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复杂地层潜孔锤跟管钻进工艺问题研究

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随着我国建设事业的发展，在一些复杂地层中进行的钻孔工程量日益增多,在这类地层中进行钻孔施工，会使其原来相对稳定或平衡的状态被破坏，钻孔孔壁失去约束而不稳定，常见现象是孔壁坍塌、掉块、漏失、涌水、缩径、超径等，若处理不当，会造成钻进工作的困难，有时甚而引起孔内各种事故，以致钻孔报废，由此带来了钻孔质量差、钻进效率低、钻进成本高。潜孔锤跟管钻进技术可以很好的解决复杂地层钻进中的护壁难的问题，是针对复杂地层中钻进成孔的有效方法。但还存在着很多问题，例如：复杂地层系统的分类不清楚；合理确定复杂地层钻进钻具和工艺规程的方法还不够明确；潜孔锤跟管钻进方法的跟管深度及其影响因素还不确定等。 论文主要依据复杂地层的成因、特性，以及目前钻探工程施工的要求，全面的认识复杂地层情况，复杂程度，对钻探施工的具体影响，参照前人成果将复杂地层分为松散地层，破碎地层，水敏地层和漏失地层四大类，确定了各类复杂地层施工的难题及常用钻进方法，并对各种土层和岩层跟管钻进难易程度进行了分析。分析了现在比较成熟的三种跟管钻进技术——空气潜孔锤跟管钻进技术、冲击式金刚石取芯跟管钻进技术、空气潜孔锤取芯跟管钻进技术的特点、实用效果、适用范围，对现有工艺进行优化组合，并确定钻具和工艺规程参数，进一步完善现有潜孔锤钻进技术，力求解决复杂地层钻探技术问题。应用钻探工程相关的工程力学、流体力学理论及国内外先进的理论，推导复杂地层跟管深度的公式，分析其影响因素，理论和实践相结合，依托成灌铁路工程勘察阶段深厚砂卵石层工程地质勘探项目，检验了空气潜孔锤跟管钻进工艺及所确定的规程参数，理论得出该地层最大跟管深度为20.8m，现场跟管护壁平均深度15.7m，最深达18.3米，较好的解决了该地层常见的，遇大孤石进尺慢，钻孔掉块、孔壁坍塌、卡钻等钻探难题，取得了良好的效果。

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