砂卵石层钻探护壁工艺分析

（辽宁省水利水电勘测设计研究院）

砂卵石层钻探护壁工艺分析

□高树伟徐庆功（辽宁省水利水电勘测设计研究院）

为了满足社会发展的实际需求，应加强调水工程建设，确保相关生产活动开展中水资源供应的充足性。在实施调水工程施工计划时，为了使这些计划能够在规定的时间内顺利完成，需要注重工程施工前勘察工作的落实，运用可靠的砂卵石层钻探护壁工艺提高调水工程勘察工作质量。与此同时，为了使这项工艺应用中能够达到工程建设的具体要求，应注重工艺实际作用效果的综合评估，促使调水工程勘察作业开展能够达到预期的效果，提升工程整体建设水平的同时增加工程经济效益与社会效益。基于此，文章将对调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺进行必要地分析。

调水工程；勘察作业；砂卵石钻探护壁工艺；经济效益；施工计划

0 引言

加强对调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺的有效分析，有利于优化工程的施工质量及安全性能，增强工程整体结构稳定性，促使后期施工计划实施中可能存在的安全隐患能够得到及时的排除，最大限度地发挥调水工程投入使用后的实际作用。因此，需要加强对工程勘察作业开展中砂卵石层钻探护壁工艺的深入理解，灵活运用该工艺完成相关的施工计划，实现调水工程施工效益最大化的发展目标。

1 调水工程砂卵石层地质特点及勘察难点

作为调水工程建设的重要组成部分，地质勘察作业的顺利开展，可以为施工区域不稳定地层的有效处理提供必要的参考依据。调水工程砂卵石地质特点及勘察难点主要包括：①整体的结构较为松散，胶结性差，砂卵石粒径大小有着一定的差异性；②钻探工艺使用中的钻进效率低、钻具损耗大，孔壁结构缺乏稳定性，可能会造成埋钻事故发生，事故发生后的处理过程复杂；③取芯有着一定的难度，对钻探护壁工艺要求非常高，需要施工人员保持实际操作的规范性，确保砂卵石层钻探作业计划实施能够达到工程建设的实际要求。

2 调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺使用要点分析

2.1 注重钻孔结构的有效设置

结合调水工程勘察作业计划要求，需要在使用砂卵石钻探护壁工艺时注重钻孔结构的有效设置，为后续作业计划的顺利实施打下坚实的基础。具体表现在：①尽量简化钻孔结构，保持开孔口径设置合理性；②尽量选择较大口径穿过砂卵石，所有钻探设备设置应达到调水工程建设及行业技术规范要求，避免出现钻孔偏斜现象出现。

2.2 选择可靠的钻头

钻探护壁工艺使用能否达到预期的效果，与钻头的性能可靠性有着一定的要求，需要选择可靠的钻头，确保钻进级配均匀性，钻进中应减少碎岩。在可靠的钻头作用下，可以破坏砂卵石既有的结构，降低其结构稳定性，确保调水工程勘察计划的顺利实施。选择符合钻探护壁工艺实际要求的钻头时，应注意：选择钻头内小、外出刃大的硬质合金钻头，减少钻进阻力；硬质合金镶焊时应采用用直镶式，优化钻头长期使用中的抗磨性及抗崩断性能。

2.3 增强护壁效果的技术措施

调水工程勘察砂卵石钻探护壁工艺使用中各种影响因素的存在容易造成钻探事故发生，影响着孔壁稳定性。因此，需要采取必要的技术措施增强护壁效果。这些措施主要包括：选择护壁性能良好的钻井液，保证成孔质量；选择低粘度、低密度、高分散性泥浆，增强壁结构稳定性；优化钻探工艺流程，加强泥浆比重控制，保持钻进操作良好性。

3 调水工程勘察砂卵石层各种钻探护壁工艺分析

3.1 清水钻进工艺

由于调水工程施工过程中存在着清水运距问题，影响着工程的施工进度。因此，需要结合松散砂卵石的结构特性，注重钻进工艺的有效选择。结合清水钻进工艺在砂卵石层钻探过程中的实际应用状况，可知其存在着无水压、粘聚性能差、孔口返水少等问题。同时，这种钻探工艺使用中塌孔、埋钻等事故发生率高，成孔质量差，取芯率较低，影响了钻探工艺实际作用的充分发挥，间接地降低了钻孔质量。因此，调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺选择中不宜使用清水钻进工艺。

3.2 泥浆护壁钻进工艺

泥浆主要由水、膨润土和火碱组成。泥浆护壁作用主要表现在两方面：一是泥浆的液态静压力可以抵减作用在孔壁上的土压力和孔隙水压力，并防止地下水进入孔内。二是隔水膜的形成要求土体具有一定的渗透性，否则很难在孔壁上形成隔水膜，而砂卵石层具有渗透性。

泥浆在液压作用下侵入砂卵石空隙中，泥浆中的水流走，而泥浆中的细小土颗粒则填补在砂卵石空隙中，同时泥浆凝胶体粘附在细小土颗粒上，固定了土颗粒的相对位置，泥浆的继续渗透使泥浆中的细小颗粒逐渐向砂卵石的深层空隙填充，从而堵塞水道，形成了隔水膜。此时，不同粒径大小的颗粒通过不断填充，逐渐达到了孔壁结构稳定性的具体要求。但是，在增强护壁效果的同时也会加大泥浆稠度，使得砂卵石之间既有的填充物间接地分离，造成了取芯困难现象的出现，难以满足调水工程地质勘察作业的具体要求。当使用泥浆护壁工艺取出较大的卵石时，难以真实地反映出砂卵石内部的真实状况，影响了钻探工艺计划的按期完成，需要钻探人员结合调水工程勘察作业的具体要求慎重地使用这种工艺。

3.3 SM植物胶护壁钻进工艺

这种钻探护壁工艺使用中包含了众多草本植物，各植物颜色有着一定的差异性，其主要成分为多糖类半乳聚糖、甘露聚糖等糖类。SM植物胶易溶于水，可以通过实际的操作获得低固相冲洗液。结合调水工程勘察砂卵石层钻探工艺要求，可将SD金刚石钻具与SM植物胶护壁钻具按照合理的方式配合使用，实现胶浆液加膨润土护壁，增强护壁效果。同时，SM植物胶护壁钻进工艺使用中具有良好的粘度、失水量较小，相比泥浆性能更加可靠，降低了砂卵石钻进过程中卡钻、埋钻事故发生率。同时，由于这种工艺使用时无需过多地捞取孔内余芯，保持了钻井作业高效性，最大限度地满足了钻探工艺的实际要求。

除此之外，SM植物胶使用中具有良好的润滑性能，减少了砂卵石钻进过程中的阻力，提高钻进效率的同时减少了资源消耗量，为钻机及钻具长期使用中工作性能的改善提供了可靠地保障，有利于延长钻进及钻具的使用寿命。而SD金刚石钻具使用中具有同心度好、稳定性强的优点，将其与SM植物胶钻具配合使用，有利于保持既有的岩状结构，保持岩芯高效采取的同时确保了孔内的清洁性，增强了调水工程勘察计划实施中获取数据的真实可靠性。因此，调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺选择中应注重SM植物胶护壁钻进工艺的有效利用，保证工程勘察作业计划实施有效性的同时提高钻进效率，能够达到调水工程建设的实际要求。

4 结语

综上所述，合理运用调水工程勘察砂卵石层钻探护壁工艺，有利于增强工程质量可靠性，优化调水工程的服务功能，加强对施工区域存在问题的及时处理，促使调水工程勘察作业计划能够在一定的时间内顺利完成，为工程建设目标的实现提供可靠地保障。因此，未来调水工程建设过程中落实勘察作业时，为了保证相关施工计划的安全实施，施工人员应提高对砂卵石层钻探护壁工艺的正确认识，合理地设置相关构件，优化工程结构，降低工程施工成本的同时增强砂卵石层的实际处理效果，保持调水工施工全过程的良好性。

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编辑：刘青

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