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定向岩心钻探法在岩土工程勘察中的重要性

通过塔比瑟Mishra
发布日期:2019年11月11日 |最后更新:2021年8月4日
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地质技术调查方法,如定向岩心钻井,有助于确定地下土壤和岩石的物理性质,也有助于工程师做出正确的决定,以最经济的方式挖掘场地所需的工具类型。

来源:Chalabala

每个真正的,有经验的项目经理和岩土工程师能否在充分了解当前形势的情况下,保证进行非开挖工程的有效性地质条件。

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许多项目失败的例子证明了那些低估了彻底检查的必要性的人岩土工程调查.(读获取技术:岩土工程调查报告中所需的信息.)

岩土工程勘察利用不同的方法来确定地表以下土壤和岩石的物理性质。它还可以帮助工程师做出正确的决定,以最经济的方式在现场挖掘所需的工具类型。

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其中一种方法就是定向岩心钻井法,本节将对此进行讨论。

定向岩心钻井设备

在20世纪80年代,a挪威公司Devico AS开发了第一个定向取心筒.从那时起,不断的研究和发展使它成为进行岩土工程调查的流行工具。

定向岩心钻井设备由一套有线运营岩心筒辅助定向控制,具有与标准岩心筒相同的操作参数。这种安排不需要任何额外的调整钻机钻柱甚至可以在坚硬的岩石条件下工作。

钻井轨迹和曲率分别由工具面角和狗腿角控制。在转向过程中,通过岩心筒后部的膨胀封隔器保持工具面的位置。

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采用Devico技术的定向岩心钻井方法能够在采集岩心样品的同时,控制井斜,并准确地将井眼导向目标。如果需要从不同的位置获得另一个岩心,则可以通过直接切割当前孔中的弯曲部分,使第一个孔转向第二个目标。像这样的分支井是减少钻井时间和节省资金的好方法。通过将电缆末端的超调器下放到井眼内,可以将岩心的内筒从井眼末端移出。超调管连接到内管上,电缆将内管拉回,然后内管与取心筒分离。

该方法

定向岩心钻机的钻孔可以在计划的非开挖工程附近的合适位置开始。在定向Devico技术的帮助下,钻头可以沿着预定的轨迹移动。岩心取样钻孔通常是这样规划的,它将通过与实际隧道的路径平行。当它经过时,它可以收集整个项目的岩心样本,这样就可以钻穿断层带和裂缝,让工程师们清楚地了解真正的项目将会遇到什么。

当井眼到达需要采集样品的区域时,使用电缆取心筒代替定向取心筒,从而获得全尺寸岩心样品。如果出现偏差,则重新插入定向取心筒,并将井眼导向所需的方向。从计划轨迹取心的井眼标准公差为井眼长度的1%,即约。距隧道10米处有一个1000米长的洞。岩心样品可以在实验室用不同的方法进行研究,而地球物理和水文试验可以在钻孔中进行。

为什么要使用定向岩心钻井

定向岩心钻井已经找到了自己的定位,这不是没有原因的。这种方法可以提供通过其他岩土调查方法不容易获得的某些信息。首先,定向岩心钻井可以从规划的隧道轨迹中提供连续的岩心样品和地质信息。如果遇到有问题的岩层,这种方法可以提供岩层的范围和方向的数据,使工程师在隧道或钻孔时采取特别的预防措施。使用这种方法还可以很容易地获得其他信息,如土壤或岩层的力学性质,地下水流入的估计,所需注浆和稳定的数量的估计,以及施工时间和成本。

定向岩心钻井的好处

与其他电缆钻井和定向钻井技术相比,定向岩心钻井具有许多优点。

与标准电缆钻井相比

  • 减少钻井长度
  • 减少钻井设备的磨损
  • 少钻网站
  • 对环境影响小
  • 完全控制自然偏差
  • 提高钻孔精度

与其他定向钻井技术相比:

  • 取心可以在定向段进行
  • 耗水量低
  • 在坚硬岩石中渗透率高
  • 容易调整的狗腿和使用更高的狗腿由于更平滑的曲线
  • 钻柱也可以在转向时旋转
  • 不需要额外的扩眼
  • 钻孔起始位置不重要,可以引导其与规划巷道对齐
  • 由于靠近实际井眼,因此可以获得高度相关的数据

自1988年Devico AS公司推出定向岩心钻井技术以来,该技术已取得了诸多效益。许多国际公司都使用这种方法来建造他们的隧道和管道项目。虽然在某些情况下,在到达预定位置之前必须挖出较长的部分,成本很高,但这种方法的优点远远大于缺点。

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写的塔比瑟Mishra|土木工程师,技术内容作者

塔比莎·米什拉的头像

Tabitha拥有印度孟买大学土木工程学士学位,目前是一名自由职业技术内容作者。在撰写本文之前,她曾担任各种建筑施工、建筑修复和房地产评估项目的现场工程师和现场经理。

Tabitha还被认证为Primavera项目管理专业人员,精通Auto CAD。在业余时间,她为小型房屋建筑商做私人咨询,协助规划和许可。

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