揭秘定向钻进中的"流砂",轻松应对工程地质难题!
- 发布时间:2023-08-27
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流砂层是埋藏于地下的饱含水,当工程揭露时引起渗透水流作用而发生流动的粉砂、细砂、亚粘土层。易稀释流散,无胶结性。定向钻在钻进中遇到流砂层,常发生坍塌垮孔、漏水、无法成孔。
流砂层在工程地质中分为砂土和砂砾石土。砂土无可塑性,干燥时呈松散状态,渗透性比土好,稍湿的砂土有假内聚力。砂砾石土指粒径大于2mm的颗粒质量超过全重50%的土。此种土渗透力强,干燥时呈松散状态,而级配良好的密实状态的砂土不塌方。
对于不稳定的流砂地层,通过泥浆来稳定孔壁很难,只能对一些较稳定的流砂地层,如稍湿的砂土、级配良好的密实状态的砂土,考虑通过泥浆来稳定孔壁。采用优质泥浆护壁,用水泥和水玻璃做固化剂进行注浆,定向钻在实际施工前应进行实验,适当提高泥浆度、增大粘度、降低失水,考虑其可泵性,与此同时,快速穿越。利用泥浆的护壁性及润滑性,配置优质泥浆作为扩孔时的泥浆。使用膨润土加少量纯碱和聚丙烯酰胺活性剂,配制成密度为1.15g/cm,粘度为25s, PH为9的泥浆。投入扩孔施工,减缓孔内坍塌现象的发生,起到一定的造壁、护壁的效果。
用注浆来加固流砂层的工法是将注入加固浆液来固化流砂层,再穿越。具体方法为:导向钻进结束之后卸下钻头,换上注浆管,将其放入孔中,注浆管放到流砂层底部,然后卸下钻杆。将钻孔两端用水泥或其他有效材料封起来,将注浆管拔出,换上钻杆,再进行扩孔铺管等工序。这种工法的关键是两端孔口要封好。
水泥封堵两端孔口;注浆液固结流砂,形成稳定孔壁,减少强度以降低难度;泥浆渗透性好,容易向周围砂层扩散;注浆压力控制重要,避免对地层造成破坏,损失严重。
在粘土层铺管,易产生糊钻头及糊扩孔器现象,减弱切削能力,产生较大阻力和扭矩。
在粘土质地层中进行定向钻施工,不必担心塌孔和泥浆流失。扩孔时碎屑形成近似胶体泥浆,可带出孔外。泥浆配制应降粘,以节约原材料,降低成本。
选择翼状切割型开式反向扩孔器进行第一次扩孔,易于钻屑越过扩孔器,避免液压锁形成。扩孔后需清孔,避免管道被拉挤扁。设备功率足够时,可以选择适当粗的扩孔器进行多次扩孔。