[发明专利]一种船舶水上工程勘探钻孔的方法

权利要求书

1.一种船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)准备勘探钻孔用船舶：准备一艘80-150吨之间的铁驳船作为钻孔作业船舶，于船舱底部割开洞口，所述洞口上焊接竖直向上的导向管，所述导向管设置于船舶中舱船体的中线上，所述导向管为无缝钢管，所述导向管顶部设置有与勘探用套管相配合的法兰；

(2)平台搭建：在舱内或舱面搭建平台，

a、舱内搭建平台时，在船舱底部放置钻机位置处布置机脚木，机脚木上侧铺平木板并形成3×4m平台，用马钉将木板钉牢；

b、舱面搭建平台时，在船舶舱口横向平行放置3～4根圆木或钢管，圆木或钢管之间相距位置根据钻机底盘和钻塔脚架位置确定，圆木或钢管两端超出舱口25cm左右，采用圆木时，圆木的稍径大于200mm，采用钢管时，钢管的直径大于146mm，在圆木或钢管上方纵向铺上厚6cm的木板形成4×7m平台，用马钉将木板固定牢；

(3)安装钻机：将钻机安装在木板平台，所述钻机立轴中心、架顶钢丝绳中心与导管中心在同一铅垂线上，调平后将钻机固定牢，所述钻机安装完毕后，用马钉和铁丝将钻机底盘、钻架脚固定牢，所述钻架用4根绷绳从顶部分别向船体两侧4个方向收紧固定牢；

(4)抛锚定位：所述铁驳船设置5个铁锚，分别为前主锚1个，前边锚2个，后边锚2个，所述前主锚锚绳位于船头中间并与水流方向一致或处逆风方向，所述前边锚、后边锚的锚绳相互成八字，在船头和船尾两侧，当钻孔位置靠近岸边时，近岸侧前边锚、后边锚抛置于岸上，抛锚次序由工作船先抛前主锚，再由交通船依次抛前边锚、后边锚，各锚抛完后，通过收、放调整各个锚绳，调整铁驳船的为位置，从而定准钻孔位置；

(5)下入套管：先测量钻孔位置水深，根据水深和取样要求配置下入套管总长度和入土深度，从导向管中下入套管至水下地层，当遇到水流湍急时，在套管下端采用重锤坠落法或采用保护绳牵引方法，确保套管准确就位，所述套管下至水底后，打击套管顶端，将套管下端打入水下土层，套管入土深度，根据水底土质情况确定，硬性土层入土深度为1～2m；软土、松散砂土入土深度为2～6m；

(6)钻探：现场测量钻孔点位坐标和高程，并与施工区域水文、潮汐资料进行核对，通过钻机将钻杆下入套管中，所述钻机带动钻杆转动，所述钻杆端部钻头对水下地层进行钻探作业，对钻探过程进行记录和分析，并对地层进行取样分析和记录，当地层变化时，记录并同步测量水深涨落变化数据，准确计算变层和钻进深度；

(7)起拔套管：终孔钻孔完成，对钻的孔进行封孔工作，完成后起拔套管，先以钻机卷扬机慢慢试提，同时用拧管钳人力转动管柱，当提升阻力很大时，上、下冲击套管，冲击的同时，检查钻机、作业平台、锚绳固定情况，最后使用千斤顶起拔套管，完成套管的起拔；

(8)起锚：将作业平台材料、工具整理好，使得起锚时锚绳和锚有足够的摆放位置，有序顺次摆放，工作船及起锚机械试运行正常后，进行起锚作业，起锚顺序按照后抛先起的顺序进行。

2.根据权利要求1所述的船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于：所述前主锚重量100～200kg，所述边前锚和边后锚的重量50～100kg左右，锚型选择四爪锚，水底有淤泥或松软土层时，于锚爪上加焊长50cm、宽20cm的尖钢板，使得铁锚能够更有效抓牢土层。

3.根据权利要求1所述的船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于：锚绳长度不小于现场实际测量水深的6倍。

4.根据权利要求1所述的船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于：所述套管选用直径127～168mm的地质钢管，套管长度为1.0～4.0m，并配备长度0.20m、0.50m的短套管。

5.根据权利要求1所述的船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于：所述重锤坠落法用于套管无法插入的水下坚硬岩层，所述重锤坠落采用的套管下端外壁表面沿周向设置有刚性的挡圈，重锤为金属柱体，所述重锤中心开设有直径与套管外径相匹配的通孔，所述重锤套接于套管外侧并放置于挡圈上侧，重锤增加了套管下端的重力，使得套管与重锤形成的整体结构的重心位于套管的下端，提高钻头钻进时套管的稳定性，防止套管产生位移。

6.根据权利要求1所述的船舶水上工程勘探钻孔的方法，其特征在于：所述保护绳牵引法用于套管能够插入的水下软质地层，在套管下端绑扎一根牵引绳，所述牵引绳另一端固定于作业船位于水流上游的一侧在套管下沉的过程中牵引绳同步放松，当套管向下游漂移导致套管偏斜时，通过收紧或放松牵引绳方法调整套管垂直精度。