[发明专利]一种适用于水平钻机的原位探测工艺

说明书

本发明公开了一种适用于水平钻机的原位探测工艺，其包括以下步骤：1）连接钻杆与主动钻杆，将铠装电缆与数据采集装置连接，数据采集装置与电脑连接；铠装电缆另一端与钻杆内的打捞器连接；2）钻进探测；3）打捞全面钻进钻具或原位探测装置；4）加接钻杆；5）扫孔；6）重复步骤1‑5），直至钻进指定的探测孔深；7）回收钻杆、钻具以及探测装置。本发明通过全面钻进钻具与原位测试装置的灵活组合，能够实现复杂地层的原位探测，从而提高原位测试装置对复杂地层的探测深度，同时本发明操控方便，能够有效地提高地层的探测深度，且具有探测效率高、数据传输迅速、可大幅度缩短作业时间等优点。

技术领域

本发明涉及一种适用于水平钻机的原位探测工艺。

背景技术

水平绳索取心钻机是开展地质研究、矿产资源勘探以及地下工程勘察所必需的重要技术装备。水平绳索取心钻机是指是一种通过动力装置驱动对一定曲率半径范围内的地下资源以及地下工程地质进行勘探的一类钻机，具有效率高,穿越长度长 ,深度深等优点。随着地下工程建设的飞速发展，通过水平钻机配合原位探测装置对地层进行原位探测从而保证工程施工的安全，保护广大施工人员的生命财产安全和工程的正常进行显得格外重要。现有的探测工艺步骤是先钻孔到指定位置后，再将探测装置送入孔底探测，探测完毕后回收探测装置并将探测装置探得的数据进行读取，能够满足短距离探测作业需求但是也存在相应的问题:一个完整的探测作业对数据的采集时间过长且无法实时对数据进行分析，其次测试装置安装在钻杆上容易脱落且需提钻读取数据，增加了辅助作业的时间。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操控方便，可大幅度提升探测深度，且具有探测效率高、数据传输迅速、可大幅度缩短作业时间等优点的适用于水平钻机的原位探测工艺。

本发明采用的技术方案是：一种适用于水平钻机的原位探测工艺，其采用的水平钻机包括支撑架、铠装电缆、直缆机构、送缆机构、冲洗水泵、马达、动力头、钻杆、旋转卡盘、夹持器、全面钻进钻具、原位测试装置、打捞器及推进油缸、光电滑环、数据采集装置及电脑；所述直缆机构和送缆机构固定在支撑架上；推进油缸一端与支撑架铰接，另一端通过连接块与动力头连接，动力头置于支撑架上的滑轨上，推进油缸的活塞杆伸缩能带动动力头在滑轨上移动，实现钻杆纯压入；动力头通过主动钻杆连接钻杆，驱动钻杆转动；所述铠装电缆绕在存储架上，铠装电缆的一端通过光电滑环与数据采集装置连接，数据采集装置与电脑连接；铠装电缆另一端穿过直缆机构、送缆机构、密封接头与钻杆内的打捞器连接；密封接头安装在动力头上，密封接头连通主动钻杆的内腔；坚硬岩石地层探测时，打捞器的打捞头与全面钻进钻具的捞矛头连接，松软地层探测时，打捞器的打捞头与原位测试装置的捞矛头连接，实现在贯入路径上采集地层的锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力等原位测试数据；冲洗水泵的出水口通过旋转给水装置与主动钻杆内腔连通，旋转给水装置设置在动力头上；旋转卡盘、夹持器靠近支撑架前端设置，旋转卡盘用于实现钻杆与绳索取心外管钻具之间的连接；夹持器用于对钻杆夹持固定；

包括以下步骤：

步骤1：将钻杆通过旋转卡盘旋转实现与主动钻杆连接，将铠装电缆的一端通过光电滑环与数据采集装置连接，数据采集装置与电脑连接；铠装电缆另一端穿过直缆机构、送缆机构、密封接头与钻杆内的打捞器连接，将冲洗水泵连接到动力头上；

步骤2：当地层为较软地层时，将1根带原位探测装置的内管放入绳索取心外管钻具内，通过推进油缸的活塞杆的伸出，驱动动力头在支撑架滑轨上向前移动，从而绳索取心外管钻具内的原位探测装置前端探测头压入地层在贯入路径上，原位探测装置采集地层的锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力等原位测试数据并通过铠装电缆传导信号到数据采集装置，通过电脑实时进行分析直至回次结束；

当地层为岩石地层时，将1根空的全面钻进钻具放入绳索取心外管钻具内，通过推进油缸的活塞杆的伸出驱动动力头在支撑架滑轨上向前移动，同时动力头回转，带动绳索取心外管钻具内的全面钻进钻具实现回转钻进，同时冲洗水泵泵出的水流经绳索取心外管钻具出水口到达孔底，对绳索取心外管钻具钻头进行冷却，并携带孔底岩粉沿钻杆和孔壁间的环状间隙上返至孔口；