本发明涉及一种深层水准基岩标的建标方法及水准基岩标。 目前,国内外基岩标埋设深度都较浅,都在1000米以内,而且标孔结构都为单层保护管结构,该结构易受地层变化的影响,使其基岩标的稳定性降低,从而影响测量的精度。
本发明的目的是提供一种深层水准基岩标的建标方法及水准基岩标。
本发明的目的是这样实现的。建标方法是,钻一个多级缩小的孔在每钻完一级孔后,下入与其相应直径的保护管,并用水泥固井,最后一级钻孔钻至基岩层后改用小口径钻头继续钻至终孔,然后下最后一层保护管。在最后一层保护管的下端,通过塞线盒密封装置将标底和下标杆下入小口径孔中,水泥固井,最后下入上标杆,通过回接接头与下标杆连接。多级缩小的孔的为三级缩小的孔,第一级孔孔径为350-500毫米,第二级孔孔径为250-350毫米,第三级孔孔径为150-250毫米。该方法所建的水准基岩标包括多层保护管、上下标杆、标杆扶正器、回接接头、塞线盒密封装置和标底。
本发明与现有技术相比,基岩标结构合理,稳定性高。
图1为本发明的水准基岩标结构示意图;
以下结合附图对本发明的实施例作详细描述。
本发明的基岩标建标方法中采用三牙轮钻头回转钻进方法,所选用的钻机为回转式转盘钻机。
第一次开钻,使用直径445毫米普通铣齿三牙轮钻头(Y2)自地表钻进至201.77米,在第四系粘土层中地主要沉降层顶板部位停钻。钻进工艺规程为:钻压5吨,转速60-80转/分,泵量1600升/分。
然后下入第一层保护管2,第一层保护管直径为340毫米石油套管,钢级J55,壁厚10.92毫米、重88.55公斤/米,下入深度为198.73米,总重17.6吨,连接形式为圆形丝扣连接,下端为水泥套管引鞋。中间加6组弹性扶正器扶正套管。水泥固井上返地表。实际使用75℃油井水泥21吨,水泥浆平均比重为1.95(最高为20,最低为1.75),实际灌注的水泥浆量为16立方米。
第二次开钻,用直径311毫米普通铣齿三牙轮钻头(Y3、Y4)钻开直径340毫米套管内的水泥塞并继续钻进至409.18米,在第三系地层的顶板部位停钻。钻压4-5吨,转速60-100转/分,泵量700-1600升/分。
然后下入第二层保护管3,第二层保护管为直径245毫米石油套管,钢级J55,壁厚8.94毫米、重57.92公斤/米,下入深度为487.22米,总重2.53吨,为圆形丝扣连接,下端连接一水泥套管浮鞋。管上有11组弹性扶正器扶正,其中5组在直径245毫米管与直径311毫米井眼部位,6组在直径245毫米管与直径340毫米管重叠部位,水泥固井上返高度200米。使用普通硅酸盐425号水泥9吨,水泥浆平均比重为1.75,实际灌注的水泥浆体积为8.2立方米。
第三次开钻,用直径215毫米普通铣齿式和镶齿三牙轮钻头钻开直径245毫米套管内的水泥塞,继续钻进至1017.20米进入基岩层内停钻。钻压5-7吨,转速80转/分,泵量1000升/分。然后换用直径152毫米镶齿式三牙轮钻头继续钻进至1088.0米终孔。钻压3-5吨,转速80-120转/分,泵量960-1300升/分。
然后下入第三层保护管4,第三层保护管为直径178毫米石油套管,钢级J55,壁厚9.19毫米,重38.19公斤/米,下深为1070.89米,总重40.9吨,圆形丝扣连接,下端为一塞线盒8,塞线盒以下为直径127毫米下标杆10和标底9与直径178毫米管一块下入孔内,直径127毫米下标杆10和标底9总长19.29米,标底9下至井底。水泥固井,从井底上返高度为336米,实际使用75℃油井水泥5吨,水泥浆平均比重为1.9,实际水泥浆体积为3.8立方米,直径178毫米管上有18组弹性扶正器。
上述钻进三次所用的钻具组合如下表:
名称 规格×数量 长度(米) 总重(吨) 丝扣扣型
方钻杆 φ108mm×1根 12.19 0.8 603反×410
钻杆 φ89mm 18.5米/柱 19.788公斤/米 310×311
钻铤 φ121mm×4柱 70.95 5.5 310×311
钻铤 φ146mm×3.5柱 63.63 7.08 420×421
钻铤 φ178mm×1.5柱 27.28 4.5 410×411
在下三层保护管和标杆前各测井斜一次,另外在直径311mm井段(203-490米)中间加测一次,在直径215mm井段(490-952米)中间加测两次。终孔孔斜小于1度。(测井斜时每20米一个测点)。
在下三层保护管之前测井径。
在三层保护管水泥固井后进行声波测井,以了解固井质量,要求水泥封固部位准确,密封止水可靠。
本发明的水准基岩标主要包括第一层保护管2、第二层保护管3、第三层保护管4、上标杆5、下标杆10、滚珠式标杆扶正器6、回接接头7、塞线盒密封装置8和标底9。
为了增加标杆的刚度,减小下标杆10因自重引起的弯曲,选用了直径127毫米的标杆505.12米放在下部。上标杆5用直径114毫米的标杆,长为586.80米,从施测标志点1至标底9,标杆总长1091.92米。高出地表4.39米,观察标杆内水位一周后无变化,回修孔口,其标杆高出地表0.6米。直径340毫米保护管高出地表0.5米,直径245毫米保护管高出地表0.52米,直径178毫米保护管高出地表0.54米。
标杆采用两种直径的石油套管,下标杆10用直径127毫米石油管505.12米(含予先下入的19.29米),钢级J55,壁厚6.43毫米、单位重19.11公斤/米,总重9.65吨,安装滚珠式扶正器28组。上标杆5用直径114毫米石油管以回接接头7与直径127毫米管相接,直径127毫米管长586.80米(高出地表4.39米),钢级J55,壁厚6.35毫米、单位重16.91公斤/米,总重9.93吨,安装21组滚珠式扶正器6。两种标杆均以圆形丝扣连接。在直径178毫米保护管固井时已将裸露在直径178毫米保护管以下的直径127毫米标杆和标底部分用水泥与基岩固结。
另外标杆的上端设一观测标志点,在各保护管的上端也安装观测标志点,各标志点应错开安装以便观测。标杆外表面涂防水冷涂材料。