辐射水井钻井工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浅层辐射井钻井工艺，尤其是一种现农业、灌溉等领域的在砂卵石地层浅层辐射井施工，无需工人井下作业就能成井的钻井工艺。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，在浅层灌溉水资源开发方面，辐射井具有单井出水量大、寿命长、调控浅层地下水能力强、降低地下水位速度快等特点，具有良好的发展前景。辐射井包括集水井和多个水平的辐射孔，辐射管是指在井底或井壁按辐射方向打进滤水管以增大井出水量，而集水井是水平辐射管的施工场地，也是收集水源，安装抽水设备的场所。
[0003]在针对砂卵石地层的辐射管施工方面，国内外目前常用的方法是采用液压千斤顶顶入方法，采用液压油缸结合高压水将滤水管直接顶进含水层，或先将套管顶入含水层，再滤水管放入套管中，然后拔出套管。这种方法操作简单，但顶进长度较小，特别是外水压力较小的情况下辐射管顶入受到的阻力更大，顶进长度受限制，通常不超过10m。若采用冲击回转钻进方法，可增加辐射管施工长度。辐射井空间较小(直径3m左右)，小型动力头冲击功小，效率低，大型动力头尺寸大，无法安装在辐射管施工设备上。且当前辐射孔的施工均为工人在井下施工，环境恶劣，效率低下，安全性差。
[0004]传统的砂卵石地层辐射井施工涉及的大直径集水井如果采用旋挖方式、搓管等方式钻进，钻进成本高昂，农用机井施工难以承受；如果使用传统的人工挖井，或者冲抓钻进，采用抽筒捞取钻碴，排碴方法落后，加之钻机本身的性能参数限制了冲程(即钻头下落高度)和提重能力，以致其钻进效率较低下。
[0005]本发明提出了一种竖井旋挖成井和导向钻进施工辐射孔的技术方法，目前该技术方面还未见研究和报道。石油、地质等地面钻探方面和非开挖有一些导向钻进方法，但由于但由于钻孔结构、施工成本、对接方法及空间限制，这种方法在水井钻井方面不适用。因此，研发一种不用工人下井施工、改善工作条件、提高工作效率的辐射井施工工艺，是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种不用工人下井施工、改善工作条件、提高工作效率的辐射井施工工艺。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]辐射水井钻井工艺，包括竖井的施工和辐射孔的钻进，其中:
[0009]竖井施工步骤:
[0010]SI，将导向钻机桅杆竖直放置，接上旋挖钻头向下旋挖钻进，挖斗满后上提挖斗并倒出挖斗内的旋挖物；
[0011]S2，旋挖完成后，利用旋挖钻机的桅杆将分节的竖井井筒，分次吊装放入水泥筒固井；
[0012]S3，竖井底部投入砂卵石；
[0013]辐射孔施工步骤:
[0014]SI，在导向钻机上接入钻杆和探测钻头；
[0015]S2，利用导向钻机加压钻进，直至探测钻头进入竖井；
[0016]S3，探测钻头穿过竖井继续钻进，直至探测钻头达到目标露出地面；
[0017]S4，卸下探测钻头，并在钻杆上接上筛管；
[0018]S5，利用导向钻机回拖筛管，直至筛管露出原入土处；
[0019]S6，在地面上剪断筛管；
[0020]S7，下圆柱形塞子，然后栗入一定水泥封口。
[0021]优选地，在竖井施工的步骤S2中，水泥筒使用竹条或耐腐蚀的塑料作为骨架，防止电磁屏蔽。
[0022]优选地，在辐射孔施工过程中，导向钻机钻进之前，在已完成的竖井中放入探测仪器。
[0023]优选地，在辐射孔施工过程中，所述探测钻头通过探测仪器的指引下进行钻进。
[0024]优选地，在辐射孔施工的步骤S2中，探测钻头进入到竖井后，将探测仪器取上放置在与探测钻头入土处对称的竖井另一面位置。
[0025]优选地，在辐射孔施工的步骤S4中，接在钻杆上的筛管为带有孔或缝的塑料筛管。
[0026]优选地，在辐射孔施工的步骤S5回拖过程中，依次拆卸已经返回至地面的钻杆。
[0027]与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点:
[0028]本发明实施例中辐射水井钻井工艺利用旋挖钻进技术一次成型大直径竖井，避免了常规人工开挖效率低，安全性差的问题；下入的水泥筒骨架为竹条骨架，可防止常规的钢筋骨架对导向信号的影响作用；下入竖井水泥筒采用钻机桅杆，区别于常规的需要配置吊车的缺点，节省了设备。辐射孔施工过程中一次形成2个辐射孔；辐射孔的完成采用柔性的塑料管一次回拖成型，省时省力，且人工无需下井，安全性高。
【附图说明】
[0029]图1为本发明辐射水井钻井工艺的辐射孔钻进示意图；
[0030]图2为本发明辐射水井钻井工艺的筛管的结构示意图；
[0031]图3为图1的局部放大图；
[0032]图4为本发明辐射水井钻井工艺的竖井旋挖过程示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合图1-图4和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0034]竖井施工步骤:(I)将导向钻机桅杆竖直放置，接上旋挖钻头8向下旋挖钻进，挖斗满后上提挖斗倒出砂卵石土层等；(2)旋挖完成后，利用旋挖钻机的桅杆将分节的竖井井筒，分次吊装放入水泥筒固井，水泥筒使用竹条作为骨架，防止钢筋对导向信号影响；(3)竖井底部投入一定的砂卵石，可固结竖井底部，且可以起到过滤水作用；(4)旋挖的竖井直径为1.5-3m，深度为80m以内。
[0035]辐射孔施工步骤:⑴在已完成的竖井3中放入探测仪器5 ；⑵在导向钻机I上接入钻杆2和探测钻头6 ; (3)在探测仪器5的指引下，利用导向钻机I加压钻进，直至探测钻头6竖井3中；(4)将探测仪器5取上放置在地面钻头目标破土处B点；(5)继续钻进直至探测钻头6达到目标露出地面；(6)卸下探测钻头6，并接上带有孔或缝的筛管7 ; (7)利用导向钻机I回拖筛管7，直至筛管露出原入土点A处，回拖过程中不断拆卸钻杆2;(8)在地面上剪断筛管7，然后将筛管7的两端开口塞入圆柱形塞子后灌浆密封。则一对辐射孔4施工完毕，继续下一对辐射孔施工。
[0036]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种辐射水井钻井工艺，其特征在于，包括竖井的施工和辐射孔的钻进，其中: 竖井施工步骤: Si，将导向钻机桅杆竖直放置，接上旋挖钻头向下旋挖钻进，挖斗满后上提挖斗并倒出挖斗内的旋挖物； S2，旋挖完成后，利用旋挖钻机的桅杆将分节的竖井井筒，分次吊装放入水泥筒固井； S3，竖井底部和水泥筒外围环空投入砂卵石； 辐射孔施工步骤: SI，在导向钻机上接入钻杆和探测钻头； S2，利用导向钻机加压钻进，直至探测钻头进入竖井； S3，探测钻头穿过竖井继续钻进，直至探测钻头达到目标露出地面； S4，卸下探测钻头，并在钻杆上接上筛管； S5，利用导向钻机回拖筛管，直至筛管露出原入土处； S6，在地面上剪断筛管； S7，在筛管断口塞入圆柱形塞子，然后栗入水泥封口。2.根据权利要求1所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在竖井施工的步骤S2中，水泥筒使用竹条或耐腐蚀的塑料作为骨架，防止电磁屏蔽。3.根据权利要求2所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在辐射孔施工过程中，导向钻机钻进之前，在已完成的竖井中放入探测仪器。4.根据权利要求3所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在辐射孔施工过程中，所述探测钻头通过探测仪器的指引下进行钻进。5.根据权利要求4所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在辐射孔施工的步骤S2中，探测钻头进入到竖井后，将探测仪器取上放置在与探测钻头入土处对称的竖井另一面位置。6.根据权利要求1-5任一所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在辐射孔施工的步骤S4中，接在钻杆上的筛管为带有孔或缝的塑料筛管。7.根据权利要求6所述的辐射水井钻井工艺，其特征在于，在辐射孔施工的步骤S5回拖过程中，依次拆卸已经返回至地面的钻杆。
【专利摘要】本发明公开了一种辐射水井钻井工艺，包括竖井的施工和辐射孔的钻进，将导向钻机桅杆竖直放置，接上旋挖钻头向下旋挖钻进，挖斗满后上提挖斗并倒出挖斗内旋挖物；竖井吊装放入水泥筒；竖井底部投入砂卵石；在导向钻机上接入钻杆和探测钻头；导向钻机钻进，探测钻头穿过竖井继续钻进，直至探测钻头达到目标露出地面；卸下探测钻头，在钻杆上接上筛管，回拖筛管至筛管露出原入土处；剪断筛管。该辐射水井钻井工艺利用旋挖钻进技术一次成型大直径竖井，下入的水泥筒骨架为竹条骨架，下入竖井水泥筒采用钻机桅杆。辐射孔施工过程中一次形成2个辐射孔；辐射孔的完成采用柔性的塑料管一次回拖成型，省时省力，且人工无需下井，安全性高。
【IPC分类】E21B3/00, E21B43/10, E21B7/04, E21B7/00
【公开号】CN105041203
【申请号】CN201510383363
【发明人】王瑜, 刘宝林, 周琴, 王志乔
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月2日