易坍塌难成孔地层钻探施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107420035A(43)申请公布日2017.12.01(21)申请号201710778144.3(22)申请日2017.09.01(71)申请人中国矿业大学（北京）地址100083北京市海淀区学院路丁11号(72)发明人刘波王志留(51)Int.Cl.E21B7/00(2006.01)E21B7/20(2006.01)E21B21/00(2006.01)E21B33/13(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称易坍塌难成孔地层钻探施工方法(57)摘要一种易坍塌难成孔地层钻探施工方法，包括如下步骤：利用钻具在所需施工的位置进行钻孔；钻孔完成后，将钻具提升至地面；将准备好的井管沿着钻孔侧壁放入钻孔内；将钻具沿井管外壁放入钻孔内，并将连接在其上端的钻杆与地面上的水坑连通，对钻孔中的泥浆及岩体碎石进行冲洗；卸下钻杆，将钻具留在钻孔内，并将准备好的填料沿着钻具空腔及井管与钻孔之间的间隙填入钻孔内；取出钻具，并将其与钻杆再次连接，然后将钻具伸入井管，钻杆连通水坑，对井管内残留的浆液和杂物进行冲洗；取出钻具，成井保护。本发明的钻探施工方法，克服了松散复杂地层在正常洗钻孔过程中容易出现钻孔坍塌的难题，保证了洗井作业的顺利完成，提高了钻井成功率，节约成本。CN107420035ACN107420035A权利要求书1/1页1.一种易坍塌难成孔地层钻探施工方法，包括如下步骤：1)钻孔钻进：利用钻具在所需施工的位置进行钻孔；2)钻具提升：钻孔完成后，将钻具提升至地面；3)安装井管：将准备好的井管沿着钻孔孔壁放入钻孔内；4)清洗钻孔：将钻具沿井管外壁放入钻孔内，并将连接在其上端的钻杆与地面上的水坑连通；水坑中的洗井液通过钻杆、钻具进入钻孔底部，对钻孔中的泥浆及岩体碎石进行冲洗；5)填料止水：卸下钻杆，将钻具留在钻孔内，并将选好的填料沿着钻具的空腔及井管与钻孔之间的间隙填入钻孔内；6)清洗井管：取出钻具，将其与钻杆连接，然后将钻具伸入井管，钻杆连接水坑；水坑中的洗井液通过钻杆、钻具进入井管底部，对井管内残留的浆液和杂物进行冲洗；7)成井保护：取出钻具，将井管与钻孔之间的间隙用黏土填平，对最终成井的井管进行保护。2.如权利要求1所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在步骤1)中，所述钻具下端设有钻头。3.如权利要求1所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在步骤3)中，所述井管的底部设置滤水管，用于在清洗水管时洗井液通过井管底部流出。4.如权利要求1所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在步骤4)中，所述钻具直径与井管的直径之和小于钻孔的直径。5.如权利要求1所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在步骤5)中，所述填料包括滤砾和黏土。6.如权利要求5所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：，在填料之前，将黏土制成球状，且直径小于钻具直径。7.如权利要求5所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在填料之中，先填入滤砾，再填入黏土。8.如权利要求1所述的易坍塌难成孔地层钻探施工方法，其特征是：在步骤6)中，所述钻具的直径小于井管直径。2CN107420035A说明书1/4页易坍塌难成孔地层钻探施工方法技术领域[0001]本发明属于水文地质勘查领域，具体涉及一种易坍塌难成孔地层钻探施工方法。背景技术[0002]钻探施工地层复杂多变。对于砂岩、复杂填土等易坍塌难成孔地层，在同样的施工方法和条件下较其它地层而言，钻探施工难度较大，成孔率较低。在洗井过程中，砂岩、复杂填土等地层，由于自身的强度低，易发生流变的特点，增加了塌孔的危险性，影响了钻探施工成孔的成功率，一旦塌孔，将会大大增加钻探施工的成本。[0003]目前，传统水文钻探施工方法顺序为：钻孔钻进—钻具提升—洗孔—安装井管—填砾止水—成孔保护。但是，该传统钻探施工方法主要存在以下问题：一是传统水文钻探施工方法主要应用于原岩坚硬岩层。对于泥岩、砂岩、页岩以及松散复杂填土层而言，地层为不稳定地层，由于自身水化膨胀和裂解作用严重，容易发生塌孔危险，增加成孔难度。二是泥岩、松散复杂填土层等不稳定地层容易在洗孔过程中，泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时，就会发生塌孔现象。三是泥浆液流的冲蚀，洗井泥浆及滤液对孔壁岩土的长时间浸泡，降低岩土内聚力和内摩擦角，也大大增加了发生塌孔的概率。上述难题的存在，都会大大增加塌孔的危险率，造成不必要的经济损失。[0004]本发明是“十三五”国家重点研发计划重点专项(2016YFC080250504)、国家自然科学基金(41472259)资助研究成果。发明内容[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种易坍塌难成孔地层钻探施工方法，可有效