论文部分内容阅读
摘 要：水利水电在经济的建设中是十分重要的，水利水电对偏远山区的经济有着促进作用，人们生活水平的提高，对水利水电的要求更高，人们在水力和水电的使用上是非常大的，用电的需求量在逐渐的增多，而且现在水力水电工程也变得非常复杂，水力水电的建设工作受着地质条件的影响，增加了施工的难度，钻探施工作为水力水电施工的重点，对水力水电的施工起着关键性的作用。本文是对水力水电施工中的钻探施工技术进行分析，为相关的研究提供借鉴。
水力水电的施工是一种基础性工程，钻探施工作为水力水电施工中比较重要的一个组成部分，对水力水电的施工是十分重要的。钻探的施工在水力水电中扮演着重要的角色，要想保证钻探施工的质量，就要做好施工过程的控制工作，将钻探施工做好。本文就是结合某市的具体工程进行水力水电钻探工程的基本施工，让这一复杂的施工工艺变得简单，达到水力水电施工的目标。
1 工程案例简单概述
某市的水电站是白云岩，这种结构的岩石凝胶性差，容易出现破碎，而且不易完整，这种结构的岩层在施工的时候是极为困难的，由于岩石的易碎性，通过对现代化的钻进工艺和现有的技术装备，对钻探工程进行基本的了解，在本次工程中需要考察地形和地质，将钻探的工艺流程、技术设备、规格参数、护壁和预防措施这几项工作做好，提高本次工程的取蕊质量，在保证工程效益和质量的基础上，让工程顺利完工。
2 水力水电施工技术需要做的准备工作
2.1 仪器
随着经济的发展，水力水电工程的施工需要跟上时代发展步伐，引进先进的技术和设备，应用到水力施工中，尤其是在钻探施工中，复杂的地形，需要使用先进的仪器和设备才能做好基本的施工工作，例如勘探仪器和检测设备，使用的新技术和设备，可以提高测量的精准度，改变了传统钻探技术存在的测量不准确的缺陷，提高了精确度，因此，在水利水电的施工中，良好的仪器、先进的技术可以提高钻探的效率和准确性。
2.2 CAD技术的应用
CAD技术就是一种应用软件，将CAD技术应用到钻探施工中，就是将计算机技术应用到钻探中，计算机在工程的施工中已经被广泛的应用，在钻探施工中使用计算机技术，可以增加测量的准确性，尤其是在数据的计算上，还可以利用计算机进行勘探，勘探具体的地址情况，提高了施工的有效性。
2.3 钻探技术
钻探技术在水利水电中是经常使用的，在本次钻探施工中，由于是白云岩，这种岩层在钻探的过程中存在着取蕊率低的情况，如果使用了传统的钻探技术，就要对整体的施工进行处理，要在施工的过程中，进行地质的勘探，了解具体的工程情况，根据具体的工程情况，完善钻探技术，尤其是地质的状况中岩石的种类问题，应该将岩石的特点与具体的工程相结合，解决岩石对钻探施工的影响。
3 钻探技术的应用
钻探施工技术需要准备好钻具，钻具是单动单管铝合金的钻具，在钻探工具的基础上，使用无泵反循环工艺来对已经风化的岩石进行强化，减少风化现象的出现。在对岩石进行强化处理的时候，要根据岩石的等级来确定，由于白云岩的情况是比较复杂的，因此，会对岩石的等级进行基本的处理，如果白云岩的级别在五级以内，就要使用无泵反循环和扩孔的方法来进行钻探处理。
为了解决硬质合计钻进工艺中出现的效率低下的问题，容易出现烧钻和抱钻的事故，针对这两种常见事故，结合铝合金工艺，对钻探具和钻头根据本工程的具体应用进行改动，对白云岩进行处理，改进钻进工艺。
由于白云岩层比较软，而钻探技术主要是通过轴心加在单动单管铝合金钻具上的压力来获取岩石，在这种地层的施工中，需要使用高压钻，高压钻可以提高钻探的成孔效率，提高钻探的施工质量，为了实现孔底的局部反循环功能，避免短时间内出现的摩擦生热的现象，需要经常提动钻具。
4 钻探施工技术施工要点
4.1 常规硬质合金钻头内外出刃为1.0～1.5mm，则岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙为1.0～1.5mm。白云岩为沉积碳酸盐，高温环境下，生成用作膨胀剂的氧化镁和氧化钙的混合物，这种混合物的膨胀率大。在钻头克取岩石及钻具在岩层中回转，会因摩擦而产生热量，使岩芯膨胀，使岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙不足1mm，使得岩芯进入岩芯管的阻力加大，阻力大于钻机带动钻具获得进尺所克服的阻力时，造成因“堵钻”而无法获得正常进尺，被迫起钻，取出岩芯管内岩芯后重新下钻，增加钻进的辅助时间。
虽然岩芯采取率高，但岩芯扰动大、品质差，仍然影响岩芯采取质量。采取的措施是：将硬质合金钻头内外出刃增加到2.5～3mm，底刃按分区破碎方式排列，给岩芯因磨擦生热产生膨胀留有空隙，岩芯管与岩芯环状保持一定的间隙。
4.2 通过钻具提起一定高度（一般为0.3～0.5m），使孔底产生负压，钻具与岩层环状的泥浆沿间隙流入孔底，再下压钻具，孔底泥浆在压力作用下，会沿着岩芯与钻具内环间隙向上流动，形成无泵反循环，钻头在较大压力，慢速回转状态下，克取岩层获得进尺。钻进过程中岩芯一般是连续不断的，岩芯扰动小、品质好，岩芯采取质量满足规范要求，回次进尺可达0.8～1.5m，钻进效率高。
4.3 若改变硬质合金钻头的内外刃及底刃，运用无泵反循环及调整钻进参数措施后，仍不能有效避免“抱钻”、“烧钻”事故，还可采用钻扩结合的钻进方法。正常钻进的粗径钻具在大一级IZl径内回转长度控制在2/3左右，增加正常钻进粗径钻具的环状空间，有效避免事故发生。但扩孔过程中，值得注意的是一定要加大提动钻具的频率，否则会造成“抱钻”、“烧钻”附加事故。当发生微“抱钻”、烧钻事故时，不要急于处理，停机10min后，待岩层及钻具冷却后，再开动钻机，事故就可能得到解决。
通过上述工艺技术，有效预防和减少了孔内事故，较大地提高了岩芯采取质量和钻进效率，大大降低了钻探成本，并在单位规定时间内顺利完成了某市下坝水电站现场地质勘探工作，为钻探施工奠定坚实的基础，为施工单位创造了良好的经济效益和社会效益。
5 结论
综上所述，水利水电工程的建设需要多种技术综合使用，才能保证工程的高质量。而钻探施工是水力水电工程中的主要施工技术，需要通过严格的质量控制措施，对其进行实时的监控以及检查，才能保证钻探质量。在钻探的过程中，需要根据工程的自然地质情况以及施工需求等确立各项参数，这样钻探施工才能取得较好的结果。
参考文献
[1]王树峰，张会竞，李志彬.论水利水电工程建筑的施工技术及管理[J].黑龙江科技信息，2011（11）：78-79.
[2]李艳丽.刍议灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（23）：11-12.
[3]林华虎，甘杰，林大明.绳索芯钻进技术在水利水电超深孔钻探中的应用[J].水利水电工程设计，2012，31（02）：49-51.
水力水电的施工是一种基础性工程，钻探施工作为水力水电施工中比较重要的一个组成部分，对水力水电的施工是十分重要的。钻探的施工在水力水电中扮演着重要的角色，要想保证钻探施工的质量，就要做好施工过程的控制工作，将钻探施工做好。本文就是结合某市的具体工程进行水力水电钻探工程的基本施工，让这一复杂的施工工艺变得简单，达到水力水电施工的目标。
1 工程案例简单概述
某市的水电站是白云岩，这种结构的岩石凝胶性差，容易出现破碎，而且不易完整，这种结构的岩层在施工的时候是极为困难的，由于岩石的易碎性，通过对现代化的钻进工艺和现有的技术装备，对钻探工程进行基本的了解，在本次工程中需要考察地形和地质，将钻探的工艺流程、技术设备、规格参数、护壁和预防措施这几项工作做好，提高本次工程的取蕊质量，在保证工程效益和质量的基础上，让工程顺利完工。
2 水力水电施工技术需要做的准备工作
2.1 仪器
随着经济的发展，水力水电工程的施工需要跟上时代发展步伐，引进先进的技术和设备，应用到水力施工中，尤其是在钻探施工中，复杂的地形，需要使用先进的仪器和设备才能做好基本的施工工作，例如勘探仪器和检测设备，使用的新技术和设备，可以提高测量的精准度，改变了传统钻探技术存在的测量不准确的缺陷，提高了精确度，因此，在水利水电的施工中，良好的仪器、先进的技术可以提高钻探的效率和准确性。
2.2 CAD技术的应用
CAD技术就是一种应用软件，将CAD技术应用到钻探施工中，就是将计算机技术应用到钻探中，计算机在工程的施工中已经被广泛的应用，在钻探施工中使用计算机技术，可以增加测量的准确性，尤其是在数据的计算上，还可以利用计算机进行勘探，勘探具体的地址情况，提高了施工的有效性。
2.3 钻探技术
钻探技术在水利水电中是经常使用的，在本次钻探施工中，由于是白云岩，这种岩层在钻探的过程中存在着取蕊率低的情况，如果使用了传统的钻探技术，就要对整体的施工进行处理，要在施工的过程中，进行地质的勘探，了解具体的工程情况，根据具体的工程情况，完善钻探技术，尤其是地质的状况中岩石的种类问题，应该将岩石的特点与具体的工程相结合，解决岩石对钻探施工的影响。
3 钻探技术的应用
钻探施工技术需要准备好钻具，钻具是单动单管铝合金的钻具，在钻探工具的基础上，使用无泵反循环工艺来对已经风化的岩石进行强化，减少风化现象的出现。在对岩石进行强化处理的时候，要根据岩石的等级来确定，由于白云岩的情况是比较复杂的，因此，会对岩石的等级进行基本的处理，如果白云岩的级别在五级以内，就要使用无泵反循环和扩孔的方法来进行钻探处理。
为了解决硬质合计钻进工艺中出现的效率低下的问题，容易出现烧钻和抱钻的事故，针对这两种常见事故，结合铝合金工艺，对钻探具和钻头根据本工程的具体应用进行改动，对白云岩进行处理，改进钻进工艺。
由于白云岩层比较软，而钻探技术主要是通过轴心加在单动单管铝合金钻具上的压力来获取岩石，在这种地层的施工中，需要使用高压钻，高压钻可以提高钻探的成孔效率，提高钻探的施工质量，为了实现孔底的局部反循环功能，避免短时间内出现的摩擦生热的现象，需要经常提动钻具。
4 钻探施工技术施工要点
4.1 常规硬质合金钻头内外出刃为1.0～1.5mm，则岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙为1.0～1.5mm。白云岩为沉积碳酸盐，高温环境下，生成用作膨胀剂的氧化镁和氧化钙的混合物，这种混合物的膨胀率大。在钻头克取岩石及钻具在岩层中回转，会因摩擦而产生热量，使岩芯膨胀，使岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙不足1mm，使得岩芯进入岩芯管的阻力加大，阻力大于钻机带动钻具获得进尺所克服的阻力时，造成因“堵钻”而无法获得正常进尺，被迫起钻，取出岩芯管内岩芯后重新下钻，增加钻进的辅助时间。
虽然岩芯采取率高，但岩芯扰动大、品质差，仍然影响岩芯采取质量。采取的措施是：将硬质合金钻头内外出刃增加到2.5～3mm，底刃按分区破碎方式排列，给岩芯因磨擦生热产生膨胀留有空隙，岩芯管与岩芯环状保持一定的间隙。
4.2 通过钻具提起一定高度（一般为0.3～0.5m），使孔底产生负压，钻具与岩层环状的泥浆沿间隙流入孔底，再下压钻具，孔底泥浆在压力作用下，会沿着岩芯与钻具内环间隙向上流动，形成无泵反循环，钻头在较大压力，慢速回转状态下，克取岩层获得进尺。钻进过程中岩芯一般是连续不断的，岩芯扰动小、品质好，岩芯采取质量满足规范要求，回次进尺可达0.8～1.5m，钻进效率高。
4.3 若改变硬质合金钻头的内外刃及底刃，运用无泵反循环及调整钻进参数措施后，仍不能有效避免“抱钻”、“烧钻”事故，还可采用钻扩结合的钻进方法。正常钻进的粗径钻具在大一级IZl径内回转长度控制在2/3左右，增加正常钻进粗径钻具的环状空间，有效避免事故发生。但扩孔过程中，值得注意的是一定要加大提动钻具的频率，否则会造成“抱钻”、“烧钻”附加事故。当发生微“抱钻”、烧钻事故时，不要急于处理，停机10min后，待岩层及钻具冷却后，再开动钻机，事故就可能得到解决。
通过上述工艺技术，有效预防和减少了孔内事故，较大地提高了岩芯采取质量和钻进效率，大大降低了钻探成本，并在单位规定时间内顺利完成了某市下坝水电站现场地质勘探工作，为钻探施工奠定坚实的基础，为施工单位创造了良好的经济效益和社会效益。
5 结论
综上所述，水利水电工程的建设需要多种技术综合使用，才能保证工程的高质量。而钻探施工是水力水电工程中的主要施工技术，需要通过严格的质量控制措施，对其进行实时的监控以及检查，才能保证钻探质量。在钻探的过程中，需要根据工程的自然地质情况以及施工需求等确立各项参数，这样钻探施工才能取得较好的结果。
参考文献
[1]王树峰，张会竞，李志彬.论水利水电工程建筑的施工技术及管理[J].黑龙江科技信息，2011（11）：78-79.
[2]李艳丽.刍议灌浆施工技术在水利工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（23）：11-12.
[3]林华虎，甘杰，林大明.绳索芯钻进技术在水利水电超深孔钻探中的应用[J].水利水电工程设计，2012，31（02）：49-51.