[发明专利]一种涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法有效

专利信息
申请号: 202010575186.9 申请日: 2020-06-22
公开(公告)号: CN111677513B 公开(公告)日: 2021-06-29
发明(设计)人: 程桦;孙家应;姚直书;王志根;林键;荣传新;王晓健;宋海清 申请(专利权)人: 安徽理工大学
主分类号: E21D5/04 分类号: E21D5/04
代理公司: 北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙) 11387 代理人: 刘春成;刘素霞
地址: 232001 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 涌水溃砂 扰动 深厚 松散 地层 地面 注浆成孔 方法
【权利要求书】:

1.一种涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述地面注浆成孔方法包括以下步骤:

步骤S1,将地层划分为三段,三段地层分别为常规段、地层交替段、涌水溃砂段;

步骤S2,对钻塔进行水平度校正及浇注水泥台,安装钻机并校准钻机的水平度和垂直度;

步骤S3,对钻具进行改进,采用多级套管组成的宝塔式钻具进行组合钻孔,并采用套管环套+多级缩孔的方式进行钻孔和护孔;

所述步骤S3中的宝塔式钻具包括钻头和多级套管,所述钻头为由不同尺寸的圆钻铤组成的满眼防斜钻头,所述多级套管为具有多级尺寸的套管连接而成;

所述多级套管环套的方式为利用相邻两级套管的重叠环套对易扰动松散环水层及时进行保护,防止含水层塌落;

步骤S4,对步骤S1中的三段地层逐层进行钻进,形成钻孔;

所述步骤S4中针对常规地层的钻进方法为:

步骤S401,采用一级钻具,用钻铤加压的方式进行钻进;

所述步骤S4中针对地层交替段的钻进方法为:

步骤S402,在地层界面及软硬互层界面范围内,采用轻压吊打的钻进方式进行,对钻孔进行上下撸孔,直至钻具上下阻力小于初期阻力时再进行钻进,并增大泥浆稠度、观察泥浆流量;待通过地层界面及软硬互层界面后,立即安放套管;

所述步骤S4中针对涌水溃砂的钻进方法为:

步骤S403,当遇涌水溃砂层时,采用轻压慢转的方式进行钻进,对钻孔进行上下撸孔,直至钻具上下阻力小于初期阻力时安装套管,再进行钻进,撸孔后待通过涌水溃砂层后,进行钻孔测斜,更换下一级钻具进行钻进,利用重叠套管护孔,以降低易扰动松散含水层反复钻捣的几率;

所述步骤S401中,钻进过程中每次钻进50m时进行测孔一次,从而保证钻孔的垂直度;

所述步骤S402中采用轻压吊打的钻进方式的位置为地层界面及软硬互层界面上下5m范围内,且上下撸孔的钻进距离为1.5m,上下撸孔后再进行钻进的钻具的上下阻力小于初期阻力的30%,水泥浆液的流量为35L/min;

所述步骤S403中采用轻压慢转的方式进行钻进的位置为距涌水溃砂层7~9m处,且上下撸孔的钻进距离为0.5m,上下撸孔后再进行钻进的钻具的上下阻力小于初期的20%;

步骤S5,检测步骤S4中形成的钻孔的裂隙情况和胶结特性,并对钻孔进行清孔。

2.如权利要求1所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述步骤S1还包括步骤S101,注浆前对地层土体参数进行分析,然后建立立井井筒治理修复地面钻孔注浆效果检测标准为:

深度小于600m的井筒,漏水量不超过6m3/h;

深度大于600m的井筒,漏水量不超过10m3/h。

3.如权利要求2所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述步骤S1中划分地层时的根据是地质勘探报告以及地质属性。

4.如权利要求2所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述立井井筒的出水点的漏水量不超过0.5m3/h。

5.如权利要求1所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括如下步骤:

步骤S201,对钻塔的水平度进行校正,在钻塔的四角处浇注水泥台,并对水泥台的水平度进行校正,确保水泥台处于水平状态,并在水泥台上铺设基台木;

步骤S202,安装钻机,并校准钻机的水平度和垂直度。

6.如权利要求5所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,对水泥台的水平度进行校正时采用水准仪进行校正。

7.如权利要求5所述涌水溃砂扰动深厚松散地层地面注浆成孔方法,其特征在于,所述钻塔的水平度控制在±1%,钻机的水平度和垂直度校准的控制值为1%。

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