SL 291-2003（条文说明） 水利水电工程钻探规程.pdf

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1、中华人民共和国水利行业标准水利水电工程钻探规程SL 291-2003 条文说明目次1 ，总则.62 2 术语和符号.633 钻探准备工作及开孔.64 4 覆盖层及特殊地层钻探.67 5 硬质合金钻探.71 6 金刚石钻探. . . . 72 7 空气潜孔锤钻探.78 8 水上钻探.80 9 大口径钻探.82 10 冲洗液和护壁堵漏.83 11 孔内讲故预防和处理.84 12 钻探质量.85 61 1总则1.0.2 本条为本规程适用范围。本规程主要用于指导水利水电工程钻探工作。1. O. 3 钻探是水利水电卫程勘察的主要手段，以查明地质条件为目的，在执行本规程的同时，还应执行地质勘测大纲或钻孔任

2、务书和其他相关技术规定。1.0.4 由于从事水利水电工程地质勘察单位很多，所采用技术、方法和设备不尽相同。因此，各单位在执行本规程时可以制定实施细则。钻探中，应要求钻探操作人员必须具有一定专业知识和熟练的操作技能，因此钻探操作人员必须经过严格培训和考核后方可上岗作业，否则，生产质量就没有保障。1.0.5 列出本规程的主要引用标准，以便本规程使用者更加理解本标准与相关标准的协调关系。62 2术语和符号本草根据钻探工程名词术语)(GB 9151-88)编写。63 3 钻探准备工作及开孔3. 1一般规定3.1.1 每一个项目钻探施工应编制施工组织设汁，以加强施工现场的技术管理，提高钻探作业的计划性，

3、科学性和施工质量。施工组织设计内容应包括:具有代表性锚孔结构、钻进方法和钻进参数、钻探设备和钻具、制定质量保证措施、钻探劳动组织、编制钻探工作进度计划和五期、编制材料消耗和采购计划、财务预算。3.1.2 岩石可钻性分级，采用1984年原地矿部探矿装备工业公司推荐试行金刚石岩芯钻探岩否可钻性分级表。以岩石的物理力学性质和岩石抗机械破碎能力作为统一定级的基础。在室内测试的基础上，参照统计资料，经分析、对比、数据处理，确立目前以压入硬度为主，1罢球次数、塑性系数、声i皮速度、微钻速度综合评定定级方法。本分级表包括二张:以岩石压入硬度、摆球硬度、统计钻进时效为指标的表一;以微钻速度为指标的表之;以声被

4、穿透速度为指标的表三，把岩石划分为十二圾。本规程采用表一作为岩石分级标准。表内各单项指标均为概率量。当测值不能落入相同的区间内时，则应利用各单项指标综合评定，以提高定级的准确性。钻进方法选择由1992年规程的8种减少为7种，删除了钢粒钻进和针状硬质合金钻庭，针状硬质合金钻进应是硬质合金钻进的一种，增加了空气潜孔锤钻进，比较全面地包含了当前覆盖层和基岩钻进的基本方法3空气潜孔锤钻进，近年来应用比较广泛，具有钻进速度快、成本低的优点。活用F工程施E用孔。3.1.3 给出了设备选择的基本条件。水利水电工程钻探多为浅孔，施工条件差，各单位可根据施工具体情况选择钻机。64 3.3 修建钻场、设备安装和拆

5、迁3.3.1 3 椅架式钻场一般采用铜管和旋转式搭扣组建，场地不须平整。钻场高出地面约1.5m.以便于在台板F进行套管连接和跟管扩孔钻进，也便于冲?先液循环槽的布置和设备搬迁时的装卸车工作。村7架钻场立柱下端要进行加固，立柱之间除平拉手绞接外还用斜拉手加固。钻进过程应经常检查螺栓是否松动。4 水利水电钻探，由I二过去多用清水作冲?先坡，所以对冲恍液循环系统不太重视，使其他冲洗液的使用受到限制。现在普遍使用乳化液、低困相或无固相冲洗液，不做好这个工作会严重影响效率和戚本，应重视这项工作。3.3.2 钻架种类在规程中未加限制，因为受到现有设备的限制。200m以内的浅孔宜采用随机榄杆式钻架。钻架与钻

6、机组装成体用液压起落，这有二三个好处:有利于钻机运转的稳定4节省搬迁时间;节省材料消耗。目前多数钻机的卷扬是纵向安装的，而且钻机又要前后移动，所以钻架的天车切口应对准钻机后移后的卷扬底筒，以免引起钢丝绳起堆。轻型钻架的整体搬迁，应在平坦地区进行，高压电线下严禁整体搬迁。这是根据过去事故的教训11而编写的。3.4开孔与止水3.4.1 开孔是以后工作正常进行的基础，许多质量事故和孔内事故都由于开孔不符合要求而引起的。开孔要掌握好以下三点:孔口管要下到较好的岩层中，使以后钻进不致上部破碎岩石掉块。孔口管要下正。孔口管下端要做好封固止水工作，使水文观测资料准确，回水正常和孔口管不致被反开和跟着回转。F

7、入钻孔的套管，都应上紧螺纹并用松香或粘接剂粘牢，防止脱开。3.4.2 套管管脚止水的常用方法:粘土在干孔效果好。为提高止水性能，可掺入水胀性材料。施工时，将粘土球投入孔底，捣实后打入套管即成。水泥止水效果好，但时间长。施工时，用导浆管将水灰比0.5: l.O的水呢浆注入孔底或用专门的注浆器注入，水泥浆上升O.5m左右下入套管，待水泥浆凝固后即可钻进。胶塞止水是在管毗外套以橡胶套，利用管靴斜面挤压作用使胶塞膨胀而止水。胶塞止水操作应做到:下管之前，用导向锚具变径钻进一定深度，下入胶塞。66 4 覆盖层及特殊地层钻探4. 1回转钻探4. 1. 1 这是土层的主要钻进方法，采用肋骨式钻头解决地层缩径

8、问题，泥浆既起到护壁作用，又起保护岩样作用。在土层中当含泥量低时，采用单动双管钻具，配侧喷钻头。因为钻具内管保护士芯，避免冲洗液冲蚀，提高了士芯采取率。当土层含砂量高时，土芯进入内管的阻力较大，所以钻进时要限制回次进尺。水压退出士芯时，钻具要斜放在地板上，使士芯通畅地退出。当钻进粘土层或泥岩时，可采用单管钻具。因为粘士抗冲蚀能力强，单管钻具钻进速度快、取芯质量好。采用水压法垣出管内的士芯，可以代替原状土样。深孔提钻时采用投球钻具平衡钻杆内水柱压力，有利于采取士芯。此种钻进方法效率高、质量好、经济效益显著，应作为覆盖层钻进的基本方法。4. 1. 3 使用螺旋钻与勺钻时，每钻进一定距离必须提动钻具

9、，以防旋入过深起披困难。4. 1. 4 全孔反循环钻进广泛用于松散地层的成井，用于勘探工作是近年来发展起来的新王艺。当粘土含量高时，易结团堵塞;当砾石或漂石直径过大时，则要经过粉碎才能通过钻杆n岩样是利用塑料过滤管滤出的，也可以采用沉淀法分段取样。在取样中微颗粒会有部分流失，但对勘探成果影响不大。全孔反循环目前有两种基本形式:一种是气举反循环，在孔探超过10m之后才能正常工作，其工作深度由空压机压力大小决定;另一种是泵吸反循环，其工作深度一般不能超过100m。全孔反循环钻进保证质量的关键是钻进中要孔壁稳定，以免上下岩样混合，所以开孔以后要下一根套管保护孔口。当达到定孔深，孔壁有塌落可能时，立即

10、下入套管，然后缩小一级口径继续钻进。4.2冲击钻探4.2.1 打入取样钻进多用于无地下水地层的钻进，分为孔口击入法与孔底击入法两种，以孔底击入法为好。孔底击入法是用钢丝绳提动冲击钻杆打击取样筒进行的，有时用钢丝绳冲击钻进。其优点是辅助时间少，装备简单，目前多用于浅孔，是工业与民用建筑勘探中常用的方法。4.2.2 有底阀打入或压入取样钻进，因取样筒底部装有阀门，所以能够适用地下水位以F并能在饱和粉细砂地层中钻进。在粉细砂及软土层中采用平民阀，在砂层中采用弹簧片阀(也称弹簧管)。当压入或击入取样筒时，弹簧片张开，提起钻具时弹簧片自动合拢，从而防止岩样中途脱落。在容易模化的地层钻进时，振动与锤击都会

11、引起液化，影响分层鉴定，宜采用压入法取样钻进。4.2.4 泥浆护壁冲抓锥钻进方法只用于较大口径，因为冲抓锥直径不能做得太小。冲抓锥落下时靠重力加速度冲入地层，提起时自然合拢抓住岩样，一次完成破岩和取样工作，提出孔口把岩样装上推车排除，特别适宜于砂砾石层钻进，具有效率高、成本低的特点。4.3孔内爆破4.3.2 爆破材料防水处理常采用的塑料袋、橡胶制品和高压绝缘胶布等材料，将炸药雷管妥善组装捆牢，包装成圆柱形。4.3.3 如选用硝按炸药，药量应增大25%。4.4钻孔取样4.4.1 下设套管对土层的扰动和取样质量的影响，Hvorslev早就作过研究。其结论是，在一般情况下，套管管靴以下约3倍管径范围

12、内的土层会受到严重的扰动，在这一范围内不能采取原状士样。在实际工作中经常发生下设套管后因水头控制不当引起孔底管涌的现象。此时土层受扰动的范围和程度更大、更严重。因此，在软粘性士、粉土、粉细砂层中钻进，凡能采用泥浆护壁不用套管的，尽可能不用牵管。地下水位以下使用空心螺旋钻头(提士器)或岩芯钻头钻进时，孔底不会产生负压，可有效地保护孔底土层不受或少受扰动。1981年国际土力学基础工程学会取样分会编制的软粘性土取样子册中也提出了这样的要求。4.4.2 贯入式取士器取样。2 取土器的贯入是取样操作的关键环节。对贯入的三点要求，即快速(不小于O.1m/川、连续、静压，是按照国际通行的标准提出来的。要达到

13、这些要求，目前主要的困难是大多数现有的钻探设备性能不能适应.如静压能力不足，给进机构的行程不够或速度不够。因此，今后岩土L程勘察用的钻机应逐步更新换代。如果土质过硬，静压贯入困难，应考虑改用回转取土器。不完全禁止使用锤击法，但应尽可能做到重锤一击。4 为减少掉土的可能，本条规定呵采用回转和静置两种方法。回转的作用在于扭断士样;静宜的日的在于增加土样与容器壁之间的摩擦力，以便于提升时拉断土样。这两种方法国外标准中都是允许的，可根据各地的经验和习惯选用。4.4.3 回转式取土器取样。1 回转取样最忌钻具抖动或偏心摇晃。抖动或摇晃方面破坏孔壁，另一方面扰动主样，因此保证钻进的平稳至关重要。主要的措施

14、是将钻机安装牢固，加大钻具质量，钻具应有良好的平直度和同心度。接加重导向钻杆是增加钻进平稳J性的有效措施。2 合理的回转取样钻进参数是随地层条件而变的，目前尚未见有统一的标准，因此，一般应通过试钻确定。国际土力学基础工程学会取样分会编制的手册提供的一些经验参数列于表1.可供参考。69 表1回转取样钻进参数钻进参数资料来源转速给进速度给进压力泵压冲洗液流量(r /s) (mm/s) (N) (kPa) (L/s) 砂类土砂100127砂105175粉质软粘土250美国垦务局1. 31. 7 粘性二t柑性士1.7200较硬粘士50-100 350530 fL径100美军1.22.0 1. 0 工程

15、师团孔径1503. 23. 6 日本土质工程学会O. 80. 25 500 6 无泵孔底反循环钻进或称小循环钻进，即在钻进时停泵，间歇性地小幅度升降钻具，冲挽液形成孔底反循环，带走切削面上的土屑。由于没有强烈的冲洗液的冲蚀，故能在单层岩芯管中有效地保持土芯的完整，用这种方法可连续地取芯，包括砂层的全断面取芯。不少单位就在这种土芯中截取原状土样，本标准规定在一定的条件下可用这种方法采取E级原状士样。I级原状士样，是指能提供做所有物理力学性质试验的原状士样。E级原状土样，是仅能供做物理性质试验的原状土样。70 5硬质合金钻探5.1.1 本条主要说明制作硬质合金钻头参数的选择。本次修改在表5.1.

16、1-1中增加复合片钻头内容，目前用于制作钻头的复合片没有统一标准和型号，故没有列出。硬质合金型号及规格按YB883-77规定为:T表示地质工具;s表示石袖工具;K表示矿山工具。表中的岩石级别指岩石可钻性等级，应按附录A的规定执行。5.2.1 原规程中4.4节针状硬质合金钻进目前应用很少，有些内容与硬质合金钻进内容重复，因此删除针状硬质合金钻进技术参数表等重复内容。71 6金刚石钻探6. 1管材和钻具6. 1. 1 本规程全部采用原地矿部小口径钻具系列，即钻孔直径为91mm、75mm、59mm系列，采用该系列具有下述之优点:与普通钻孔直径150mm、l30mm、110mm系列配套:内管与外管和扩

17、孔器之间的间隙增大，有利于冲洗液循环;套管壁加厚，增大了承载能力，使孔内套管韦故减少。金刚石岩芯钻探钻具设备)CGB/T 16950 1997)和金刚石绳索取芯钻探钻具设备)CGB!T16951 1997)推荐了国际标准:IS03551-1992、ISO8866 -1991、ISO10098一1992。因目前国内还没有相应钻探管材，修订本规程没有采用。有条件的单位可以执行上述标准。6. 2 钻头、扩孔器的选择与使用6.2.1 金刚石钻头的选择:目前金刚石钻头品种规格愈来愈多，规程中只能作原则的规定，选择时还应参看厂家的说明书3金刚石钻头在选用时，还应考虑金刚石的品级和浓度。金刚石品级高时强度高

18、，可以降低浓度使金刚石用量减少，会增大底丹的压力，从而适应坚硬岩层的钻进。表镀金刚石钻头对胎体元大大的选择。争镶金刚石钻头上作原理类似砂轮片的工作原理。金刚石需要保持自锐和更新，所以，选择金刚石品级和胎体的硬度与耐磨性时要与岩层的特性相适应。扩孔器的选择和使用:扩孔器起到扩大孔径和扶正钻头的作用。扩孔器上的切削材料只要求底刃工作而不要求侧刃工作，侧刃只要求有高的耐磨性就可以了。保持扩孔器的直径即保持了钻孔的直径，使钻孔在更换钻头后能保证钻头顺利下到孔底3由于72 扩孔器的作用，起钻时增大了钻具与孔壁之间的过水断面，从而可以减少抽吸力，有利于孔壁稳定。基于上述理由，扩孔器应比钻头直径大O.3mm

19、 o. 5mm或在破碎岩层中，扩孔器直径可加大至l.Omm。般地说，扩孔器的寿命应大于钻头寿命的3倍以上，在选择扩孔器时，应当注意到这一点。由于人造金刚石质量完全满足了钻探工作的需要，因此，删除了原规程中天然金刚石钻头的内容。6.3钻进技术参数6.3.1 金刚石钻进技术参数主要包括钻压、转速、泵量和泵压，它们既是独立的，又是相互关联的。操作者要统筹兼顾，才能达到效率高、质量好、成本低、字故少，收到最佳经济效益。钻压和转速的乘积与消耗功率成正比，机械输出功率只能基本保持个常值。在一般情况下，首先要保证钻压，然后再调整转速。强烈振动会造成功率消耗增加，岩芯质量降低，钻头大量消耗，是金刚石钻进的大忌

20、。调整钻压与转速是消除强烈振动的措施之一。钻压与转速还间接与泵量与泵压有联系，加大钻压与转速的同时，也应增大泵量与泵压。泵量与泵压，如果一切外界条件不变，则增大泵量就要增大泵压。在实际生产中，二者都要保持在一定范围，这需要调整钻具结构、钻头水口的数量与大小、扩孔器形状与规格等。6.3.2 钻压的调整。钻头破碎岩石无论采用何种形式，都必须加以一定的钻压。钻压的大小应根据岩石的硬度，钻头唇面积，金刚石的粒度、品级、数量等进行选择。表镶钻头按每粒金刚石压力为15N25N计算，在坚硬完整岩层，金刚石品级高、颗粒大，应用较高钻压。钻进过程中，随着金刚石尖棱的磨钝，钻压应逐渐加大。孕镶钻头按单位面积钻压4

21、MPa8MPa计算。73 高转速钻进可以取得高的经济效益，而且质量好，消耗少，因此钻进中应该加以足够的钻压。但是水利水电钻探多为浅孔，钻进中加大钻压往往使钻机被顶起来。为解决这种情况，应在钻场上增加重量的办法，比如采用钻架压住钻场，钻杆、套管或真他重物堆放在钻机两侧等措施。钻压的计算，应以称重表和钻压表来进行。目前，一些机组的钻机钻压表都是坏的，也不及时修理，这是不允许的。钻压在计算时，要考虑加入其损失值。如钻杆受力弯曲而在孔壁消祀的摩擦力，每百米约为500N，孔深200m后不再增加。又如冲洗掖压力对孔底的反作用力使钻压损失约为1000N，这个作用力往往使孔深在30m以内倒杆时，引起钻具自动操

22、起。钻压过小会导致钻速过低、钻头晃动，使金刚石Hl刃被打光，出现孔壁变大、岩芯变细的现象。6.3.3 转速的调整。钻头的转速与钻进效率有着亘接的关系，在一定范围内转速愈高效率也愈高，但是转速的提高又受到功率、钻具强度和振动等的限制，应适当提高转速。金刚石在高速运动下破碎岩石，由于岩石结构的不均匀性，必然产生冲击作用。这种冲击力有利1二破碎岩石，但也有害于钻头和钻具。随着转速的增加，这种冲击力也随之增加，最后可导致剧烈振动而引起孔内非故。钻头的转速应根据岩石物理力学性质和钻头直径进行选择，通常可以按钻头的外侧线速度进行计算。表镶金刚石钻头的线速度范围为1. Om/s2. Om/s，孕镶金刚石钻头

23、为1.5m/s3. Om/s。6.3.4 泵量与泵压的调整。从排除岩粉的观点来看，泵量愈大愈好。钻速高时，所产生的岩粉粗而多，为避免岩粉的二次破碎而影响时放、质量和成本，所以应当选用较大的冲洗液量。但在孕镶金刚否钻进时，金刚石要保持一定的自锐性，这与孔底岩粉的多少有一定的联系，孔底岩粉少自锐性就差，所以泵量太大也是不可取的。74 在泵量不变的条件下，泵压与水口、水槽的截面积成反比。理论研究表明，钻头内外侧保持约O.3MPa的压差，可保持水口处的冲?先模流速，并保证部分冲?先液流过金刚石刃部，从而迅速带走岩粉，并润滑和冷却金刚石。水口太大会使钻头内外冲陀液压差减少，水口过小会影响冲洗掖泵量和泵压

24、，所以钻头水口要随着钻头的磨损而修整，水口高应保持3mmo金刚石钻进时泵压损失较大，一般情况下，管路、钻具和钻头的泵压损失约O.3MPa 0孔深每增加100m，泵压损失增大O.2MPa - O. 3MPa 0孔深100m以内的钻孔，泵压为O. 5MPa-1. OMPao 6.4钻进技术要求6.4.1 1 钻机应具备足够的扭艳、变速范围和升降能力。金刚石钻进必须选用稳定性好、变速范围大的掖压给进钻机，并配备孔底压力表、转速表、扭扭表。目前，市场上钻机种类齐全，完全满足钻探需求。对钻场用泵，强调采用变量泥浆泵和小型泥浆搅拌机.这是从钻场能采用任意种类的冲洗液，并对提高质量和有利生产而考虑的。为使孔

25、底泵量不足时能迅速灵敏地反映到地面仪表上来，规程提倡用变量泥浆泵调节流量。由于容积泵的泵量在调好后是固定不变的，全部泵虽送入孔底，冲洗液循环管路中堵塞或破裂的变化会可靠而灵敏地反映在泵压的变化上。3 钻杆锁接头处安装密封圈的优点:压水试验时钻杆接头不需密封，钻杆锁接头不漏水，防止烧钻事故的发生。5 原规程有钻杆级配选择表，在实际工作中很难做到，故删除。钻杆级配的问题，各单位根据实际情况采取技术措施处理。6.4.2 1 金刚石钻进要避免钻具发生剧烈振动。为改善钻具的稳定75 性，最主要的措施是采用乳化冲恍液，这一点已被公认为金刚石钻进的成败关键。7 钻头打滑的防止:所谓钻头打滑，是指在坚硬而研磨

26、性小的岩层中钻进时，金刚石钻头的刃部被打光磨平，金刚石不再破碎岩石和产生岩粉，从而破坏了金刚石的自锐功能的情况，此时钻头不进尺，孔内无岩粉，也不会发生烧钻事故。防止钻头打滑的措施是基于三个方面的原理制定的:增大金刚石刃部对岩石的破碎作用力，包括增大钻压、提高金刚石品级、减少金刚石数量和面积等;提高金刚石的自锐性或加以磨锐，包括改变泵量、改变胎体性能、冲洗掖中加以研磨颗粒及用砂轮片磨锐等;改变切削具破碎岩石的方式，目前主要是采用孔底冲击回转钻进，这是充分利用岩石抗压强度高而抗冲击强度低这种特性，从而保持切削具的破岩能力。9 本款规定，金刚石钻进浅孔时，禁止不停钻倒杆，这是因为目前进行的所谓不停钻

27、倒杆都是在无加压情况下进行的，浅孔在不停钻倒杆时产生钻具漂起而造成堵塞或脱落岩芯的情况。10 防止孔壁掉块和探头石的理论依据是压力平衡理论。小口径金刚石钻进，由于钻具与孔壁间隙小，起钻时会产生一个抽力，即在钻头下产生一个低压区，所以增大这个间隙、降低起钻速度都能起到很好保护孔壁的作用。6.5绳索取芯钻探6.5.1 绳索取芯钻进是一种比较先进的钻探工艺，它可以使起钻间隔延长，从而缩短辅助时间。这种优点在深孔时表现得特别明显，由于技术的进步，解决了水利水电工程绳索取芯钻进不提钻压水问题。在水利水电王程钻探中被推广应用。绳索取芯的钻头壁厚，从而钻压要相应加大，所以在坚硬岩层中最好不用，应该采用普通钻

28、进方法。为了提高取芯质量，应限制一次进尺的长度，尤其在破碎带和软弱夹层，因岩芯堵塞没有及时起钻而影响岩芯质量，绳索取芯可以随时捞取岩芯，从而76 提高了取芯质量。6.5.4 4 绳索取芯钻进中内管到位报讯十分重要，目前是通过泵压变化来判断。投入内管后，立即往钻杆内泵入冲洗攘，会产生O. 7MPa 1. OMPa的泵压增值，操作人员只要加以注意，是可以不出现差错的。6.5.5 己研制成功绳索取芯气压栓塞，可以从钻杆下入孔内进行压水试验，而无需起出钻具。6.5.6 绳索取芯钻进起钻时，必须先起出内管，起钻时抽吸力小，对稳定孔壁有利，所以适应破碎地层钻进。在孔壁很不稳定条件下，还可以在起钻前灌注水泥

29、浆封孔。77 7 空气潜孔锤钻探7. 1一般规定7. 1. 1 近几年来空气潜孔锤钻进在工程施工中广泛应用，三峡水电站工程锚索、锚杆孔E作虽有几十万米，现在潜孔锤种类完全满足钻进工艺要求例如在碎石层中同步跟管钻进等钻具都已商品化，完全能满足规程中砂砾石层、基岩钻进要求。因为潜孔锤目前取芯钻进岩芯采取率一般只能达到65%左右，而且多呈碎块状，所以规程规定在特殊情况下，技术目负责人同意可以用于工程勘察钻进。7.1.4 潜孔锤活塞在汽缸内高速往复运动，必须给潜孔锤润滑，最好在气路中安装注油器，这样就使润滑油不断地被风带入潜孔锤汽缸内，其注油量大小可调节。但我们目前进行潜孔锤钻进时一般无此装置。其注1

30、由方法采用从钻杆内孔倒入，定期润婿。润滑效果差，导致潜孔锤磨损快，冲击功降低，为此规程规定用注油器连续润滑。润滑油夏季选用20号机械油，冬季选用5号10号机械油。7.2 钻进参数的选择7.2.1、7.2.2首先要保证潜孔锤正常工作所需要的风量、风压。风压高、风量大则潜孔锤频率高，冲击功也大，因而破岩放率也高。风压增加，钻进效率成正比增加，风压从0.6MPa提高到1. 03MPa时，钻进效率可增加一倍。7.2.3 j替孔锤钻进轴向压力与回转钻进轴向压力要求不同，前者靠冲击载荷破碎岩石，回转钻进靠压力切入岩石。潜孔锤钻进轴向压力作用主要是为了克服潜孔锤在活塞下行时在汽缸内所产生的向上推举力，其次还

31、要对钻头施加一定的压力，以保证冲击功78 有效传递给钻头进行破碎岩石。禁止钻头弹跳。岩石坚硬，应增大钻压。7.2.4 钻头转速仅仅是为了改变碎岩的位置和排粉效果，因此合理的转速应保证在最优的冲击碎岩的破碎区外，并能保证两破碎区相连，防止岩墙产生。美国水井学会(N.W. W. A)康伯尔认为，潜孔锤旋转存在着最优转角，其值为110。规程中规定的转数采用了此项研究成果。转数过低，压力过大，不仅产生重复破碎，影响钻进效率，而且钻头球齿也易发生冲入碎岩后的坑穴中，造成回转困难，使钻头球齿损坏。同样转数过高，则不仅使冲击碎岩的作用减弱，而且造成钻头严重磨损。在操作中必须防止上述现象的发生。7.3钻进技术

32、要求7.3.1 5 回次终了时，提出主动钻杆后关闭进气间是为了防止潜孔锤回灌，即岩粉进入潜孔锤内，卡死活塞使潜孔锤不能工作。7.3.2、7.3.3水平孔钻进和同步跟管钻进，是根据东北勘测设计研究院在二峡永久船闸施工水平锚索孔和在黑河堆石坝同步跟管钻进的经验编写的。在三峡施E水平锚索孔共计1611个，累计工作量54806m，最大孔深63.53m，最小孔斜率0.12%，平均孔斜率为1.5%。在黑河堆石坝同步跟管钻进中采用了偏心式和同心式同步眼管钻具，套管采用108mm厚壁管和127mm套管，孔深20m34m，共计钻孔20个，累计工作量576.46m。79 8水上钻探8. 1 一般规定与钻场类型8.

33、1.1钻场类型的选择:水上钻场分漂浮式和架空式两类。漂浮式钻场以船和箴为主，也包括浮箱与油桶等。架空式钻场则增加了平台式和楠架式两种。水上平台较其他型式具有很大的优点，基本上不受航运的影响等，除适应近海作业外，也可在大江大河进行工作，真缺点是体积庞大，搬迁不易。析架钻场既能用于陆t或山坡，也能用于-浅的水域和海滨，相当于固定式水上平台，机动性和适应性比较好。在水七构筑时，其立柱下端应增大面积，以减小压力，防止沉陷。柏架也适用于构筑钻场与岸坡相连接的桥梁(俗称管桥)。8.2漂浮钻场8.2.1 钻船吨位选择原规程中有钻船吨位选择表，规定得不严密，故删除。修订后根据实际工作负荷选择钻船。河流水文情况

34、主要指水流流速、水深。流速大，安全系数应大。工作负荷应包括给进油缸的提升能力。其他形式的漂浮钻场载重量可参照此条确定。8.4冰上钻探8.4.1 此条只适用于非车装钻机施工，车装钻机施工应进行一些调查研究确定冰层厚度和施工期。冰上钻探在接近解冻期最为危险，应事先注意开江和冰层发生碎裂的可能，防止发生事故。冰冻期应根据历年水文资料和当地群众经验来确定。80 8.5近海钻探8.5.1、8.5.2近海钻探应遵守当地海苦管理部门的有关规定，使用的船只、钻探平台应有合格证和有关部门颁发可以下水证明材料。对钻探海域、使用船只、平台和工作时间等应向当地海事管理部门报告。近海钻探是非常危险的工作，应有专人负责收

35、集气象信息，必须保证通信联络。81 9大口径钻探9.4.3 2 转速公式中120是实测较优滚刀的每分钟转速。滚刀转速低影响钻进效率，过高轴承和密封很快磨损。82 10 冲洗液和护壁堵漏10.1冲洗液10.1. 1 冲恍掖除冷却和润滑钻头、带走岩粉外.还起到保护孔壁和岩芯、防止振动等多种作用，根据岩层条件正确选用，可以获得较大的经济效益。在灰岩和含钙镜离子高的地层钻进，应选用非离子或复合型润滑剂。水利水电钻探，要做压水试验，故冲洗液的使用受到限制。泥浆只在不做压水试验的钻孔中使用，而无固相冲?先诚如聚丙烯酷股等对压水试验成果影响较小，可以适当选用。10.1.4 常用水解度30%的聚丙烯酷胶配制冲

36、洗液。10.1.5 植物胶类冲洗榄金刚石钻进用于卵砾石覆盖层，也可用F基岩复杂地层。用植物胶作冲?先液，取芯质量高。在砂卵石覆盖层和基岩破碎地层、软弱夹层钻进，岩芯采取率可达到90%100% ，而且可取得原结构柱状岩芯。植物胶品种很多，根据实际情况选用。PHP为水解聚丙烯酷股代号。10.2护壁堵漏10.2.1 护壁堵漏在水电系统钻探中，习惯采用水泥浆封堵和下套管两种办法，因为这两种办法效果显著，原材料易于解决，操作简单。10.2.2 水泥浆攘的灌注，特别应保持水灰比的稳定。如果中途水分掺入，使水泥浆被稀释，则会延长待凝时间，甚至不凝固。10.2.4 套管护壁最为普遍，套管的管脚未作止水固定和套

37、管连接螺纹没有粘住，会引起孔内套管jI:故。83 11 孔内事故预防和处理11.2.1 一般事故是指比较容易处理的常见的孔内障碍。例如:掉钻事故。复杂事故是指难处理的孔内障碍。例如:钻头烧在孔底不能提动的事故。重大事故是指导至钻孔报废的孔内障碍。84 12钻探质量12. 1 岩芯、土样和水样的采取12.1.2 2 取芯钻具的选择:取芯钻具种类选择表基本不变，仅对技术参数和适应的范围作了调整。表中所列钻具的构造可以从钻探工具手册中查到，基本k是定型的东西。3 将原状取土器分为Ia、I七两类，是表明其完善程度有一定的差别。-a类取土器都是现在同际通用的高质量取土器，I七类取土器性能则相对较差，但在

38、合适的土质和操作条件下也能取得好的效果。考虑我国现状，不可能硬性规定一律采用I-a 类取土器，而应允许在一定条件下采用I七类取土器。厚壁取士器原则上只能用F采取E级或E级以下的士样。确有困难时也可以用厚壁取土器，原则上只能用于采得的E级土样作为I级土样使用，但事先应得到勘察技术负责人的认可。4 卡簧的内径不易测量准确，配卡簧应采用试验的方法，即将卡簧套在相应钻头钻出的岩芯上，用于可以轻轻推动者为合适。12.1.J 破碎地层提高取芯质量的措施是根据以下四点制定的:增大岩芯直径，从而提高岩芯强度和允许岩芯周围有较多的剥蚀量;选择合适的冲洗液;选择单动双管钻具，保护岩芯;冲洗液反循环.使岩芯呈悬浮状

39、态，防止二次破碎。12.1.4 成都勘测设计院使用植物胶作冲洗液金刚石钻进取出了软弱夹层原状岩芯。本条第三款吸收了他们的经验。软弱夹层钻进取芯设计应从下述5个方面去考虑z(1)提高岩芯的抗扭断强度:增大孔径和增大岩芯直径;改变夹层对岩芯的视倾角，1吏缓倾角变成较大的倾角(大于300); 套钻，即先钻一个小孔，插筋灌浆，人为地提高岩心抗扭强度，然后套取岩芯。85 (2)改善钻具的单动性能和同心度:短钻具比长钻具同心度和单动性要好，尤其内管的抗弯曲强度提高;内管与钻头之间加扶正器，不使内管晃动;每钻都要对轴承部位清流加油。(3)防止岩芯堵塞，不使内管受力弯曲而变成双动:内管涂润滑剂，减小岩芯阻力;

40、堵塞报警，不使内管受力超过规定值，超过时就报警起钻;立轴增大行程，实行不倒杆钻进，因为倒杆时往往提动钻具(浅孔)造成岩芯堵塞。(4)提高钻具稳定性和减小钻头晃动:提高冲洗液的润滑性能;足够的冲洗液搓，保持孔底岩粉量少;调整参数，不产生剧烈振动。(5)减少岩芯受破坏时间:保持高速钻进，缩短回次钻进时间;减少内管卡簧座与钻头的距离，1吏岩芯在最短时间内进入岩芯内管受到保护;限制回次进尺。12. . 9 水样采取。乳化液或泥浆都会对水样产生严重的污染，但严恪地说，清水也影响水样的真实性，也是一种污染，所以对取水样钻孔要求覆盖层钻进时不准加水3基岩钻进时不可能不用冲洗液，所以规定在抽水后取水样。12.

41、3 封孔与长期观测装置的安装12.3.1 封闭钻孔方法:际度小f20m的干孔可直接从孔口投入稠水泥浆，有水钻孔则必须下入导浆管，管口距fL底距离应小rO.5m，然后用粟入法或注入法进行灌浆。水灰比宜为o.5O. 60 采用注入法进行灌浆时，浆液升高到一定高度后，可逐渐提起导浆管，但管脚不得超过浆液面。12.3.2 封闭堤防钻孔方法:在砂层中，每次回填的实际孔段长不超过1m。在粘土层中，将粘土加工为直径2cm2.5cm的士球，并风干，每次按钻孔高度O.3m理论容帜量投入孔内并捣实。依次按要求回填至孔口。即每次回填的实际段长控制在O.3mo86 的。N|同aN叫中华人民共和国水利行业标准水利水电工程钻探规程SL 291-2003 9峰中国水利水电出版社出版、发行(北京市三里河路6号l山川44) 北京市地矿印刷厂印刷850mm X 1168mm 32开本2.875印张77千字2003年12月第1版2003年12月第1次印刷印数0001-5600册唔1甘155081.158定价17.00元凡购买我社规手里，如有缺页、例页、脱页的，本社营销中心负责调换其他问题，请与本社水利水电技术标准咨询服务中心联，在版权所有侵权必究