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摘要:随着时代的发展以及科技的进步,钻探施工技术进入了快速发展的新时期,在很多的行业领域到得到了很广泛的应用。在钻探施工的过程中,受到很多因素的影响,钻孔经常会出现弯曲现象,严重的影响了钻探施工的质量。文章对钻探施工中钻孔弯曲的预防进行了研究。
关键词:钻探施工;钻孔弯曲;预防
前言:在进行钻探施工的过程中,经常会遇到各种各样的问题,例如,设计的钻孔与实际的钻孔之间会有较严重的差距,导致钻孔的弯曲现象。这种现象的产生严重的影响了钻孔施工的质量,因此,一定要采取相应的措施,对钻孔弯曲的现象进行预防。
1出现钻孔弯曲现象的主要原因
1.1地质因素
地质原因产生钻孔弯曲现象是不可避免的,岩石的主要构造和岩石的硬度对于钻孔的弯曲程度有很大的影响的,对于岩石来说,本身就具有层理和片理的特征,在进行钻孔施工的过程中,钻头会很容易受到岩石本身的倾斜程度的影响,很难对岩石进行破碎工作,最后,导致钻孔出现了弯曲的现象。
钻孔在从硬度比较高的岩层进入到硬度比较低的岩层的过程中,基本上还还能保证正常的工作效果,钻具在工作的过程中,可能会与岩石的垂直面产生偏离的现象,但是,上方的孔壁的硬度还是比较高的,进而影响了钻具的使用效率。
但是,相反的,在从硬度较低的岩层在进入到硬度降高的岩层的过程中,因为岩石软硬程度不同,所以,岩石的破碎效果也是不同的,进而在钻探施工的过程中就会很容易出现钻孔弯曲的现象。
1.2技术因素
在进行钻探施工的过程中,施工人员的施工技术对于施工质量有很重要的影响,但是,在大多数的情况下,都是可以通过一些人工的行为对这些问题进行预防和解决,出现钻孔弯曲的现象的原因主要几个方面:孔口的方向在实际的施工过程中,并不符合实际的要求,钻机的基础没有打好,并且,在施工的过程中,实际的钻具的尺寸并不符合相关的规定以及实际的地基情况。最后,导致了钻孔弯曲现象的出现。
为了保证一些岩石碎屑能够顺利的排出,钻头的直径一般情况下都要大一些,岩石壁与钻具之间一定是有空隙和距离存在的,钻头在进行工作的过程中,岩石扩壁的现象在所难免。
钻具在工作的过程中,出现弯曲其实也是一种正常的现象,钻杆柱本身具有良好的柔韧性,在压力的作用下,钻杆就会出现弯曲的现象,或者是会产生水平的分力,导致钻杆柱出现了变形、弯曲的现象。因此,施工人员的技术原因也会导致钻孔出现弯曲的现象[1]。
1.3工艺因素
钻具的具体使用方法和钻进实际参数,对于钻孔的弯曲程度也有很大的影响,不同的钻进方式,会产生不同的施工效果,产生的岩石破碎程度也是不一样的,钢制的钻具在工作的工程中,会使得钻孔产生很大的弯曲,硬质的合金钻具在使用的过程中,钻孔的弯曲程度相对来说属于中等,金刚钻的钻具在工作的过程中,产生的钻孔弯曲相对来说是比较小的。
因此,使用不同的钻具工艺,对于钻孔的弯曲程度有不同的影响效果。钻具在工作的过程中,通常都会围绕着自身的轴线进行工作,进而固定了倾斜面的方面,导致了钻孔弯曲现象的产生[2]。
钻具在使用的过程中,如果钻进的速度比较慢,冲洗液的使用量就会相应的增加,钻具与岩石接触的时间过长,孔壁的距离也就越大。在对软岩层进行施工时,就会对孔壁造成破坏。相反,如果钻具的工作速度太快,同样的也会使孔壁的距离变大,因此,技术人员在施工的过程中,一定要掌握好施工的力度,施工的工艺,要结合实际的施工现场情况再进行选择。
2钻探施工中钻孔弯曲的预防措施
2.1改善地质因素
2.1.1移动空位
在钻探施工的过程中,对孔位进行一定的移动,就是参照钻孔弯曲规律,预测钻孔的弯曲程度,以及钻孔的弯曲角度,对钻孔的具体位置以及偏移情况进行分析,然后按照相应的规律,对钻孔的位置进行重新的定义。具体的步骤如下:
首先,要在勘探的图纸上画出一条直线,直线的起点位置也就是钻孔的开孔位置,对于钻孔的实际位置要进行重点分析和研究。
其次,把画好的直线进行平移的工作,对钻孔的位置进行重点的设计,在直线平移的过程中,会与地表相交,相交的交点也就是新的钻孔点。如果在平移的过程中,出现角度倾斜不同的现象,方法和步骤和上述的内容相同。
2.1.2改变角度
钻孔在就进行原始的设计过程中,一般情况下都会有自己特定的角度,包括方位角和倾角等。如果最开始设计出来的倾角和方位角,在实际施工的过程中,不能满足实际施工需求,就需要对设计好的倾角和方位角進行调整和改变,或者根据具体的施工要求,在原有的角度基础上进行旋转和调整,保证方位角和倾角可以满足实际的施工需求[3]。
在进行倾角和方位角改变的过程中,一定要按照相应的规定和要求进行调整和改变,在进行调整之前,还需要对岩石的基本构造以及岩石的倾角等因素进行详细的了解和分析,保证调整角度的准确性和科学性,对于调整过程中出现的小的误差进行及时的调整。
2.1.3特殊地质注意事项
在对一些相对特殊的地质进行施工的过程中,例如松散的地层,需要使用泥浆来降低泵量,对于泥浆的选择上,要尽量选择一些品质高的泥浆类型,有效避免孔径的扩大的现象。如果在钻探施工的过程中遇到溶洞这样的情况,就需要对溶洞的具体情况进行预测,分析溶洞是否已经有填充物,如果溶洞内没用填充物,就可以把钻具放到溶洞底部,对溶洞的高度进行精准的测量,然后进行导正工作,钻具在进入溶洞大概一米之后,在进行相应的下套管工作,并进行处理。如果溶洞内已经有填充物,这个时候就需要加大冲洗液的使用量,进行详细的探底工作,精准的测量出溶洞的高度,之后在进行相应的处理。
对于正处在岩石发育期的岩层进行钻探工作的过程中,一定要保证岩层面与钻孔方向的垂直,要保持钻孔的锋利程度,对于那些破碎或者是裂隙的岩层进行钻探时,需要适当的降低参数和规程。
2.2控制钻进工艺
在进行钻探施工的过程中,如果遇到倾斜的岩层,钻进的方法要尽量是使用冲击回转钻进方式。
要根据的实际的岩层情况,选择与之相适应的钻具,例如,使用金刚钻的钻具,可以有效的防治倾斜,并且钻孔的弯曲程度也比较小,根据岩石具体的结构和特征,进行钻具、钻压的选择,保证钻进的稳定性和安全性,降低孔壁距离的同时,降低钻孔的弯曲程度[4]。
2.3控制钻进技术
钻进前的相关准备工作也是十分关键的,钻机的选择一定要符合国家的标准,性能稳定且安全。
设备的安装一定要引起重视,地基也要保证平稳,立轴以及空位的中心要和天伦的边缘在同一条直线上,在定位倾斜钻孔的过程中,立轴的位置一定要固定好,在钻具进行工作的工程中,也要进行定期的检查,对钻进过程中出现的偏差进行及时的矫正。
钻具在工作中过程中,要随着钻孔的不断加深而拉伸长度,钻孔管一定要严格按照事先设计好的位置和角度进行孔中,固定好位置。
总结:
在钻探施工的过程中,一定要预防好钻孔的弯曲现象,因为,钻孔的弯曲将直接影响钻探施工的工程质量。施工人员在进行施工的过程中,一定要对施工地点的岩层结构有一个详细的了解,针对不同的岩石特点,采取不同的钻探工艺,避免钻孔的弯曲现象,保证钻探工程施工质量。
参考文献:
[1]高健.谈谈钻探施工中钻孔弯曲的预防[J].世界有色金属,2016,21:40-41.
[2]王文田.煤田地质钻探中钻孔弯曲的危害与预防措施[J].黑龙江科学,2014,05:170.
[3]何波,薛刚,谷守卫.贵州洋水西翼矿区深孔钻探施工技术[A].中国地质学会探矿工程专业委员会.第十八届全国探矿工程(岩土钻掘工程)技术学术交流年会论文集[C].中国地质学会探矿工程专业委员会:,2015:8.
[4]朱泽淼.浅谈破碎地层钻探施工[J].科技风,2016,07:198.
关键词:钻探施工;钻孔弯曲;预防
前言:在进行钻探施工的过程中,经常会遇到各种各样的问题,例如,设计的钻孔与实际的钻孔之间会有较严重的差距,导致钻孔的弯曲现象。这种现象的产生严重的影响了钻孔施工的质量,因此,一定要采取相应的措施,对钻孔弯曲的现象进行预防。
1出现钻孔弯曲现象的主要原因
1.1地质因素
地质原因产生钻孔弯曲现象是不可避免的,岩石的主要构造和岩石的硬度对于钻孔的弯曲程度有很大的影响的,对于岩石来说,本身就具有层理和片理的特征,在进行钻孔施工的过程中,钻头会很容易受到岩石本身的倾斜程度的影响,很难对岩石进行破碎工作,最后,导致钻孔出现了弯曲的现象。
钻孔在从硬度比较高的岩层进入到硬度比较低的岩层的过程中,基本上还还能保证正常的工作效果,钻具在工作的过程中,可能会与岩石的垂直面产生偏离的现象,但是,上方的孔壁的硬度还是比较高的,进而影响了钻具的使用效率。
但是,相反的,在从硬度较低的岩层在进入到硬度降高的岩层的过程中,因为岩石软硬程度不同,所以,岩石的破碎效果也是不同的,进而在钻探施工的过程中就会很容易出现钻孔弯曲的现象。
1.2技术因素
在进行钻探施工的过程中,施工人员的施工技术对于施工质量有很重要的影响,但是,在大多数的情况下,都是可以通过一些人工的行为对这些问题进行预防和解决,出现钻孔弯曲的现象的原因主要几个方面:孔口的方向在实际的施工过程中,并不符合实际的要求,钻机的基础没有打好,并且,在施工的过程中,实际的钻具的尺寸并不符合相关的规定以及实际的地基情况。最后,导致了钻孔弯曲现象的出现。
为了保证一些岩石碎屑能够顺利的排出,钻头的直径一般情况下都要大一些,岩石壁与钻具之间一定是有空隙和距离存在的,钻头在进行工作的过程中,岩石扩壁的现象在所难免。
钻具在工作的过程中,出现弯曲其实也是一种正常的现象,钻杆柱本身具有良好的柔韧性,在压力的作用下,钻杆就会出现弯曲的现象,或者是会产生水平的分力,导致钻杆柱出现了变形、弯曲的现象。因此,施工人员的技术原因也会导致钻孔出现弯曲的现象[1]。
1.3工艺因素
钻具的具体使用方法和钻进实际参数,对于钻孔的弯曲程度也有很大的影响,不同的钻进方式,会产生不同的施工效果,产生的岩石破碎程度也是不一样的,钢制的钻具在工作的工程中,会使得钻孔产生很大的弯曲,硬质的合金钻具在使用的过程中,钻孔的弯曲程度相对来说属于中等,金刚钻的钻具在工作的过程中,产生的钻孔弯曲相对来说是比较小的。
因此,使用不同的钻具工艺,对于钻孔的弯曲程度有不同的影响效果。钻具在工作的过程中,通常都会围绕着自身的轴线进行工作,进而固定了倾斜面的方面,导致了钻孔弯曲现象的产生[2]。
钻具在使用的过程中,如果钻进的速度比较慢,冲洗液的使用量就会相应的增加,钻具与岩石接触的时间过长,孔壁的距离也就越大。在对软岩层进行施工时,就会对孔壁造成破坏。相反,如果钻具的工作速度太快,同样的也会使孔壁的距离变大,因此,技术人员在施工的过程中,一定要掌握好施工的力度,施工的工艺,要结合实际的施工现场情况再进行选择。
2钻探施工中钻孔弯曲的预防措施
2.1改善地质因素
2.1.1移动空位
在钻探施工的过程中,对孔位进行一定的移动,就是参照钻孔弯曲规律,预测钻孔的弯曲程度,以及钻孔的弯曲角度,对钻孔的具体位置以及偏移情况进行分析,然后按照相应的规律,对钻孔的位置进行重新的定义。具体的步骤如下:
首先,要在勘探的图纸上画出一条直线,直线的起点位置也就是钻孔的开孔位置,对于钻孔的实际位置要进行重点分析和研究。
其次,把画好的直线进行平移的工作,对钻孔的位置进行重点的设计,在直线平移的过程中,会与地表相交,相交的交点也就是新的钻孔点。如果在平移的过程中,出现角度倾斜不同的现象,方法和步骤和上述的内容相同。
2.1.2改变角度
钻孔在就进行原始的设计过程中,一般情况下都会有自己特定的角度,包括方位角和倾角等。如果最开始设计出来的倾角和方位角,在实际施工的过程中,不能满足实际施工需求,就需要对设计好的倾角和方位角進行调整和改变,或者根据具体的施工要求,在原有的角度基础上进行旋转和调整,保证方位角和倾角可以满足实际的施工需求[3]。
在进行倾角和方位角改变的过程中,一定要按照相应的规定和要求进行调整和改变,在进行调整之前,还需要对岩石的基本构造以及岩石的倾角等因素进行详细的了解和分析,保证调整角度的准确性和科学性,对于调整过程中出现的小的误差进行及时的调整。
2.1.3特殊地质注意事项
在对一些相对特殊的地质进行施工的过程中,例如松散的地层,需要使用泥浆来降低泵量,对于泥浆的选择上,要尽量选择一些品质高的泥浆类型,有效避免孔径的扩大的现象。如果在钻探施工的过程中遇到溶洞这样的情况,就需要对溶洞的具体情况进行预测,分析溶洞是否已经有填充物,如果溶洞内没用填充物,就可以把钻具放到溶洞底部,对溶洞的高度进行精准的测量,然后进行导正工作,钻具在进入溶洞大概一米之后,在进行相应的下套管工作,并进行处理。如果溶洞内已经有填充物,这个时候就需要加大冲洗液的使用量,进行详细的探底工作,精准的测量出溶洞的高度,之后在进行相应的处理。
对于正处在岩石发育期的岩层进行钻探工作的过程中,一定要保证岩层面与钻孔方向的垂直,要保持钻孔的锋利程度,对于那些破碎或者是裂隙的岩层进行钻探时,需要适当的降低参数和规程。
2.2控制钻进工艺
在进行钻探施工的过程中,如果遇到倾斜的岩层,钻进的方法要尽量是使用冲击回转钻进方式。
要根据的实际的岩层情况,选择与之相适应的钻具,例如,使用金刚钻的钻具,可以有效的防治倾斜,并且钻孔的弯曲程度也比较小,根据岩石具体的结构和特征,进行钻具、钻压的选择,保证钻进的稳定性和安全性,降低孔壁距离的同时,降低钻孔的弯曲程度[4]。
2.3控制钻进技术
钻进前的相关准备工作也是十分关键的,钻机的选择一定要符合国家的标准,性能稳定且安全。
设备的安装一定要引起重视,地基也要保证平稳,立轴以及空位的中心要和天伦的边缘在同一条直线上,在定位倾斜钻孔的过程中,立轴的位置一定要固定好,在钻具进行工作的工程中,也要进行定期的检查,对钻进过程中出现的偏差进行及时的矫正。
钻具在工作中过程中,要随着钻孔的不断加深而拉伸长度,钻孔管一定要严格按照事先设计好的位置和角度进行孔中,固定好位置。
总结:
在钻探施工的过程中,一定要预防好钻孔的弯曲现象,因为,钻孔的弯曲将直接影响钻探施工的工程质量。施工人员在进行施工的过程中,一定要对施工地点的岩层结构有一个详细的了解,针对不同的岩石特点,采取不同的钻探工艺,避免钻孔的弯曲现象,保证钻探工程施工质量。
参考文献:
[1]高健.谈谈钻探施工中钻孔弯曲的预防[J].世界有色金属,2016,21:40-41.
[2]王文田.煤田地质钻探中钻孔弯曲的危害与预防措施[J].黑龙江科学,2014,05:170.
[3]何波,薛刚,谷守卫.贵州洋水西翼矿区深孔钻探施工技术[A].中国地质学会探矿工程专业委员会.第十八届全国探矿工程(岩土钻掘工程)技术学术交流年会论文集[C].中国地质学会探矿工程专业委员会:,2015:8.
[4]朱泽淼.浅谈破碎地层钻探施工[J].科技风,2016,07:198.