双管单动配合植物胶钻探在某工程中的应用

球 阀等构 件 ，提高取芯 的可靠性 。为 了避免从岩芯 管 中敲取
岩 芯 对 岩 芯 的 机 械 破 坏 ， 内 管 一 般 采 用 半 合 管 。 单 动 双 管 钻
具具有 上述一 系列特殊 的结构 （ 见图 １ ， ） 一般 用于结构松散 、
破碎取芯 困难的地层和对岩芯采取 率、完整性有特殊 要求 ，
一
、
双 管 单 Байду номын сангаас 配 合 植 物 胶 钻 探 工 艺
１ 双 管单 动 钻 具 ．
单 动 双 管 钻 具 是 一 种 外 管 转 动 ， 内管 不 转 动 的 双 层 岩 芯 管 钻 具 ，钻 进 时 冲 洗 液 通 过 内 外 管 之 间构 成 的 环 形通 道 ，可 以 防 止 冲 洗 液 直 接 冲 刷 岩 芯 ， 由于 其 内管 不 转 动 ，还 可 以避
５心 轴 ；６锁 紧 螺母 ；７内管 接 头 ；８外 管 ；９内 管 ； １ ． 孔 ． ． ． ． ． ０扩
水 对 孔 壁 的破 坏 作 用 较 小 ，就 能 形 成 泥 皮 保 护 好 孔 壁 。植 物 胶护壁则 是靠本身的粘弹性吸附在孔壁上形成一层保护膜保 护 孔 壁 ，本 身 失 水 很 少 。 （ ）钻 进 平 稳 度 不 同 。砂 卵 石 层 属 ３ 于 复 杂 地 层 ， 由于 该地 层 力 学 性 质 不 均 一 ，传 统 的泥 浆 和 清 水 钻 探 和 取 样 都 很 困 难 ，钻 进 时 常 产 生 振 动 和 重 复 破 碎 ，难
整 度、真实性和代表性有 很大的提高和改善 。这种 钻具为 了
防止 岩 芯 从 岩 芯 管 中脱 落 ，一 般 设 置 爪 簧 、压 卡 装 置 、 隔 水
生机械破 碎。而植物胶液体在循环过程 中，靠其 本身的粘性 迅速 吸附在 已钻出的岩芯表面上 ，由于植物 胶本身是 由非离
子 聚 合 物 组 成 ，分 子 链 长 而 有 很 大 的柔 软 性 ，具 有 较 高 的 吸 附能 力及 弹 性 ，避 免 了 冲 洗 液 对 岩 芯 的直 接 冲刷 ，基 本保 持 了岩 芯 的原 状 结构 ， 不 易遭 到机 械 破坏 。 （ ） 钻 孔护 壁 作 用 ２ 的不 同 。 两种 冲 洗 液 的 护 壁 效 果 因砂 卵 石 成 分 不 同而 不 同 ，
中卫黄河特大桥所处黄河冲 击平原及 冲击河谷 内，地层复杂 多变 ，以冲积粗 圆砾层为主 ，地层 中细颗粒夹层和透镜
体 多 有 发 育 。而 该 地 层 的 钻 探 存 在诸 多 难 点 ，例 如 钻 进 困难 、取 芯 困难 、岩 芯 原 状 结构 易损 坏 等 等 ， 为确 保 此 重点
工程 的勘察质量 ，采用 了双管单动配合植物胶 钻探 工艺 ，并取得 了如下显 著效 果 ：（ ）基本保持 了岩芯原状结构 ， １
对岩芯采取率 、完整性 有特殊 要求 ，对工程勘察有特殊意义 的关键地 层钻进。列举 了植 物胶冲洗液的特点及其相对
于 普 通 泥 浆 的几 点 优 势 ：（ ）所取 岩芯 质 量 不 同 ；（ ）钻 孔 护 壁 作 用 的不 同 ；（ ）钻 进 平 稳 度 不 同 ；（ ）泵 压 不 同 。 １ ２ ３ ４
芯 是在泥浆循环过程 中，泥浆通过 向岩芯 内部失水 ，在岩芯 表 面形成一层薄薄的泥皮 ，这层泥皮对岩芯 起到保护作用 ， 然而在泥皮形成过程 中，岩芯 已由泥浆 的失水侵 入而遭到破
坏 ，甚 至 在 形 成 泥 皮 前 由泥 浆 的直 接 冲 刷 使 岩 芯 更 易 散 落 产
免 钻具转动造成对岩芯 的机械 破坏 ，可使岩芯 的采取率、完
对工程勘察有特殊 意义 的关键地 层钻进 。
但总体来 说 ，还是植物胶护壁效果好 。在河床地 区，卵石 层 薄但结构松 散的地 区植物胶护壁作 用明显 ，一次成 孔率高 ，
泥 浆 护 壁 效 果 较差 ，易 塌 孔 ，导 致 重 复 破 碎 。在 二 级 阶地 砂 卵 石 层 厚 且 胶 结 的 地 区钻 孔 ，两 种 冲 洗 液 的护 壁 效 果 均 好 。
究其原 因，泥浆 护壁的过程中要先 向孔壁失水 同时形成泥皮
保 护 孔 壁 。在 松 散 的砂 卵 石 层 中 ，泥 浆 失 水 对 孔 壁 的破 坏 作 用超 过 泥 皮 保 护 孔 壁 的 作 用 。在 胶 结 的砂 卵 石 层 中 ， 泥浆 失 注 ：１上接 头 ；２耐 磨 稳 定 环 ；３外 管 接 头 ；４单 动 部 分 ； ． ． ．
提 高 了取 芯 质 量 ，使 得 细 颗 粒 夹 层 基 本 得 到 揭 示 ； （ ）大 幅 提 高 了取 芯 率 ，完 全 达 到 了规 范 要 求 ；（ ）植 物 胶 良好 ２ ３
的护壁效果使孔 内事故发 生率大 幅减少 。
关 键 词 ：双 管 单 动 ；植 物 胶 ；钻 探 工 艺 ；卵 砾 石 层 中 图 分 类 号 ： Ｐ ３ ６４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ９ ３ （ ０ ２ ７０ ３— ２ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）０ — ２ ３ ０ 石 取 芯 钻 探 中 ，使 用 泥 浆 效 果 差 ，采 用 植物 胶 能 较 完 整 地 采 取松 散 地 层 的岩 芯 。结 合 施 工 实 践 ，分 析 认 为 ，泥 浆 钻 进 取
第１ ２卷 第 ７期
２ ２盆 ０１
中 国
水
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ＶｏＩ ２ ．１ ＪｕＩ Ｙ
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７月
Ｏｈｉ Ｗａｔ Ｔｒ ｎｓ ｎａ ｅｒ ａ ｐｏｒ ｔ
双管单动 配合植物胶钻 探在某工 程中的应用
张 宏 家
（ 中铁 第 五勘 察设 计 院 集 团有 限 公 司 ，北 京 １ ２ ０ ０ ６０） 摘 要 ：简 单 介 绍 了双 管 单 动 钻 具 的 特 点 及 其 结 构 形 式 ，这 种 特 殊 钻 具一 般 用于 结 构松 散 、 破碎 取 芯 困难 的地 层 和