ． ，岩 心平 均 采取 率 在 ９ ％ ４８ ｉ ６ｎ ５ 以上 ，收到 良好 的经 济技 术 效果 。
Ⅸ级 ．风化层及构造发育部位岩石较破碎 ．存在
承压水
１ 工程地质概况
Ｂ
建议
文章编号 １０ — ９ ０ ２ １ ）２ ０ ４ — ３ ０ ７ ６ ８ ｛０ ２ ０ — ０ ９ ０
Ｔ ２ ３ 文 献标 识码 Ｖ２
绳 索 取 芯 钻 进 又 叫不 提 钻 取 芯 钻 进 ．这 种 取 芯 方 法 过 去 一 直 在 石 油钻 井 中 应 用 。该 技 术 目前 已广 泛 应用 于地 质 找矿 、冶 金 系统 、核工 业 系统 、 交 通 铁 路 的钻 探 施 工 上 ，具 有 良好 的 技 术 经 济 效
西 向和 北 西 西 向构 造 ．发 育 有 多条 深 大断 裂 。新
构 造运 动迹 象 明显 。
钻 孑 布 置在 区域性 活 断层 Ｆ 盘 。该 断层 规 Ｌ ７上
模 大 ，破 碎 带 宽 约 ５ ０ｍ，影 响 带 宽 约 １０ １。钻 ０ １ １
孔 揭 露 的 主要 地 层 岩 性 为 奥 陶 系 呼 独 克达 坂 组 灰 岩 夹 少 量 岩 屑 长 石 砂 岩 和 华 力 西 晚 期侵 入 的花 岗 斑 岩 、石 英岩 ，岩质 坚 硬 ．岩 石可 钻 性分 级属 Ⅶ一
型 工 程 的 相 继 开 发 ，坝 高超 过 ２０ｍ 的大 坝 也 越 ０ 来 越 多 。特 别 是 引水 式 电 站 的建 设 ，使 得 引 水 隧 洞 的埋 深 越 来 越 深 。这 就对 水 利 水 电钻 探 提 出 了 更 高 的要 求 。 近几 年 中水 北 方 勘 测 设 计 研 究 有 限 责 任 公 司 承 接 了 大量 设 计 孔深 在 ３０ｍ 以上 的钻 ０
孔 ．主 要工 程项 目见 表 １ 。 ２０ ０ ８年 在新 疆 某 调 水 工程 完 成 孔 深 为 ８ ５ｉ ８ ｎ
果 。但在水利水 电工程勘 探中却 长时间没有得到 很 好 的推 广应 用 。 近 几 年 随着 水 利 水 电技 术 的 发 展 ，一 些 超 大
表 １ 主要 工程 项 目完成 钻子 情 况 Ｌ
具 体 做 法 是 在 上 部 及 松 散 易 塌 孔 的 孑 段 。使 Ｌ
用 低 固相 泥浆 ：水 ＋４ ％膨润 土 ＋ｌ 膨 润土１ ％（ 纯碱
＋０１ ％水解 聚 丙烯 酰 胺 （ Ｈ ） ．５ Ｐ Ｐ ＋增 黏剂 （ 量 根据 加
浆 液 黏 度调 整 ） 。在 钻 进 至断 层 构 造带 孔 段 时 ，选 用 护壁 润 滑 效 果 较好 的 “Ｍ”植 物胶 无 固相 冲洗 Ｓ
该 调 水 工 程 输 水 隧 洞 穿 越 天 山 山脉 之 博 罗 科 努 山 ，隧 洞进 Ｅ洞底 高程 为 １２０ｍ；隧洞 出 Ｅ洞 ｌ ６ ｌ 底 高 程 为 １２０ｉ。 沿 线 地 面 最 大 高 程 ３７７Ｉ． ０ ｎ ７ Ｉ Ｔ 隧洞 最 大埋 深 ２２ ８ｍ。隧 洞全 长约 ４ ｍ。属深 ６ ２ｋ 埋 长 隧 洞 。工 程 区岩 性 复 杂 多 变 ，存 在 复 中的优 点，总结 了提高绳 索取芯钻进 效果 的技术措 施 ，并进 一步指 出当前 绳索取芯技 术在水利水 电钻探施工 中存在的 问题 ，对今 后在水 利水 电深孔钻探 中大力推广该技术具有一定 的指 导意义。 关键 词 绳 索取 芯 深孔钻探
中图分类号
技术措施
的钻孔 ，并 在孔 内进行 了地应力测试 、高压压水 试 验 、物 探 声 波 测 井 、地 温 测 量 、放 射 性 测 试 等 综 合 测 试 工作 。该 钻 孔 创 造 了在 水 利 水 电钻 探 施
工 深 度 的新 纪 录 ，处 于 国 内领 先 水 平 。该 钻 孔 历
时 ８ ，平 均 台月效 率达 到 ３ ４ｍ／ 台 ・ ） ５ｄ ５ （ 月 ，平 均
内造 成 套 管 起 拔 困难 。待 凝 后 再 换 ９ ５ｍｍ绳 索 取 心钻 具 钻 至 ３０ｍ，然 后把 ９ ｍ 钻杆 作 为套 ７ ５ｍ 管 下 人孑 内进 行 护 壁 ，最 后 用 ７ Ｌ ５ｍｍ绳 索 取 心
２１ ０ ２年 第 ３ １卷 第 ２期 ・Ｄ Ｈ ＷＲ Ｅ 水 利 水 电 工 程 设 计
・ ９・ ４
绳索取芯钻进技术在水利水电 超深孔钻探中的应用
林华虎 甘
摘 要
杰 林 大 明
以新疆某大型输水工程为实例 ，详细介 绍 了绳 索取 芯技术在水利水 电钻探 中的发展现状及应用前景 ，指 出了
ｍ 时 ，投 入 黏 土 球 止 水 ，然 后 下 人 ｑ１ ８ ｍ 套 ￣０ ｍ 管 ，用 水 泥把 孑 口完全 封 闭 ， 以防 止 岩 粉 返 回孔 Ｌ
３ 提 高 绳 索 取 心－ 进 质 量 的 主 要 技 术 措 施 －． ｉ． －钻 Ｉ 综 合几 年 来 的 实践 及 钻 进工 作 的经验 与教 训 ，
２ 钻探工艺方法
２１ 主 要设 备器材 配 置 ．
主要设备器材配置见表 ２ 。 ２２ 钻 孔 结构 ． 采 取 的具 体 方 法 是 在 钻 进 松 散 地层 时 ，采 用
・
５ ・ ０
表 ２ 主 要设 备 器材 配置
水 利 水 电 工程 设 计 ：
Ｄ Ｈ ・ ２１ ＷＲ Ｅ ０ ２年 第 ３ 卷 第 ２期 １
液 ，配方 ：水 ＋ １ ２ （ ％～ ％）“ Ｍ”植 物胶 干 粉 ＋５ Ｓ ％
注： 工程 钻 机 最 大 钻 深 １５０ｍ ０
纯碱 （ 或烧 碱 ） 。在完 整孑 段使 用清 水 加皂 化液 作 为 Ｌ
循环 液
ｌ０ｍｍ 的 合 金 钻 头 钻 进 ，当钻 进 到完 整 基 岩 ５ １
时 间 利 用 率 达 到 ４ ％ ；平 均 提钻 间 隔 为 １．８ｍ． ３ ２ ３ 最 大提 钻 间隔 为 ３ ． ，岩 心平 均 采取 率 在 ９ ％ ４８ ｉ ６ｎ ５ 以上 ，收到 良好 的经 济技 术 效果 。
Ⅸ级 ．风化层及构造发育部位岩石较破碎 ．存在
承压水
１ 工程地质概况
Ｂ
建议
文章编号 １０ — ９ ０ ２ １ ）２ ０ ４ — ３ ０ ７ ６ ８ ｛０ ２ ０ — ０ ９ ０
Ｔ ２ ３ 文 献标 识码 Ｖ２
绳 索 取 芯 钻 进 又 叫不 提 钻 取 芯 钻 进 ．这 种 取 芯 方 法 过 去 一 直 在 石 油钻 井 中 应 用 。该 技 术 目前 已广 泛 应用 于地 质 找矿 、冶 金 系统 、核工 业 系统 、 交 通 铁 路 的钻 探 施 工 上 ，具 有 良好 的 技 术 经 济 效
西 向和 北 西 西 向构 造 ．发 育 有 多条 深 大断 裂 。新
构 造运 动迹 象 明显 。
钻 孑 布 置在 区域性 活 断层 Ｆ 盘 。该 断层 规 Ｌ ７上
模 大 ，破 碎 带 宽 约 ５ ０ｍ，影 响 带 宽 约 １０ １。钻 ０ １ １
孔 揭 露 的 主要 地 层 岩 性 为 奥 陶 系 呼 独 克达 坂 组 灰 岩 夹 少 量 岩 屑 长 石 砂 岩 和 华 力 西 晚 期侵 入 的花 岗 斑 岩 、石 英岩 ，岩质 坚 硬 ．岩 石可 钻 性分 级属 Ⅶ一
型 工 程 的 相 继 开 发 ，坝 高超 过 ２０ｍ 的大 坝 也 越 ０ 来 越 多 。特 别 是 引水 式 电 站 的建 设 ，使 得 引 水 隧 洞 的埋 深 越 来 越 深 。这 就对 水 利 水 电钻 探 提 出 了 更 高 的要 求 。 近几 年 中水 北 方 勘 测 设 计 研 究 有 限 责 任 公 司 承 接 了 大量 设 计 孔深 在 ３０ｍ 以上 的钻 ０
孔 ．主 要工 程项 目见 表 １ 。 ２０ ０ ８年 在新 疆 某 调 水 工程 完 成 孔 深 为 ８ ５ｉ ８ ｎ
果 。但在水利水 电工程勘 探中却 长时间没有得到 很 好 的推 广应 用 。 近 几 年 随着 水 利 水 电技 术 的 发 展 ，一 些 超 大
表 １ 主要 工程 项 目完成 钻子 情 况 Ｌ
具 体 做 法 是 在 上 部 及 松 散 易 塌 孔 的 孑 段 。使 Ｌ
用 低 固相 泥浆 ：水 ＋４ ％膨润 土 ＋ｌ 膨 润土１ ％（ 纯碱
＋０１ ％水解 聚 丙烯 酰 胺 （ Ｈ ） ．５ Ｐ Ｐ ＋增 黏剂 （ 量 根据 加
浆 液 黏 度调 整 ） 。在 钻 进 至断 层 构 造带 孔 段 时 ，选 用 护壁 润 滑 效 果 较好 的 “Ｍ”植 物胶 无 固相 冲洗 Ｓ
该 调 水 工 程 输 水 隧 洞 穿 越 天 山 山脉 之 博 罗 科 努 山 ，隧 洞进 Ｅ洞底 高程 为 １２０ｍ；隧洞 出 Ｅ洞 ｌ ６ ｌ 底 高 程 为 １２０ｉ。 沿 线 地 面 最 大 高 程 ３７７Ｉ． ０ ｎ ７ Ｉ Ｔ 隧洞 最 大埋 深 ２２ ８ｍ。隧 洞全 长约 ４ ｍ。属深 ６ ２ｋ 埋 长 隧 洞 。工 程 区岩 性 复 杂 多 变 ，存 在 复 中的优 点，总结 了提高绳 索取芯钻进 效果 的技术措 施 ，并进 一步指 出当前 绳索取芯技 术在水利水 电钻探施工 中存在的 问题 ，对今 后在水 利水 电深孔钻探 中大力推广该技术具有一定 的指 导意义。 关键 词 绳 索取 芯 深孔钻探
中图分类号
技术措施
的钻孔 ，并 在孔 内进行 了地应力测试 、高压压水 试 验 、物 探 声 波 测 井 、地 温 测 量 、放 射 性 测 试 等 综 合 测 试 工作 。该 钻 孔 创 造 了在 水 利 水 电钻 探 施
工 深 度 的新 纪 录 ，处 于 国 内领 先 水 平 。该 钻 孔 历
时 ８ ，平 均 台月效 率达 到 ３ ４ｍ／ 台 ・ ） ５ｄ ５ （ 月 ，平 均