Q／GDW 46 10045-2020 抽水蓄能电站斜井导井定向钻机及反井钻机施工技术导则

应具备足够大的泵压和流量，以保证启动并下动力钻具。 循环液洗井速度宜根据钻具直径、岩屑粒度、钻杆与钻孔的环形空间、地质条件等因素确定 其原则是能充分携带岩屑和冷却钻头。可采用式（3）进行计算

4.2.6钻杆无损检测

表1钻孔泥浆质量参数

钻杆应在使用半年或钻进600m后特种设备标准，进行一次全面的无损检测。掉落或碰撞过的钻杆在使用之前必 须进行无损检测。检测方法包括磁粉检测、裂纹测深、超声波检测。

4.3.1施工前，应编制详细施工组织设计，包括定向导孔施工、反井扩孔施工、环水保、冬季施工、 临时施工用电等专项技术措施。 4.3.2施工前应编制作业指导书，并对施工作业人员进行导孔钻进作业、扩孔钻进作业、扩孔钻头吊 装作业、扩孔钻头防止掉落、施工工序转换等各关键环节安全技术交底。 4.3.3根据设计要求、合同约定以及施工条件，确定导孔偏斜的质量验收标准，并进行钻机、测斜仪 器、泥浆泵、循环液等选型。

4.4.1施工图设计阶段应充分考虑施工场地布置要求。

4.4.2施工场地应满足钻机及配套设备设施的运输、安装和运行等要求，应按施工方案合理摆放钻机 系统（主机、操作台、油箱、主副泵站等）、循环洗井系统（泥浆泵、泥浆池等）、钻具等。布置钻机 位置应提前进行技术性扩挖，满足施工场地尺寸为：长×宽×高=(15～20)m×4m×(7～8)m， 4.4.3位于斜并终止点的下平洞应满足运输和组装扩孔钻头的工作场地要求，同时应满足岩屑、冷却 水及时清除要求。 4.4.4钻机基础应清理至稳定基岩，基础混凝土强度等级应不小于C15，基础厚度应结合钻机重量及 施工时震动扰动大小确定，一般不小于50cm。 4.4.5钻机基础混凝土浇筑分两期进行，浇筑一期混凝土时应预留地脚螺孔位置，钻机运输就位后安 装地脚锚栓，再浇筑二期混凝土以固定钻机。地脚锚栓按照荷载计算结果进行100%拉拔试验。 4.4.6定向钻机、反井钻机运行作业场所应满足设备安全作业要求，应保证设备作业中供电、供水安 全充足可靠。根据钻机、泥浆泵等设备总功率，供电功率一般不小于400kW，电压等级选用380V，电 源频率为50Hz。 4.4.7施工现场应布置泥浆池和清水池各一个，泥浆池不小于15m3，清水池不小于4m，不得渗水。 4.4.8定向钻机和反并钻机为连续作业，为保证夜间正常施工，在钻机、开关柜、循环池等位置分别 设置小于36V安全电压且不小于200W的照明灯，并作防水保护。 4.4.9钻机应划定施工作业区域、设置警示标识，非工作人员未经批准不得入内

4.5安装、调试与校准

5.1.1按仪器操作规程进行传感器安装、地面操作系统连接、下并仪器组装、下并仪器总成与下并钻 具连接，设置工具面角、计算工具面角校正值、各传感器位置参数，并输入计算机。 5.1.2入钻角度应根据导井设计倾角确定，调整钻机的位置和角度，将钻机固定于基础上并防止摆动， 避免开孔偏斜， 5.1.3开孔作业采用低钻压、低扭矩开孔，保证开孔精确度。开孔钻具组合：牙轮钻头+钻链+2m短 钻杆；钻压控制在0.3～0.5t；钻速宜控制在一定低速范围内，一般选取30～40r/min；泥浆循环泵量 600~800L/min

5.2.1导孔钻进时一般采取满眼钻进。正常钻进钻具组合：牙轮钻头+钻链(2～4根)+高强度钻杆，钻 玉控制在15～35kN，转速控制在50～60r/min，泥浆循环泵量为990L/min；测斜钻具组合：牙轮钻头+ 无磁钻链+悬挂短节+高强度钻杆；定向钻具组合：牙轮钻头+弯螺杆+无磁钻链+悬挂短节+高强度钻杆， 钻压以控制工具面角为主，转速控制在0～20r/min，泥浆循环泵量为990L/min。 5.2.2钻进过程中，监测工具面角，如果偏离设计方位，转动钻具应进行调整。 5.2.3钻孔轨迹基本参数包括孔深、顶角、孔斜方位角。定向钻井测斜方法主要有陀螺测斜仪法、随 钻测斜仪法、电子单点和多点测斜仪法。一般情况下，每钻进一根钻具测斜一次，5～10m为一个测点。 5.2.4定向钻井纠偏方法主要有旋转导向技术、钻井液马达技术、地质导向钻井技术、滑动导向钻井 技术。孔斜超偏时，加密测点，制定纠偏措施，利用弯螺杆造斜角度进行反向钻进实现纠偏，以及随钻 测斜仪进行测量，保证整个长斜钻孔的实现。如偏斜角大于设计数值，可减少定向长度，进行复合钻进。 5.2.5若实测导孔轴线超出斜井设计结构线或与实际轨迹的最大夹角超过35°（100m），则视为废孔。 需灌浆回填后重新开孔钻进。

5.2.6导孔钻进时连续作业，无特殊情况不要停钻。若必须停钻，应将孔内岩屑冲洗干净，再把钻杆 提出10m以上，使导孔钻头距孔底一定距离。导孔钻透后，停止泥浆循环，向钻孔加清水稳定转动， 直至扭矩变化不大时方可停钻。导孔钻进遇到不良地质段时，应先进行灌浆、注浆等岩体固壁处理。 5.2.7在钻进过程中，应收集并分析泥浆循环携带的岩屑，对钻进前方范围地层情况及岩性提前进行 预判。既可以辅助调整导孔钻进参数设置，又可以为扩孔钻进和爆破扩挖参数的合理控制提供参考。 5.2.8当发生导孔钻头水眼堵塞、循环液或返渣量明显减少等现象时，应及时提钻处理。 5.2.9距离钻透5m以内时，应密切观察洗并返渣情况，降低钻速，使孔内岩渣充分返回地面，避免 因钻孔即将沟通导致大量岩渣在某一时刻集中下泄，引发抱钻。同时，在下平洞钻孔区域布置防护与警 戒，防止钻透时混合岩渣的洗井液下泄伤人。

5.3.1钻进过程中，应适当接入稳定钻杆以保证钻孔精度。稳定钻杆数量根据具体地质情况确定。 .3.2计划停电或停运一班以上时，停机前必须把钻具提到距离孔底1m以上位置，同时主机处宜保 留一根钻杆接在动力水龙头上，保证处理潜在事故时推力油缸有上下动作余地 5.3.3钻进过程中，如发现钻具旋转困难，可能遇到裂隙或岩层塌落，此时应把钻具边旋转边提到 定高度，再慢速向下扫孔，若经反复扫孔，仍无效果时，需要提钻，查明原因进行处理

应继续下钻杆至下平洞地面附近，以供拆卸钻头。 杆下放到位后应仔细观察钻透周围巷道顶板稳定情况，必要时增加临时支护以确保工作人员安全。 5.4.2钻孔上下端的工作面之间应建立有效的信息传递机制，以安全拆卸扩孔钻头、连接导井反拉钻 大。 5.4.3导井钻头连接好以后应清除钻孔范围内的钢制件，如锚杆、护网、顶梁等，避免损坏钻头，同 时，采取措施平整钻孔附近顶板，使其与钻孔方向尽量垂直。 5.4.4提钻前应对工作面进行观察和处理，钻头滚刀在接近下平洞顶板时改为低压慢速提升并旋转 直到所有滚刀接触并开始平稳破岩时完成导井反拉准备，

5.5.1导井反拉准备完成后，开始提钻钻进，应保证连续的滚刀冷却条件，一般为冲水冷却。 5.5.2反拉时，发现排渣不畅，钻头激烈晃动，压力不稳，进尺慢等情况时，应短时空转或下钻查明 原因，及时处理。 5.5.3发生整钻时，应及时停止作业，进行处理。 5.5.4发生掉钻时，应停止施工并确保现场人员及设备安全，分析事故原因，根据应急预案并利用专 用打捞装置，进行钻具的卡固、提吊、更换及重新连接等作业。 5.5.5当钻头钻至距离基础3~5m时，应降低钻压慢速钻进，并应认真观察基础周围情况，如果出现异 常现象，需及时采取措施处理，直至钻头露出地面。当钻头接近基础时，基础如果出现破裂情况，可凿 除基础，提出钻头。 5.5.6为保障反拉施工连续，应及时将下平洞堆积的岩渣清运走，将积水清除，防止下孔口堵塞。岩 查清运工作进行时应停止反拉作业。 5.5.7扩孔钻进时，应设立警戒牌，禁止人员进入下孔口处10m范围内，防止落石砸伤。

5.6.1使用为定向钻进设计的泥浆作为钻井液进行施工，可直接通过III、IV类围岩段，遇断层，偶 发泥浆严重漏失，可提钻灌浆后恢复定向钻进。 5.6.2对已探明的不良地质段，在导孔施工时，可利用定向钻机钻杆进行加强围岩的高压灌浆处理措 施，采用粘土水泥符合浆或双液浆进行注浆，在扩挖前对岩层进行改良

5.7.1针对长度长、倾角陡的斜井导孔钻进轨迹精度控制，宜采用斜井专用定向钻机配套不同钻具组 合和无线随钻测斜系统，形成高精度导孔。 5.7.2针对钻杆受力断裂、滚刀破损等施工风险，宜采用斜井专用反井钻机配套新型结构钻具、锥形 防坠落扩孔钻头、破碎硬岩滚刀等方法，满足钻进要求，

5.7.1针对长度长、倾角陡的斜井导孔钻进轨迹精度控制，宜采用斜井专用定向钻机配套不同钻具组

应按照设备的技术文件及经审批的拆除施工专项

矿孔钻头提至地面时，完成扩孔钻进。在撤离主机、钻头的整个过程中以及撤离后，应采取安全 施保护井口，避免人员、工具、设备掉入井孔发生事故。

）测斜可以采用磁性测斜仪，也可以采用非磁性测斜仪。 b）对刚完成的定向钻段进行点测，测点间距不大于2m。

当钻孔深度<300m时，偏斜率≤0.5%。 b）当钻孔深度≥300m时，偏斜率≤0.7%。 c）导孔实际透孔点位置加上导井半径，不得超出出露点开挖断面范围。

a）当钻孔深度<300m时，偏斜率≤0.5%。 b）当钻孔深度≥300m时，偏斜率≤0.7%。 c）导孔实际透孔点位置加上导井半径，不得超出出露点开挖断面范围。

导并最终直径与设计施工直径误差应不大于5%

报告和记录详见附录A。

运行记录表见表表A.1

房地产项目附录A 资料性附录 运行记录表

抽水蓄能电站斜并导并定向钻机及

编制主要原贝 与其他标准文件关系. 12 主要工作过程 12 标准结构和内容. 条文说明

编制主要原贝 与其他标准文件关系. 12 主要工作过程 12 标准结构和内容. 条文说明

抽水蓄能电站输水系统普遍设有一定长度的斜井工程，对于抽水蓄能电站斜井，技术重点和难点是 导井的开挖，主要有人工正（反）井法、爬罐法、反井钻井法三种方法。目前，随着技术的提升，利用 定向钻机和反井钻机进行斜井施工已成为绝大多数抽水蓄能电站的选择，有效解决了斜井施工过程中存 主的各项难题。 本标准编制的主要目的是对采用定向钻机和反井钻机进行300m级斜井建设的抽水蓄能电站提供技 术指导和验收标准，从而引导抽水益能电站斜井建设的有序发展

a）规范性原则：导孔、导井的质量标准和验收有统一的规范性要求； b）全面性原则：统筹考虑斜井导井建设各环节，实现技术标准的全方位覆盖； c）标准化原则：统一的技术标准和施工工艺，避免钻进过程中导孔偏斜率过大等问题，提高斜井 成井质量： d）准确性原则：提出合理计算公式，准确选择合适型号的定向钻机和反并钻机

2018年12月~2019年3月，开展调研与前期研究工作。 2019年4月~6月，经两次集中编写和讨论，确定标准大纲。 2019年7月～12月，完成标准初编制，并召开专家咨询会，修改完善后形成征求意见稿 2020年1月～2020年5月，根据征求意见修改完善标准，形成送审稿。 2020年6月，召开了标准送审稿审查会，审查结论为：审查组经过协商一致，同意修改后报批 2020年6月，修改形成报批稿。

本标准的主要结构和内容如下： 本标准主体章包括施工准备、钻井过程及安全控制、完工保护、工程质量及验收4部分内容。各主 本章节的主要内容为：第四章明确了开工前应做的施工准备，包括工程地质条件的勘察、钻机及辅助设 备的选择、技术和场地准备、钻机安装调试和校准；第五章明确了钻井过程中的精度和安全控制，包括 导孔的开孔和钻进、导井的施工准备和反拉钻进、不良地质段处理和其他注意事项；第六章明确了钻机 拆除注意事项和完工保护措施；第七章明确了工程验收标准铁路工程施工组织设计，包括检测方法、导孔偏斜要求和导井成井 要求。