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        導向鉆進、預擴孔、管道回拖受阻的主要原因

        2019-06-05

        (1)管道外徑為φ81.3mm,設計終孔孔徑為φ1050mm,雖然滿足規范終孔孔徑為管道外徑1.2-1.5倍的要求,但未能充分考慮巖層與一般土層在物理性質上的明顯差異:在一般土層中反復預擴孔,在鉆具的自重作用下,實際孔徑通常比鉆頭直徑大,而在巖層中因鉆具自重作用對孔徑的影響非常小,實際孔徑與鉆頭直徑基本一致;同時在一般土層中回拖管道,孔內一部分鉆渣可被管道擠壓到孔壁外,而在巖層中孔內鉆渣只能堆積子啊管道前端、管道與孔壁間的環空內。因此,巖層中終孔孔徑應適當增大。

        (2)雖然本次定向鉆穿越為較單一完整的泥巖層,但也不能排除因風化程度不同或局部巖石成分變化造成的軟硬不均導致預擴孔過程中形成臺階起伏,應增加“扶正器+巖石擴孔器”的鉆具組合進行修孔作業,以保證鉆孔的平順度。

        (3)不同巖層在擴孔過程中的破碎機理有著明顯的差異:以花崗巖為例,其主要成分為長石、石英,巖石硬度大、結構致密、抗壓強度高、吸水率低,在預擴孔過程中主要通過硬質合金齒的沖擊、壓碎作用將巖石破碎為巖粉和較小的顆粒,因此預擴孔速度慢、鉆具磨損程度高;而對于以水云母、高嶺石、蒙脫石為主要成分的泥巖,由于其巖質軟,且遇水易軟化、崩解,在預擴孔過程中在沖擊作用下易崩解為小巖塊,因此預擴孔速度快、鉆具磨損程度低。這樣,往往使工作人員在泥巖地層中施工放松了警惕,忽視了崩解在鉆孔內的泥巖碎塊堆積問題。清孔時選用的流道式擴孔器由于流道的存在,使其與四周鉆孔孔壁之間存在較大的空隙,進一步破碎泥巖碎塊的作用不明顯,進而導致泥巖碎塊過大無法通過泥漿的懸浮攜帶作用排出至地表,大量堆積在鉆孔內的泥巖碎塊為后續的拖管工作埋下了隱患??筛挠猛笆綌U孔器進行清孔作業,達到進一步破碎泥巖碎塊的目的。

        (4)泥漿性能調配:本次預擴孔過程中采用泥漿配比:水+0.1%燒堿+4%膨潤土,擴孔時泥漿攜帶的泥巖碎塊粒徑一般在5mm以下。觀察發現管道反拉過程中帶出鉆孔的許多泥巖碎塊粒徑在30mm以上,過低的泥漿濃度無法起到良好的懸浮攜帶作用。同時,對于以水云母、高嶺石、蒙脫石為主要成分的泥巖具有遇水膨脹的特性,還應注意降低泥漿的失水率,減小鉆孔縮孔的風險。

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