钻孔漏失产生的原因和堵漏方法

2017-01-26 14:48:16 0

钻孔漏失层是指地层被钻进以后,被送入孔内的泥浆液面高度不能维持且继续下降的那类地层,如风化、层冲积层、松散层, 由于胶结不良、结构疏松、渗透性强而产生漏失。

漏失和坍塌往往存在相关关系,因此要解决漏失和坍塌就要解决堵漏和护壁两大问题。 

解决钻孔漏失应选择合理的方法,将损失将至最低

1,漏失产生的原因

旋挖钻机钻进所遇地层大多是冲积、洪积不含水砂层、卵砾及卵石层,由于胶结不良,填充架空疏松,渗透性强。

2.漏失产生后的观察分析

一旦发现钻孔漏失,应详细记录漏失层的深度、层厚、漏失量大小,是否伴有塌孔,如伴有塌孔则要探清塌孔孔深、塌孔段厚度、孔径变化等,为下一步处理提供资料。 

孔内稳定水位与漏失层的关系:当在不含水的漏失层中发生孔底漏失时,则孔内没有稳定水位,即所谓全孔漏失;当在含水的漏失层中发生孔底漏失时,则孔内稳定水位与地下水位一致。

而在孔壁漏失时,若漏失层为非含水层,则孔内稳定水位将在漏失层之下;若漏失层为含水层,则孔内稳定水位视含水层水位的高度而决定,可能在漏失层之上,也可能在漏失层之间。孔内稳定水位可以在旋挖钻机钻斗提升后卸渣完下钻前用测钟或简易电测水位计测量。孔内稳定水位与漏失层关系如下图所示,而孔内动水位可以根据钻杆的湿痕位置来判断,靠动水位与静水位的差值大致可以判断漏失量的大小。

孔内稳定水位和漏失层关系

3.堵漏方法

首先以查明是孔底漏失还是孔壁漏失。有地下水位时还要弄清漏失层是在稳定水位之上、之中还是之下,以便于确定采取何种方法堵漏。有漏不堵,一方面造成泥浆大量漏失,会导致钻进成本的提高,更重要的是漏失严重后会导致钻孔压力平衡被破坏,孔壁失稳而垮孔,造成卡钻、埋钻事故,因此要根据漏失程度采取相应对策。

(1)漏失不严重时。选用低密度泥浆是预防漏失的有效方法,此外还应提高其黏度;若孔壁坍塌则要提高密度。如果钻孔不漏就不会坍塌时,则应以治漏为主;相反,若漏失强度很小、而孔壁不稳定,则应适当增加密度以防塌为主,并兼顾治漏(调节泥浆的黏度)。

履带方杆小型旋挖钻机图片

(2)漏失严重时。遇卵砾石层钻进绝大部分事故发生在孔壁保护方面,因此,保护孔壁是钻进卵砾石层的关键。堵漏方法有:

黏泥护壁:当卵砾石层极为松散、粒径较大、漏失严重时,可采用边钻进边造壁堵漏的方法保护孔壁。即每回次结束后向孔内投入黏土(或黄土),投入数量应以回次钻进深度而定,每回次0.8~lm,则投入黏土(或黄土)回填高度不得低于此值。若孔内无地下水还要向孔内倒入一定的水,下入钻斗捣实挤压(下短螺旋反转,挤压效果更好),回转挤压,有似砂浆抹墙一般,使黏土(或黄土)挤塞于卵砾石缝隙之中,一段一段形成人工孔壁,既护壁又堵漏。

优质泥浆护壁:卵砾石层漏失时采用优质泥浆护壁也是可行的。这种泥浆的特点是高固相含量、高黏度、密度在1.2左右,黏度为30-50S,失水量8-10mL/min。还可用聚丙烯酰胺处理。

当施工中遇到钻孔漏失,应灵活的选择堵漏方法

(3)地层漏失特别严重时。遇漏失特别严重采取上述堵漏方法无效时则应采取如下措施:

向黏土(或黄土)内加入5~10cm长的麦秆或稻草也可用锯末来拌和均匀投入钻孔内,用钻斗回转挤压(从上到下)。

也可以向黏土内加入黏土重15%的水泥干粉,或在一个回次长度内所用黏土(0.8m高,直径为钻孔孔径)的体积加2~3袋水泥均匀拌和投入孔内(干孔尚需加适量水)。

当您在施工过程中遇到钻孔漏失,请根据漏失的程度选择上述方法解决。

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