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温泉井施工过程中埋钻的原因和处理方法

2017-05-12 11:30:15 邢台市龙翔钻探有限公司 阅读

温泉井施工过程中埋钻的原因和处理方法

     在旋挖钻机大口径施工过程中,塌孔埋钻、抱钻事故时有发生,但是事故发生的原因、事故状况和现场条件并不相同,因此采取的措施也不尽相同,有时可能需要使用几种处理的方法。本文着重描述埋钻的处理方法,并对处理工具进行了详细的描述,顺昌钻井在钻机施工中有着丰富的经验,下面来与大家分享一下埋钻后的处理,有喜欢的可以收藏。
       一、埋钻事故产生的原因
   1)松散的砂层、卵石层孔壁坍塌造成埋钻。
        一是在松散的地层进行成孔,泥浆比重小,不足以支撑孔壁,可能造成孔壁坍塌;二是由于地下水位很低,泥浆黏度小,在松散的卵石层,很可能造成孔内突然水位下降,孔壁不稳造成坍塌。
  (2)致密的砂层、粘土层孔底真空引起抱钻。
在钻进致密的砂层、粘土层时,由于钻头未及时修补或磨损过快,钻头边缘垫块磨损严重,再加上粘土缩颈或悬浮的砂下沉,钻头周边与孔壁之间没有间隙,形成活塞效应,使得钻头难以提出从而抱钻。
   (3)钻进过深,摩擦力大于提拔力而造成的抱钻。
夜里施工时,人员处在困乏状态,很容易使钻进进尺过大,造成钻头底部干烧烧结,再加上侧壁摩擦力过大造成埋钻。泥浆质量有问题时会导致沉渣过多,如机手缺乏经验,清渣时由于负载轻、钻进太深,也会导致埋钻。
     (4)地层水位过高,形成水的负压造成埋钻。
在地下水位较高的地层施工时,必须控制水头高度。如在钻800mm的基孔时,每次钻头提出地面,孔内泥浆面就会下落3m左右,如果地下水位高于3m,就会形成负压,孔壁在长期负压下会发生坍塌甚至埋钻。
     (5)上部回填过厚,护筒底部坍塌造成埋钻。
有些基桩需在厚回填层上施工,而回填层又不密实,粘聚力很小,当使用较短护筒时,护筒底部回填受变水位影响,粘聚力几乎消失,从而造成桩孔上口坍塌埋钻。
      (6)钻机出现故障,钻头钻杆不能取出造成埋钻。
钻机发生故障或钢丝绳断裂,钻杆未能及时提出,钻头在孔底时间过长,孔壁因长时间浸泡而坍塌。
       二、埋钻事故的处理
        埋钻或抱钻事故发生后,应及时调整泥浆性能,控制事故继续扩大,并及时分析原因采取相应措施,以免错过最佳处理时机。埋钻的处理可以总结成“清、透、顶、炸、扩、捞、砸、挖”等方法和步骤。
         1、沉渣的处理
         “清”即清渣洗孔。清渣可用正反循环、高喷或用洗井管空压机进行,清渣应根据地层确定泥浆质量和所用清孔设备,避免造成捞钻过程中二次塌孔事故的发生。利用空压机洗孔示意图如图1所示。

地热井

         2、钻杆钻头的打捞
         (1)有些情况下,处理埋钻事故的关键是疏通孔底与钻头上部之间的通道,使钻头底部与上部形成连通器,避免活塞效应,即为“透”。为了能够形成连通器,一般在孔边打几个比事故孔深的孔,用高压旋喷进行摆喷,如图2所示。用于通路形成,转动动力头同时增加主绳提拔力,有可能将钻杆和钻头一起提出。有的处理方案采用反循环钻机与扩孔钻头相结合。

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          (2)“顶”即用千斤顶钻杆,是处理埋钻最常用的力一法。用千斤顶需要有一个坚实的平台,并在钻杆上加焊千斤顶施力板,如图3所示。用3cm肋板与钻杆焊接,顶板与肋板及钻杆焊牢,并将2块顶板连接。工字钢采用60 x 100cm规格,并用连接板连接。千斤顶控制系统应联动加压。一般钻杆上部连接的卡环或直销,其所能承受的极限载荷为180kN左右,在千斤顶联动加压至150kN后,应逐步提高压力,并在每提高3到5kN压力后停滞1h左右,等待土层蠕变效应的发挥。加压的同时转动动力头。使用千斤顶的结果可能有几种:一是钻头钻杆全部顶出;二是钻头顶盖或斗门破坏,钻杆连同破坏的钻头顶出;三是钻杆内杆卡环或直销顶断,内杆和钻头留在孔内;四是钻杆从有旧裂痕处破裂,部分钻杆和钻头留在孔内。

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           (3)“炸”即孔底爆破。如果洗孔后还不能提起,可以利用炸药定位爆破将钻头炸坏,提出钻杆,如图4所示。一般利用这种方法处理事故的基桩孔都已接近设计深度,经设计校验能够达到承载力要求,爆破后可直接灌注。

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          (4)“扩”即利用比钻头大10cm左右的扩孔钻头扩孔至钻头斗门以下,然后进行钻杆钻头的捞取。扩孔钻头可利用比原有护筒直径小10cm的护筒改制,改制力一法如图5所示。

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         (5)打捞钻头或钻杆可以用“套、卡、钩”的力一法。如果是钻杆内心断裂,连钻杆带钻斗遗留在孔内,扩孔和洗孔清渣后,可以下潜水员套住钻杆钻具。当埋深较浅时也可用钢筋支架套取钻杆,如埋钻较深时扩孔清理沉渣后可用卡板打捞器进行打捞,卡板打捞器如图6所示;当沉渣较厚时,也可制作套取器,如图7所示,将提引器用自制钢销固定在三节钻杆上,将锅底形打捞器也固定在同节钻杆上。打捞器直壁高度应大于钻头力一头高度,以保证其内所焊的钢丝绳能够清渣到位。清渣时钢丝绳套可固定在动力头上,以保证绳套与钻杆同步。

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