一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管的制作方法

本申请涉及孔压静力触探测试，特别涉及一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管。

背景技术：

1、随着我国交通基础建设事业的蓬勃发展，越江、越海的水下深埋隧道和特大型桥梁工程越来越多，水下深埋隧道和特大型桥梁建设难度大，对精细化勘察要求高。水域环境下传统钻探取样扰动较大，室内试验获得可靠的岩土参数难度大。

2、孔压静力触探测试(以下简称cptu)测得的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力等参数可直观地反映土体的类别及工程性质变化情况，由于其对土体的扰动极小，能够取得连续的曲线，并具有精确性高和可重复性良好等优点，因此在水域工程勘察中得到了广泛应用。

3、相关技术中，当静力触探进行深孔作业时，设备容易达到贯入极限，常需采用钻探配合进行引孔。相比于陆域静力触探，海域静力触探时，探杆从勘探作业平台至海床面暴露在水和空气中的无约束长度大，探杆易弯曲、折断；海域作业潮差大，按照常规静力触探套管工艺，需要不断地增加或者拆卸套管，导致每个回次的有效静力触探作业时间有限，工作效率低。

4、海域深孔静力触探作业至较大深度时，遇软弱土层，特别是松软地层或软弱夹层土层中，土层无法提供有效的侧向约束，探杆极易弯曲、折断。深孔静力触探采用普通套管时，不仅不能提供有效侧向约束，而且套管底部存在“环紧箍”效应，使得套管底部土层硬化，静力触探锥头难以穿过套管进入地层。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，以解决相关技术中相关技术中静力触探测试需要反复增加或拆卸多重套管，当静力触探达到贯入极限需要钻探引孔时，又需要拔出多重套管，严重增加施工作业时间，降低海上作业效率的问题。

2、本申请实施例提供了一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，包括：

3、外层钻杆和内层取芯扶正管，所述外层钻杆用于引孔钻探作业，所述内层取芯扶正管用于取芯和扶正探杆；

4、所述内层取芯扶正管位于所述外层钻杆内并跟随所述外层钻杆同步周向转动；

5、所述内层取芯扶正管位于所述外层钻杆内相对所述外层钻杆沿外层钻杆的轴线方向自由滑动。

6、在一些实施例中：所述内层取芯扶正管的外径小于所述外层钻杆的内径，所述外层钻杆的内部设有径向支撑所述内层取芯扶正管的加劲环；

7、所述加劲环的内圈设有花键槽，所述内层取芯扶正管的外周设有与所述花键槽相适配的外花键。

8、在一些实施例中：所述花键槽包括位于两端的导向槽段和位于中部的啮合槽段，所述导向槽段的槽宽大于啮合槽段的槽宽，且所述导向槽段与啮合槽段之间的连接处光滑过渡。

9、在一些实施例中：所述导向槽段的槽宽朝接近啮合槽段的方向逐渐减小，所述啮合槽段的槽宽相同；

10、所述外花键包括位于两端的导向键段和位于中部的啮合键段，所述导向键段朝远离啮合键段的方向宽度逐渐减小。

11、在一些实施例中：所述外层钻杆的底端设有外管母接头，所述外层钻杆的顶端设有外管公接头；

12、所述内层取芯扶正管的底端设有内管母接头，所述内层取芯扶正管的顶端设有内管公接头。

13、在一些实施例中：相邻的两节所述外层钻杆通过外管母接头和外管公接头相互螺纹连接，位于首节的所述外层钻杆通过外管母接头螺纹连接有取芯钻头；

14、相邻的两节所述内层取芯扶正管通过内管母接头和内管公接头相互螺纹连接。

15、在一些实施例中：所述外层钻杆的顶端均开设有上卡槽，所述外层钻杆的底端均开设有下卡槽；

16、所述取芯钻头内部设有扶正环，首节所述内层取芯扶正管的底端径向定位于所述扶正环内。

17、在一些实施例中：所述内层取芯扶正管内滑动连接有单节取芯管，所述单节取芯管设有使其在内层取芯扶正管内滑动的收放机构；

18、所述收放机构包括卷扬机，以及连接所述卷扬机和单节取芯管的钢丝绳。

19、在一些实施例中：所述单节取芯管内固定连接有单向阀门，所述单向阀门用于当首节所述单节取芯管取芯时打开，以排出单节取芯管内的气体，并在所述单节取芯管在内层取芯扶正管内取出芯样时关闭。

20、在一些实施例中：所述探杆设有多节，多节所述探杆依次接长贯穿于所述内层取芯扶正管的两端；

21、首节所述探杆的底部连接有用于采集触探信息的探头，所述探杆为空心结构，所述探杆内设有连接探头的线束。

22、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

23、本申请实施例提供了一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，由于本申请的海域深孔静力触探与钻探组合两用套管设置了外层钻杆和内层取芯扶正管，其中外层钻杆用于引孔钻探作业，内层取芯扶正管用于取芯和扶正探杆；内层取芯扶正管位于外层钻杆内并跟随外层钻杆同步周向转动；内层取芯扶正管位于外层钻杆内相对外层钻杆沿外层钻杆的轴线方向自由滑动。

24、因此，本申请的海域深孔静力触探与钻探组合两用套管利用外层钻杆引孔钻探作业，利用内层取芯扶正管取芯和扶正探杆；内层取芯扶正管位于外层钻杆内并跟随外层钻杆同步周向转动，可实现外层钻杆和内层取芯扶正管同步钻探，以及同步接长或同步拆卸。内层取芯扶正管位于外层钻杆内相对外层钻杆沿外层钻杆的轴线方向自由滑动，可使将外层钻杆留在钻孔内时，单独将内层取芯扶正管携带芯样逐段取出，避免了内层取芯扶正管和外层钻杆频繁提钻，降低工作效率。

25、此外，内层取芯扶正管和外层钻杆为探杆提供导向扶正保护，探杆在被加载时位于内层取芯扶正管内，内层取芯扶正管和外层钻杆既可防止加载时探杆弯曲角度过大，使贯入的角度可控，也可减少或消除水流对探杆的冲击。当需要进行引孔作业时，无需拔出内层取芯扶正管和外层钻杆，而是将内层取芯扶正管和外层钻杆直接充当钻杆对地层进行钻进。本申请杜绝了相关技术中反复增加或拆卸多重套管，当静力触探达到贯入极限需要钻探引孔时，又需要拔出多重套管的问题。

技术特征：

1.一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

4.如权利要求3所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

5.如权利要求1或2所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

6.如权利要求5所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

7.如权利要求6所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

8.如权利要求1所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

10.如权利要求1所述的一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，其特征在于：

技术总结本申请涉及一种海域深孔静力触探与钻探组合两用套管，属于孔压静力触探测试技术领域。包括：外层钻杆和内层取芯扶正管，其中外层钻杆用于引孔钻探作业，内层取芯扶正管用于取芯和扶正探杆；内层取芯扶正管位于外层钻杆内并跟随外层钻杆同步周向转动；内层取芯扶正管位于外层钻杆内相对外层钻杆沿外层钻杆的轴线方向自由滑动。本申请利用外层钻杆引孔钻探作业，利用内层取芯扶正管取芯和扶正探杆；内层取芯扶正管位于外层钻杆内并跟随外层钻杆同步周向转动，可实现外层钻杆和内层取芯扶正管同步钻探，以及同步接长或同步拆卸。内层取芯扶正管沿外层钻杆的轴线方向自由滑动，可使将外层钻杆留在钻孔内时，单独将内层取芯扶正管携带芯样逐段取出。技术研发人员：余颂,商祥,王烁,王勇,张国超,张军杰,赵永峰,徐绍俊,王侨,项后军,刘建平,吴刚,张荣,陈成,谷熠岩受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27