松散地层取心回次长度的优化
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矿心采取率不同矿的矿心采取率如下:一、铁、锰、铬1、探矿孔的矿心采取率(包括顶、底板上和下5 m范围内的岩石)不得低于80 %,当矿心采取率连续5 m低于80%时,要查明原因,并采取补救措施。
围岩岩心的分层采取率不得低于65 %。
2、使用的钻探工艺应能保持矿石原有结构特点和完整性,避免矿心粉碎、贫化。
在复脉型和多脉型矿床中要严格控制钻进回次长度及回次采取率,防止钻进中漏矿。
采用金刚石绳索取心钻探工艺时,穿矿孔径要满足取样要求。
3、认真测量钻孔顶角和方位角,做好孔深校正、原始记录、简易水文观测、封孔和矿、岩心保管工作。
钻孔弯曲度应符合规程和地质设计要求,钻孔偏斜超差时要及时设法补救。
见矿点和厚度大于30 m的矿体的出矿点均应测定钻孔弯曲度。
封孔质量不符合规程或设计要求时应返工重封。
二、铜、铅、锌、银、镍、钼1、矿体及其顶底板3 m—5 m内的矿心、岩心平均采取率不低于80%,厚大矿体内部矿心采取率低于80%的连续长度不能超过5 m,否则应采取补救措施。
围岩岩心的分层平均采取率一般不低于65%。
2、使用的钻探工艺应能保持矿石原有结构特点和完整性,避免矿心粉碎贫化。
在复脉型和多脉带型矿床中要严格控制钻进回次长度及回次采取率,防止钻进中漏矿。
采用金刚石钻探工艺时,穿矿孔径要满足取样要求。
加密取样钻孔,允许采用空气反循环(CSR)钻探工艺。
3、认真测量钻孔顶角和方位角,做好孔深校正、原始记录、简易水文观测、封孔和岩心保管等工作。
钻孔弯曲度应符合规程和地质设计要求,钻孔偏斜超差时要及时设法补救。
见矿点(及厚度大于30 m的矿体出矿点)应测量钻孔顶角和方位角。
封孔质量不符合规程或设计要求时需返工重封。
三、钨、锡、汞、锑1、岩心平均采取率不低于70%;2、矿体及其顶底板3 m—5 m的围岩、近矿围岩蚀变带、控矿构造标志层的采取率不低于80%;若连续有两个回次(或厚大矿体中连续5 m以上)采取率低于80%时,必须采取补救措施;3、矿心应尽可能保持原状,特别注意矿心被粉碎后可能造成的贫化或富集的假像,为此,对多脉带矿体及破碎带控制的矿体,应严格控制钻探回次进尺的长度与钻进时间;采用金刚石钻探工艺时,穿矿孔径要满足取样要求;4、必须按有关规程的质量要求,认真测量钻孔顶角和方位角,做好钻孔测斜、孔深校正、简易水文地质观测、原始记录、封孔及岩心保管等工作。
岩土工程勘察中松散地层钻进方法探究李勇发表时间:2018-03-13T09:58:22.050Z 来源:《基层建设》2017年第35期作者:李勇[导读] 摘要:在利于松散地层钻进方法时,技术人员需要勘察岩土工程周围的地层结构和构造情况,在岩土工程勘察和钻进中,钻进方法也发挥着非常重要的作用,因此在岩土工程勘察中,需要加强松散地层的钻进方法的使用。
江苏省地质矿产局第一地质大队江苏南京 210041 摘要:在利于松散地层钻进方法时,技术人员需要勘察岩土工程周围的地层结构和构造情况,在岩土工程勘察和钻进中,钻进方法也发挥着非常重要的作用,因此在岩土工程勘察中,需要加强松散地层的钻进方法的使用。
本文主要介绍了岩土工程勘察中松散地层钻进的概念,以及钻进的方法,主要通过优化钻进的技巧、改变钻进的工艺、钻头的底层处理以及钻进的过程处理等,来保证岩土工程勘察工作的顺利进行,松散地层中如何实现钻探方法的有效性呢?下面笔者在岩土工程勘察中,来探究松散地层钻进方法,以供参考。
关键字:岩土工程;工程勘察;松散地层钻进一、前言在岩土工程勘察中,松散地层钻进方法既能清晰的显示勘查效果,也能保证钻进的效率和质量。
为了工作的顺利进行,在勘查过程中,技术人员需要根据自己的专业知识和经验制定钻进流程,这样既能提高生产效率和质量,也能降低岩土工程的生产成本。
二、岩土工程勘察中松散地层钻进的概述在岩土工程勘察中,技术人员可需要按照国家的技术标准,对松散地层实行钻进任务。
在没有外界和内在影响下,实行全孔取芯任务,而技术人员对岩土芯进行研究和分析,岩土芯一般受外界的影响比较小,因此在松散的地层中获得极佳的勘查效果。
除此之外,技术人员在勘查过程中,既要简化钻孔的结构,还要根据钻具的性能,选择设计钻具的效果,这样不仅可以保证钻孔的稳定性,还有利于钻孔工作的顺利进行。
1.在岩土工程勘察中,技术人员在简化钻孔结构的同时,还要维护钻孔的稳定。
在实行钻孔操作时,一般都会出现多变的钻孔结构和换径问题,在完成上下钻进步骤时,在钻探孔壁上容易出现多个台阶,同时容易发生工具撞击孔具的结果,特别是开孔径增大的情况,不仅不利于孔内的安全,还破坏孔壁内部的稳定性。
樊页1井长段密闭取心技术的优化摘要:樊页1井是在去年部署的连续取芯414.44m的预探井。
施工中面临了泥浆选型、建井周期长、长筒取芯、井眼维护等诸多难题。
为解决取芯井段长,起下钻作业次数多,在保证取芯收获率的前提下,工程上采用长取芯筒外筒上对接短取芯筒的优化措施,减少了工人的起下钻工作量,泥浆、地质、钻井工程师协同作战,保证了优质、高效的完成该井。
关键词:樊页1井连续取芯取芯钻头技术优化一、基本概况本井2012年5月19日一开,表层套管?339.7mm下深157.23m;5月21日二开,?244.5mm技套下深1983.49m;完钻井深3622m;6月12日井深3030m 取第一筒芯.,取芯地层为沙三段,岩性为灰色、深灰色泥页岩,棕褐色油页岩。
本井钻井周期78天7小时,建井周期93天7小时,取芯收获率97.39%。
二、项目提出的背景及主要原因深探井取芯地层硬且复杂,夹层较多,地质情况了解不详细,造成机械钻速低,取芯收获率难以保证,连续取芯以前很少遇到,特别是长筒取芯由于收获率难以保证基本上没有使用,严影响了施工速度。
樊页1井是一口连续取芯414.44m 的预探井,取芯井段3030m-3444.44m,取芯地层为沙三上到沙四上。
该井在施工中,我们总结出了一套行之有效的施工方案,有效的加快了施工进度,保证了取芯的顺利完成。
提高了钻井速度,促井了经济效益,对于其它井取芯施工也具有较高的借鉴意义。
三、项目主要内容及实施情况1.优化施工方案该井在前10筒取芯中使用了9m取芯筒取芯,在对地层情况比较了解,有把握保证收获率和密闭率的情况下,从第十一筒开始使用16m长方钻杆和接一根半取芯筒的长取芯筒。
我们把一根长取芯筒和一根短取芯筒接起来。
长取芯筒外筒本体和上接头之间再接一根短取芯外筒,外筒长度共计14m。
长取芯筒内筒上面通过一个双母接头和上面短取芯筒内筒相接,内筒长度总共达到了13.4m。
取芯过程中,不接单根,不上提钻具,在保证收获率和密闭率的前提下,一次可以取芯13m以上,而使用常规的取芯筒一次只能取芯8m。
39钻探工程原始地质编录〔二〕五、岩心采取率、获得率的计算〔一〕岩心采取率岩心采取率是指钻进过程中所取岩心长度与钻孔进尺长度之比的百分数。
可分为回次岩心采取率、分层岩心采取率和全孔岩心采取率。
1回次岩心采取率回次岩心采取率是指每一回次所采取岩心实际长度与该段岩心所代表的实际进尺之比〔图3-27〕。
计算公式如下: %100⨯+-=∑C B A L L L L X 回次〔6-12〕式中 回次X ——回次岩心采取率; ∑L ——回次岩心采取长度之和〔岩心取出后,将能够合拢在一起的直接量出长度;不能合拢在一起的,装入同规格的短岩心管里量长度;最后把两种长度加在一起〕,m ;A L ——本回次进尺,m ;B L ——本回次残留岩心长度,m ;C L ——上回次残留岩心长度,m 。
图3-27 回次岩心采取率计算示意图∑L-回次岩心采取长度之和;L A -本回次进尺;L B -本回次残留岩心长度; L C -上回次残留岩心长度实际工作中,岩心在钻进中磨损较大〔尤其是软岩层〕。
因此残留进尺与实际残留岩心之间差异很大,所以经常不考虑残心,故回次岩心采取率用下式计算: %100⨯=∑AL L X 回次〔6-13〕式中符号意义同〔6-12〕。
2分层岩心采取率分层岩心采取率是指每一岩层的分层采长与其钻探厚度〔分层进尺〕之比。
计算公式如下: %100⨯=∑L L X 分分层 〔6-14〕式中 分层X ——分层岩心采取率;∑分L ——同一岩层所取岩心总长度,m ; L ——同一岩层钻探厚度〔即岩层底界面深度-顶界面深度,实质上就是分层进尺〕,m 。
3全孔岩心采取率全孔岩心采取率是指全孔要求取心孔段所采取的岩心总长度与取心孔段总进尺之比。
计算公式如下: %100h ⨯=∑HX 全孔〔6-15〕式中 全孔X ——全孔岩心采取率; ∑h ——全孔要求取心孔段所取岩心总长度,m ;H ——要求取心孔段的总进尺〔当全孔都采取岩心时,“H 〞为孔深〕,m 。
水文地质钻探地质编录要求钻孔水文地质、工程地质编录内容一般包括:除描述岩芯的岩性、结构、构造外,应重点描述岩芯的块度、坚硬程度、风化程度、裂隙发育程度,岩石的风化程度及发育深度。
1.岩心编录1.岩心编录程序:2.抄录班报表的回次进尺、施工方法(钻探方法、扩孔孔径、变径及其深度)有关的水文地质现象记载。
3.校正回次位置及填写岩心标签。
4.整理岩心,检查上下顺序,校正岩心长度。
5.鉴定岩性,确定分层位置,填写分层标签,并分层取代表性鉴样及分析样品(注明取样深度)。
6.终孔后,在完成上述工作的基础上,将岩心按顺序装箱保存。
2.岩心描述的顺序及内容1.基岩的描述内容大致为:定名、颜色、结构、矿物成分、岩心破碎情况(岩心形状)、岩心采取率、节理、裂隙和岩溶的发育程度、充填情况及充填物、断层擦痕、断层泥及其充填物、风化程度、化石、层与层的相互关系及层理性质、矿化特征、蚀变现象、构造破碎情况及次生变化等。
2.测量岩心标志面(层面、片理面、断裂面、接触界线等)与岩心轴夹角。
3.岩层、矿化、蚀变在小范围内有所变化时应丈量出具体深度并注明。
4.选择有地质意义且具有代表性的岩(矿)心,作大比例尺素描图并进行照象,以增强文字的说服力。
5.钻孔内岩性分层时应注明上下两层岩石的接触关系。
如渐变关系、侵入关系等。
6.记录内容要求繁简适度,重点突出,针对性强。
对矿心及顶底板,矿化蚀变带和构造部位等应详细描述。
7.岩心块度的划分:大于20厘米为长柱状;10-20厘米为短柱状;小于10厘米为扁柱状;大于5厘米为块状;2-5厘米为碎块状;小于2厘米为碎屑状、粉末状。
若为块状,需对块体形态做大致描述,如楔块状、菱块状、团块状等。
8.松散岩层的描述内容大致为:定名、颜色、湿度、成分(粒度成分及百分含量)、磨圆度、分选性、结核、包裹体、结构层的相互关系及层理特征、胶结程度及胶结类型、化石等。
8.松散岩层的描述内容大致为:定名、颜色、湿度、成分(粒度成分及百分含量)、磨圆度、分选性、结核、包裹体、结构层的相互关系及层理特征、胶结程度及胶结类型、化石等。
建筑工程地质勘探与取样技术规程JGJ/T87-20122011年12月26日发布 2012年5月1日实行JGJ/T87-92 建筑工程地质勘探技术标准 JGJ/T89-92原状土取样技术标准同时废止1总则1.0.1 为在建筑工程地质勘探与取样工作中贯彻执行国家有关技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程;1.0.2 本规程适用于建筑工程地质勘探与取样技术工作;1.0.3 在工程地质勘探与取样工作中,应采取有效措施,保护环境和节约能源,保障人身和施工安全,保证勘探和取样质量;1.0.4工程地质勘探与取样,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定2、术语2.0.1工程地质勘探:为查明工程地质条件而进行的钻探、井探、槽探和洞探等工作的总称;2.0.2钻探:利用钻机或专用工具;以机械或人力作动力,向地下钻孔以取得工程地质资料的勘探方法;2.0.3钻进:钻具钻入岩土层或其他介质形成钻孔的过程;2.0.4回转钻进:利用回转器或孔底动力机具转动钻头,切削或破碎孔底岩土的钻进方法;2.0.5:螺旋钻进:利用螺旋钻具转动旋入孔底土层的钻进方法;2.0.6冲击钻进:借助钻具重量,在一定的冲程高度内,周期性地冲击孔底破碎岩土的钻进方法;2.0.7锤击钻进:利用筒式钻具,在一定的冲程高度内,周期性地锤击钻具切削砂、土的钻进方法;2.0.8绳索岩芯钻进:利用绳索的打捞器,以不提钻方式经钻杆内孔取出岩芯容纳管的钻进方法;2.0.9冲击回转钻进:在回转钻具上安装冲击器,利用液压风压产生冲击,使钻具既有冲击作用又有回转作用的综合性钻进方法;硬质合金钻进:利用硬质合金钻头切削或破碎孔底岩土的钻进方法;金刚石钻进:利用金刚石钻头切削或破碎孔底岩土的钻进方法;反循环钻进:利用冲洗液从钻杆与孔壁之间的环状间隙中流入孔底来冷却钻头,并携带岩屑由钻杆内孔返回地面的钻进技术,分为全孔反循环钻进和局部反循环钻进;岩石可钻性:岩石由于矿物成分和结构构造不同所表现的钻进难易程度;钻孔倾角:钻孔轴线上某点沿轴线延伸方向的切线与其水平投影之间的夹角称为该点的钻孔倾角;冲洗液:钻进中用来冷却钻头、排除钻孔中岩粉的流体;泥浆:黏土颗粒均匀而稳定地分散在液体中形成的浆液;套管:用螺纹连接或焊接成管柱后下入钻孔内,保护孔壁,隔离与封闭油、气、水层及漏失层的管材;钻孔取土器:在钻孔中采取岩土样的管状器具;薄壁取土器:内径为75mm~100mm, 面积比不大于10%内间隙比为0或面积比为10%~13%的内间隙比为~的无衬管取土器厚壁取土器:内径为75mm~100mm,面积比为13%~20%的有衬管取土器;岩芯:从钻孔中提出的土柱、岩柱;岩芯采取率:采取的岩芯长度之和与相应实际钻探进尺之比,以百分数表示;岩石质量指标RQD:用直径为75mmN型的双层岩芯管和金刚石钻头在岩石中连续钻进取芯,回次钻进所取岩芯中长度大于10cm的岩芯段长度之和与相应回次进尺的比值,以百分数表示;土试样质量等级:按土试样受扰动程度不同而划分的等级;3、基本规定3.0.1建筑工程地质勘探应符合下列规定:1、能正确鉴别岩土名称及其基本性质,并确定其埋藏深度及厚度;2、能采取符合质量要求的岩土试样或进行原位测试;3、能查明勘探深度范围内地下水的赋存情况;3.0.2建筑工程地质勘探与取样应按勘探任务书或勘察纲要执行;3.0.3建筑工程地质勘探应符合现行国家标准岩土工程勘察安全规范GB50585的规定;3.0.4布置建筑工程地质勘探工作时,应进行资料搜集和现场调查,分析评估勘探对既有地上、地下建构筑物和自然环境的影响,并制定有效措施,防治损害地下工程、管线等设施;3.0.5建筑工程地质勘探与取样方法应根据岩土样质量级别要求和岩土层性质确定;3.0.6现场勘探记录应由经过专业培训的编录人员或工程技术人员承担,并应由工程技术负责人签字验收;4勘探点位测设4.0.1 勘探点位应根据委托方提供的坐标和高程控制点由专业人员测放,勘探点位测设于实地的允许偏差应根据勘察阶段、场地和工程情况及勘察任务要求等确定,并应符合下列要求:1、陆域:初步勘察阶段:平面位置允许偏差0+,高程允许偏差±;详细勘察阶段:平面位置允许偏差+,高程允许偏差±;对于可行性勘察阶段,城市规划勘察阶段、选址勘察阶段:可利用适当比例尺的地形图依地形地物特征确定勘探点位和孔口高程;2、水域:初步勘察阶段:平面位置允许偏差0+,高程允许偏差±;详细勘察阶段:平面位置允许偏差0+,高程允许偏差±;4.0.2 陆域勘探点位应设置有编号的标志桩;开钻或掘进之前应按设计要求核对桩号及其实地位置,两者必须相符;水域勘探点位可设置浮标,并应采用测量仪器等方法,按孔位坐标定位;4.0.3 当调整勘探点位时,应将实际勘探孔位置及时标明在平面图上,并应注明与原孔位的偏差距离、方位和高差,必要时应重新测定孔位和高程;4.0.4 勘探成果中的平面图除应表示实际完成勘探点位之外,尚应提供各点的坐标及高程数据,且宜采用地区的统一坐标和高程系;5钻探一般规定5.1.1钻探工作应该根据勘探技术要求、地层类别、场地及环境条件,选择合适的钻机、钻具和钻进方法;5.1.2钻探操作人员应履行岗位职责,并应执行操作规程;现场编录人员应详细记录、分析钻探过程和岩芯情况;5.1.3特殊岩土、特殊场地钻探尚应分别符合本规程第9章、第10章的相关规定;钻孔规格5.2.1工程地质钻孔口径和钻具规格应符合本规程附录A的规定;5.2.2 钻孔成孔口径应根据表5.2.2 钻孔成孔口径mm钻孔性质第四纪土层基岩鉴别与划分土层/岩芯钻孔≥36 ≥59取Ⅰ、Ⅱ级土试样钻孔一般粘性土、粉土、残积土、全风化岩层≥91 ≥75 湿陷性黄土≥150冻土≥130原位测试钻孔大于测试钻头直径压水、抽水试验钻孔≥110 软质岩石硬质岩石≥75 ≥59注:采取Ⅰ、Ⅱ级土试样的钻孔,孔径应比使用的取土器外径大一个径级;5.1.3 钻孔深度测量应符合下列规定:1、对于钻进深度和岩土层分层深度的量测精度,陆域最大允许偏差±,水域最大允许偏差±;2、每钻进25m和终孔后,应校正孔深,并宜在变层处校核孔深;3、当孔深偏差超过规定时,应找出原因,并应更正记录报表;5.2.4、钻孔的垂直度或预计的倾斜度与倾斜方向应符合下列规定:1、对于垂直钻孔,每50m应量测一次垂直度,每100m的允许偏差为±2°2、对于定向钻孔,每25m测量一次倾斜角和方位角,钻孔倾角和方位角的量测精度分别为±°和±3°;钻孔的任意一点切线在水平上的投影,与指北方向顺时针旋转的夹角,称为钻孔该点或该孔深处的钻孔;它是确定钻孔在地下空间位置的基本参数之~;钻孔在垂直状态下没有顶角,也就没有;只有钻孔偏离垂线之后才产生了顶角,钻孔也就会呈现出方位角;3、当钻孔斜度及方位偏差超过规定时,应立即采取纠斜措施;4、当勘探任务有要求时,应根据勘探任务要求测斜和防斜;钻进方法5.3.1钻进方法和钻进5.3.1钻进方法注:1、++:适用;+:部分适用;-:不适用;2、螺旋钻进不适用地下水位以下的松散粉土和饱和砂土;5.3.2 对于要求采取岩芯的钻孔,应采用回转钻进;对于黏性土,可根据地区经验采用螺旋钻进或锤击钻进方法;对于碎石土,可采用植物胶浆液护壁金刚石单动双管钻具钻进;5.3.3 对于需要鉴别土层天然湿度和划分地层的钻孔,当处于地下水位以上时,应采用干钻;当需要加水或使用循环液时,可采用内管超前的双层岩心管钻进或三重管取土器钻进;当处于地下水位以下,且采用单层岩芯管钻进时,可采用无泵反循环钻进;5.3.4 地下水位以下饱和粉土、砂土,宜采用回转钻进方法;粉、细砂层可采用活套闭水接头单管钻进;中、粗、砾砂层可用无泵反循环单层岩芯管回转钻进并连续取芯,取芯困难时,可用对分式取样器或标准贯入器间断取样;5.3.5 岩石宜采用金刚钻头或硬质合金钻头回转钻进,软质岩石及风化破碎岩石宜采用双层岩芯管钻头钻进或绳索取芯钻进;易冲刷和松软的岩石可采用双管钻具或无泵反循环钻进;硬、脆、碎岩石宜采用双管钻具、喷射式孔底反循环钻进或冲击回转钻进;5.3.6 当需要测定岩石质量指标RQD时,应采用外径 75mmN型的双层岩芯管和金刚石钻头;5.3.7 预计采取Ⅰ、Ⅱ6章的有关规定;5.3.8勘探浅部土层时,可采用下列钻进方法:1、小口径螺旋麻花钻或提土钻钻进;2、小口径勺形钻钻进;3、洛阳铲钻进;冲洗液和护壁堵漏5.4.1表5.4.1常用冲洗液和护壁堵漏材料5.4.2 钻孔冲洗液的选用应符合下列规定:1、钻进致密,稳定土层时,应选用清水作冲洗液;2、用作水文地质实验的孔段,宜选用清水或易于洗孔的泥浆作冲洗液;3、钻进松散、掉块、裂隙地层或胶结较差的地层时,宜选用植物胶泥浆、聚丙烯酰胺泥浆作冲洗液;4、钻进片岩、千枚岩、页岩、黏土岩等遇水膨胀地层时,宜采用钙处理泥浆或不分散低固相泥浆作冲洗液;不分散低固相泥浆是指固相含量低,包括粘土和岩屑,其与泥浆的体积百分比小于4%;5、钻进可溶性盐类地层时,应采用与该地层可溶性盐类相应的饱和盐水泥浆作冲洗液6、钻进高压含水层或极易坍塌的岩层时,应采用密度大、失水量少的泥浆作冲洗液7、金刚钻钻进宜选用清水,低固相或无固相泥浆,乳化泥浆等作冲洗液5.4.3 钻孔护壁堵漏应符合下列规定:1、根据孔壁稳定程度和钻进方法,可选用清水、泥浆、套管等护壁措施,当孔壁坍塌严重时,可采用水泥浆灌注护壁堵漏;2、在地下水位以上松散填土及其他易坍塌的岩土层钻进时,可采用套管护壁;3、在地下水位以下的饱和软黏性土层、粉土层、砂土层钻进时,宜采用泥浆护壁;在碎石土钻进取芯困难时,可采用植物胶浆液护壁钻进;4、在破碎岩层中可根据需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁钻进;5、采用冲击钻进时,宜采用套管护壁;5.4.4 采用套管护壁时,应先钻进后跟进套管,不得向未钻过的土层中强行击入套管;钻进时应能通过钻具向孔底通气通水;采取鉴别土样及岩芯5.5.1 .表5.5.1 岩芯采取率5.5.2、对于需要重点研究的破碎带、滑动带,应根据工程技术需求提高取芯率,并宜定向连续取芯;5.5.3钻进回次进尺应根据岩土层情况、钻进方法、钻进工艺要求、工程特点等确定;并应符合下列规定:1、满足鉴别厚度小于的薄层要求;2、在钻进黏性土中,回次进尺不宜超过,在粉土、饱和砂土中,回次进尺不宜超过,且不超过螺纹长度或取土筒器长度;在预计的的地层界线附近及重点探查部位,回次进尺不宜超过;采取原状土样前用螺旋钻头清土时,回次进尺不宜超过;3、岩土层中钻进时,回次进尺不得超过岩芯管长度;在软质岩层中,回次进尺不得超过;在破碎岩石或软弱夹层中,回次进尺应为~.5.5.4 鉴别土样及岩芯的保留与存放应符合下列规定:1、除用作试验的土样及岩芯外,其余土样及岩芯应存放于岩心盒内,并应按钻进回次先后顺序排列,注明深度和岩土名称,且每一回次应用岩心牌隔开;2、易冲蚀、风化、软化、崩解的岩芯,应进行封存;3、存放土样及岩芯的岩芯盒应平稳安放,不得日晒、雨淋和融冻,搬运时应盖上岩芯盒箱盖,小心轻放;4、岩芯宜拍摄照片保存;5、岩芯保留时间应根据勘察要求确定,并应保留至钻探工作检查验收完成;6、钻孔取样、一般规定6.1.1表6.1.1土试样质量等级注:不扰动是指原位应力状态虽已改变,但土的结构、含水量、密度变化小,能满足室内实验各项要求;2、除地基基础设计等级为甲级工程外,对于可塑、硬塑黏性土及非饱和中密、密实的粉土,在工程技术要求允许的情况下,可用Ⅱ级土试样进行强度和固结试验,但宜先对土试样受扰动的程度作抽样鉴定,判断用于试验的适宜性,并结合地区经验使用实验成果;6.1.2、不同等级土样的取样工具可按本规程附录C选择;6.1.3采用套管护壁时,套管的下设深度与取样位置之间应保留三倍管径以上的距离;采用振动、冲击或锤击等钻进方法时,应在预计取样位置1m以上改用回转钻进;6.1.4下放取土器前应清孔,且除活塞取土器取样外,孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段长度;6.1.5采取土试样时,宜采用快速静力连续压入法,对于较硬土质,宜采用二、三重管回转取土器钻进取样,有地区经验时,可采用重锤少击法取样;6.1.6在粉土、饱和砂土层中采取Ⅰ、Ⅱ级砂样时,可采用原状取砂器;砂土扰动样可从贯入器中采取;6.1.7岩土试样可利用钻探岩芯制作;采取的毛样尺寸应满足试块加工要求,有特殊要求时,试样的形状、尺寸和方向应按岩石力学试验设计要求确定;钻孔取土器6.2.1钻孔取土器技术规格应符合本规程附录D的规定,各类钻孔取土器的结构应符合本规程附录E的规定;6.2.2取土试样前,应对所使用的钻孔取土器进行检查,并应符合下列规定:1、刃口卷折、残缺累计长度不应超过周长的3%,刃口内径偏差不应大于标准值的1%;2、对于取土器,应量测其上、中、下三个截面的外径,每个截面应量测三个方向,且最大与最小的差不应超过;3、取样管内壁应保持光滑,其内壁的锈斑和粘附土块应清除;4、各类活塞取土器的活塞杆的锁定装置应保持清洁、功能正常,活塞松紧适度、密封有效;5、取土器衬筒应保证形状圆整,内侧清洁平滑、缝口平接,盒盖配合适当,重复使用前,应予清洗和整形;6、敞口取土器头部的逆止阀应保持清洁,顺向排气排水畅通,逆向封闭有效;7、回转取土器的单动、双动功能应保持正常,内管超前度应符合要求,自动调节内管超前度的弹簧功能应符合设计要求;8、当零件功能失效或有缺陷者时 ,应修复或更换后才能投入使用;贯入式取样6.3.1大于取土器废土段长度,应提出取土器重新清孔;6.3.2采取Ⅰ级土试样时,应采用快速、连续的静压方式贯入取土器;贯入速度不应小于s;当利用钻机的给进系统施压时,应保持具有连续贯入的足够行程,采用Ⅱ级土试样,可使用间断静压方式或重锤少击方式贯入取土器;6.3.3在压入固定活塞取土器时,应将活塞杆与钻架牢固连接,活塞不得向下移动;当贯入过程中需监视活塞杆的位移变化时,可在活塞杆上设定相对于地面固定点的标志,并测记其高差,活塞杆位移量不得超过贯入深度的1%6.3.4取土器贯入深度宜控制在取样管的90%,贯入深度应在贯入结束后准确量测并记录,当取土器压入预计深度后,应将取土器回转2~3圈或稍加静置后再提出取土器;回转式取样6.4.1、采用单动、双动二三重管采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时, 应保证钻机平稳、钻具垂直、平稳回转钻进,并可在取土器上加接重杆;6.4.2回转式取样时,回转钻进宜根据各场地地层特点通过试钻或经验确定钻进参数,选择清水、泥浆、植物胶等作清洗液;6.4.3回转式取样时,取土器应具有可改变内管超前长度的替换管靴;宜采用具有自动调节功能的改进型单动二三重管取土器;取土器内管超前量宜为50mm-150mm,内管管口压进后,应至少与外管齐平;对于软硬交替的土层,宜采用具有自动调节功能的改进型的单动二三重管取土器;6.4.4对硬塑以上的硬质黏性土、密实砾砂、碎石土和软岩,可使用双动三重管取样器采取不扰动试样;对于非胶结的砂、卵石层,取样时可在底靴上加置逆爪,在采取不扰动试样困难时可采取植物胶冲洗液;7、井探、槽探和洞探7.0.1井探、槽探和洞探时,应采取相应的安全措施;7.0.2井探、槽探和洞探的深度、长度、断面尺寸、等应按勘探任务要求确定,并应符合下列规定:1、探井深度不宜超过地下水位,且不宜超过20m,掘进深度超过7m时,应相井内通风、照明;遇地下水时,应采取相应的排水降水措施;2、探井断面可采用圆形或矩形,且圆形探井直径不宜小于;矩形探井不宜小于×;当根据土质情况需要放坡或分级开挖时,井口宜加大;3、探槽挖掘深度不宜大于3m,大于3m时,应根据槽壁的稳定情况增加支撑或改用探井方法,槽底宽度不应小于:探槽两壁的坡度,应按开挖深度级岩土性质确定;4、探洞断面可采用梯形、矩形或拱形,洞宽不宜小于,洞高不宜小于;5、探井的井口,探洞的洞口位置宜选择在坚固且稳定的部位,并应能满足施工安全和勘探的要求;7.0.3当地层破碎或岩土层不稳定,易坍塌又不允许放坡或分级开挖时,应对井、槽、洞壁设支撑保护,支护方式可采用全面支护或间隔支护;全面支护时,每隔及在需要重点观察部位应留下检查间隙;当需要采取Ⅰ、Ⅱ级岩土试样时,应采取措施减少对井、槽、洞壁取样点附近岩土层的扰动;7.0.4 探井、探槽和探洞开挖过程中的土石方堆放位置离井、槽、洞口边缘应大于,雨期施工时,应在井、槽、洞口设防雨蓬和截水沟;7.0.5遇大块孤石或基岩,人工开挖难以掘进时,可采用控制爆破或动力机械方式掘进;7.0.6 对于井探、槽探和洞探,除应文字描述记录外,尚应以剖面图、展开图等反映井、槽、洞壁和底部的岩性地层分界、构造特征、取样和原位试验位置,并应辅以代表性部位的彩色照片;探井、探槽和探洞展开图式可按本规程附录F执行;8、探井、探槽和探洞取样8.0.1 探井、探槽和探洞中采取的Ⅰ、Ⅱ级岩土试样宜用盒装;试样容器可采用Φ120mm×200mm或120mm ×120mm×200mm、Φ150mm×200mm或150mm×150mm×200mm等规格;对于含有粗颗粒的非均质土鸡岩石样,可按试验设计要求确定尺寸;试样容器宜做成装配式,并应具有足够刚度,避免土样因自重过大而产生变形;容器应有足够的净空,以便采取相应的密封和防扰动措施;8.0.2采取盒状土试样宜按下列步骤进行:1、整平取试样处的表面;2、按土样容器净空轮廓,除去四周土体,,形成土柱,其大小应比容器内腔尺寸小20mm;3、套上容器边框,边框上缘应高于土样柱10mm,然后浇入热蜡液,蜡液应填满土样与容器之间的空隙至框顶,并应与之齐平;待蜡液凝固后,将盖板封上;4、挖开土试样根部,使之与母体分离,再颠倒过来削去根部多余土料,土试样应比容器边框低10mm,然后浇满热蜡液,待凝固后将底盖板封上;8.0.3Ⅰ级试样;采取断层泥、滑动带面或较薄土层的试样,可用试验环刀直径压入取样;8.0.5 在探井、探槽和探洞中取样时,应与开挖掘进同步进行,且样品应有代表性;9 特殊性岩土9.1.1软土钻进应符合下列规定:1、软土钻进可采用空心螺纹提土器或活塞闭水接头单管钻具钻进取芯;当采用空心螺纹提土器钻进时,提土器上端应有排水孔,下端应用排水活门;2、钻进宜连续进行;当成孔困难或需间歇作业时,应采用套管、清水、泥浆等护壁措施;3、对于钻进回次进尺长度,厚层软土不宜大于,中厚层软土不宜大于,地层含粉质成分较多时,不宜超过,并应保证分层清楚,提土率应大于80%,当夹有大量砂土互层,提土率不能满足要求时,应辅以标准贯入器取样做土层鉴别;9.1.2软土取样应符合下列规定:1、软土应采取薄壁取土器静力压入法取样,不宜采取厚度取土器或击入法取样;2、应采取措施防止所采取的土试样水分流失和蒸发,土试样应置于柔软防振的样品箱中,在运输过程中;不得改变其原状结构状态;膨胀岩土湿陷性岩土多年冻土污染土9.5.1 当污染土对人体有害或对钻具、仪表有腐蚀性时,应采取必要的保护措施;9.5.2 在污染土中钻进时,不宜采用冲洗液,可采用清水或不产生附加污染的可生物降解的酯基洗孔液9.5.3 在较深钻孔和坚实土层中,应采用回转法取样;在较浅的钻孔和松散的土层中,应采用压入法或冲击法取样;9.5.4 取样工具应保持清洁,应采取有效措施避免污染土与大气及操作人员接触受到二次污染,并应防止挥发性物质流失、氧化;9.5.5 土试样采集后应采取适当的封存方法,并应按规定的要求及时试验;10、特殊场地11 地下水位量测及取水试样11.0.1 地下水位的量测应符合下列规定:1 遇地下水时应量测水位;2 对工程有影响的多层含水层的水位量测,应采取止水措施, 将被测含水层与其他含水层隔开;11.0.2对于初见水位和稳定水位,可在钻孔、探井或测压管内直接量测,稳定水位量测的间隔时间按地层的渗透性确定,且对于砂土和碎石土,不得少于30min,对粉土和黏性土不得少于8h,并宜在勘察结束后统一量测稳定水位;11.0.3水位量测读数精度不得低于±20mm;11.0.4 因采用泥浆护壁影响地下水位观测时,可在场地范围内另外布置专用的地下水位观测孔;11.0.5 取水试样应符合下列规定:1、采取的水试样应代表天然条件下的水质情况;2、当有多层含水层时,应做好分层隔水措施,并应分层采取水样;3、取水试样前,应洗净盛水容器,不得有残留物质;4、取水试样过程中,应尽量减少水试样的暴露时间,及时封口;对需测定成分的水样时,应及时加入稳定剂;5、采取水试样后,应做好取样记录,记录内容应包括取样时间、孔号、取样深度、取样人、是否加入稳定剂等;6、水试样应及时送验,放置时间应符合试验项目的相关要求;水试样应及时试验,清洁水放置时间不宜超过72小时,稍受污染的水不宜超过48小时,受污染的水不宜超过12小时;12岩土样现场检验、封存及运输12.0.1钻孔取土器提出地面之后,应小心地将土样连同容器衬管卸下,并应符合下列规定:1、对于以螺钉连接的薄壁管,卸下螺钉后可立即可取下取样管;2、对以丝扣连接的取样管、回转型取土器,应采用链钳、自由钳或专用扳手卸开,不得使用管钳之类易于使土样受挤压或使取样管受损的工具;3、采用外管非半合管的带衬管取土器时,应使用推土器将衬管与土样从外管推出,并应事先将推土端土样削至略低于衬管边缘,防止推土时土样受压;4、对各种活塞取土器,卸下取样管之前应打开活塞气孔,消除真空;12.0.2对钻孔中采取的Ⅰ级原状土试样,应在现场测定取样回收率;使用活塞取土器取样回收率大于或小于时,应检查尺寸量测是否有误,土样是否受压,根据情况决定土样废弃或降低级别使用;12.0.3 采取的土试样应密封,密封可选用下列方法:1、方法一、在钻孔取土器中取出土样时,先将上、下两端各去掉约20mm,再加上一块与土样截面面积相当的不透水圆片,然后浇灌蜡液至与容器端齐平,待蜡液凝固后扣上胶皮或塑料保护帽;2、方法二:取出土样用配合适当的盒盖将两端盖严后,将所有接缝用纱布条蜡封封口;3、方法三:采用方法一密封后,再用方法二密封;12.0.4 对于软质岩石试样,应采用纱布条蜡封或黏胶带立即密封;12.0.5 每个土样封蜡后均匀填贴标签,标签上下应与土样上下一致,并牢固的粘贴于容器外壁;土样标签应记载下列内容:1、工程名称或编号;2、孔井、槽、洞号、岩土样编号、取样深度、岩土试验名称、颜色和状态;3、取样日期;4、取样人姓名;5、取土器型号、取样方法、回收率等;12.0.6试样标签记载应与现场钻探记录相符,取样的取土器型号、取样方法、回收率等应在现场记录中详。
134小壕1井是大牛地气田在鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部部署的一口取芯直井。
为了解上古生界山西组山1段和太原组主煤层含气性,建立上古生界煤系标准地层剖面,为该区煤系非常规综合地质研究提供依据设计煤层取芯5筒共36m。
1 取芯技术难点(1)煤层疏松,取芯过程中容易造成堵心等情况,取芯率难以保障。
(2)单筒取芯煤层段存在岩心冲蚀、起钻掉芯等情况,取芯率难以保障。
(3)使用常规川7-4取芯工具进行煤层取芯,缺少可借鉴的施工经验。
(4)取芯钻进判断井下情况困难,取芯钻进作业风险相较正常钻井施工增加。
2 取芯技术措施2.1 取芯前的准备及要求2.1.1 井眼的准备(1)收到起钻取芯的通知后继续循环井内钻井液直至振动筛无返砂,确保井眼清洁,防止造成卡钻,并且润滑性和流变性都可确保取芯过程的顺利。
(2)起钻时对井眼曲率变化大和遇阻井段进行划眼修整,消除阻卡,确保井眼通畅和取芯筒顺利下入。
(3)对出井钻头外径、使用状况进行检查、分析,确保取芯钻头顺利入井。
2.1.2 工具检查及准备(1)内外岩芯筒无明显变形、伤痕,且岩心筒的弯曲度每米不超过1mm。
(2)各丝扣连接部分必须完好,组装时将扭矩上至12.5~13.3kN/m。
(3)悬挂轴承清洗干净并涂抹足够的润滑脂。
调整好轴承间隙,保证内筒转动灵活。
(4)检查取芯工具附件是否齐全,检查卡箍自由张开直径小于岩心直径2~3mm,完全收缩时内径以不出卡箍座为准。
(5)调整中锁紧套底面和钻头内台阶面之间的间隙在10~13mm之间。
2.2 取芯钻具组合Ф215.9m m 取芯钻头+172m m 取芯桶+Ф165mmDC+Ф127mmHWDP*25根+Ф127mmDP串2.3 设备保障检查钻机悬吊系统、刹车系统、旋转系统、循环系统及井内钻具,检查各仪器仪表,保证在取芯钻进中地面设备与钻具不发生问题。
2.4 下钻操作 (1)组装取芯筒时,注意防碰,入井时严把井口关,严防井下落物。
(2)下放工具经过防喷器和井口套管头时,控制下放速度。