油页岩地层绳索取心钻探冲洗液技术探讨
钻井冲洗液在钻探施工中的重要性探讨
钙粉煤灰处理废弃的泥浆 ，有效的缓解 了泥浆对于涌水量 的封堵作用 。
三 、钻 井 冲洗液 在钻 探 施工 中应用 案例 研究 钻井冲洗液在钻探工作中发挥着巨大作用 ，但具体 的 实施 效 果 如何 ，还是 要 看 施工 人 员 能否 在 钻 探工 作 时 ，针 对不 同的岩土层 ，选取不 同的钻井冲洗液。然而 ，在实际 的钻探工作 中，对 于土层性质的勘察后再合理选择冲洗液 的工 作 并不 是 施 工 的工 作 重点 ，施 工 人 员并 没 有 将钻 井 液 的选择看得足够重要 ，这就导致了在实际的操作中准备不 足，冲洗液选择不 当，没有发挥最佳 的冲洗效果 ，影响工 程 进 度 和安 全 。钻 井 是 一项 高 难度 和不 确定 性 较 大 的地 下 作业 ， 需要技术过硬的施工人员和科学的底层勘察和分析 ， 这一点上，辽河油 区的双兴 １ 井为钻井施工作了很好 的示 范作用 。 双兴 １ 井是辽 河油 区 目前最深 的预探井 ，设计井 深 ５ ８ ０ ０米 ，首 次 采用 Ｚ Ｊ ９ Ｏ ， ６ ７ ５ ０ Ｄ Ｂ钻 机 进 行施 工 。无 论 是 从 钻井液技术处理 ，还是从人员与新设备的磨合等方面，都 增大 了生产施工的难度。为此 ，钻井液公 司成立技术攻关 小组 ，确定管理职责，明确工作内容 ，积极探索符合本 区 块特点的钻井液核心技术 ，对于地质岩层进行细致探索分 析，确定钻井液使用方案。 甘肃省天柱县某煤矿的地质岩性 主要为炭质泥岩、砂 岩、粉砂质泥岩和煤岩 ，地质条件相对 比较复杂 ，钻孑 Ｌ 渗 漏情况 比较严重 ，在施工过程 中，发现钻井液对于渗漏 问 题 的效果并不理想 ，钻杆内壁结泥现象十分严重 ，极大 的 影 响了钻探工作的进度 ，经过对地质状况和岩石性质 的研 究 决 定 ，改 用 植物 胶 类 无 固相 钻 井液 ，并进 行 适 度 改 良 ， 加入少许的水玻璃溶液 ，成效明显 ，按时完成工作量。 钻 井 液是 钻 探 施工 的关键 环 节 ，选 用得 宜 就 能促 进 钻 探施工的高效安全进行 ，在进行施工前 ，勘察好土层地质 情况 ，再科学配用冲洗液 ，达到事半功倍的效果 。
面向复杂地层地质钻探冲洗液技术
面向复杂地层地质钻探冲洗液技术汇报人：2023-12-15•引言•复杂地层地质钻探冲洗液概述•复杂地层地质钻探冲洗液技术原理目录•复杂地层地质钻探冲洗液配方与制备技术•复杂地层地质钻探冲洗液应用案例分析•面向复杂地层地质钻探冲洗液技术发展趋势与挑战目录01引言03面向复杂地层地质钻探冲洗液技术的挑战复杂地层地质钻探面临地层条件复杂、钻探难度大、冲洗液性能要求高等挑战。
01复杂地层地质钻探的重要性复杂地层地质钻探是地球科学研究、资源勘探、工程建设等领域的重要手段。
02冲洗液在钻探中的作用冲洗液在钻探过程中起到冷却钻头、携带岩屑、保护井壁等作用，对于提高钻探效率、降低成本具有重要意义。
背景与意义国内外研究现状国内研究现状国内在复杂地层地质钻探冲洗液技术方面取得了一定的研究成果，但与国际先进水平相比仍存在一定差距。
国外研究现状国外在复杂地层地质钻探冲洗液技术方面已经形成了较为完善的技术体系，并不断推出新的技术和产品。
国内外研究现状比较国内外在复杂地层地质钻探冲洗液技术方面的研究存在一定差异，但也有相互借鉴和合作的空间。
02复杂地层地质钻探冲洗液概述冲洗液是用于地质钻探过程中，对钻头和钻具进行冷却、润滑、清洗和护壁的液体。
冲洗液定义冲洗液能够减少钻头磨损，提高钻进效率，同时能够清洗井底，携带岩屑，保持井壁稳定。
冲洗液作用冲洗液的定义与作用复杂地层地质钻探冲洗液的特点能够适应不同地层条件，如软硬交错地层、破碎地层、盐岩地层等。
能够减少钻头与井壁之间的摩擦，降低扭矩和阻力。
能够保持液体的稳定性和均匀性，避免沉淀和分层。
能够有效地清洗井底和携带岩屑，保持井壁稳定。
适应性强润滑性好稳定性好携砂能力强根据不同的配方和用途，冲洗液可分为水基冲洗液、油基冲洗液、泡沫冲洗液等。
根据不同的地层条件和钻探要求，选择适合的冲洗液类型和配方。
同时需要考虑冲洗液的环保性、经济性和可回收性等因素。
冲洗液的分类与选择冲洗液选择冲洗液分类03复杂地层地质钻探冲洗液技术原理冲洗液在钻孔中受到的压力和重力平衡，保持稳定的液柱压力。
浅谈钻井冲洗液在钻探施工中的重要性
浅谈钻井冲洗液在钻探施工中的重要性作者：白新华来源：《科技创新与生产力》 2012年第6期白新华（山西省地质矿产勘查局二一一地质队，山西忻州 034000）摘要：介绍了常用钻井冲洗液的类型及适用地层，通过亲自实践总结出钻井冲洗液在钻探施工中的重要性。
为今后相关钻探施工工作提供借鉴。
关键词：钻探施工、钻井冲洗液、重要性中图分类号：P634.6 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2012.06.051在钻探施工过程中，钻孔的冲洗是一个很重要的工序。
冲洗液被钻探工作者授予“钻探血液”的称号[1]，可见其重要性。
一般情况下，冲洗液在钻探中的作用是冲洗孔底、携带和悬浮岩矿屑，冷却钻头，润滑钻具、钻头，保护、稳定孔壁等。
但在不同的地层中，冲洗液又起着特殊作用，特别在复杂地层中钻进时，合理的选用冲洗液是解决钻进问题的一个重要手段。
能否正确选用冲洗液直接关系到钻进工作的顺利程度、钻孔的质量、岩矿芯的质量以及钻进的效率和钻探成本，合理选用冲洗液还可以有效地减少或预防孔内事故。
因此，根据不同的钻进方法、不同的地层合理选择冲洗液是很重要的。
1 常用钻井冲洗液的类型及其适用地层常用的冲洗液有清水、细分散泥浆、粗分散泥浆、不分散低固相聚合物冲洗液、无固相冲洗液、空气泡沫等[2]。
在不同的地层中选用不同类型的冲洗液。
比如在黏土层钻进时用清水做冲洗液，经济实惠效率高。
而在干旱缺水地区使用压缩空气或空气泡沫钻进。
在新生代的第三、第四系松散地层、卵砾石地层使用CMC细分散泥浆，可以很好地保护和稳定孔壁，该种泥浆在孔壁能形成致密而坚韧的泥皮。
在小口径金刚石深孔钻进中可选用不分散低固相聚合物冲洗液，这种冲洗液携粉能力强，机械钻速高，能选择絮凝，使钻屑和劣质黏土絮凝，而优质造浆黏土不絮凝，这样冲洗液返回地表时那些劣质黏土和钻屑就会深沉下来，方便维护冲洗液性能，这类冲洗液常见的有PHP-HPAN双聚泥浆等。
绳索取心液动潜孔锤在岩心钻探中的应用
280管理及其他M anagement and other绳索取心液动潜孔锤在岩心钻探中的应用周卫国，李康东（江西省地质矿产勘查开发局赣东北大队，江西 上饶 334000）摘 要：绳索取心液动潜孔锤在矿区钻探施工中能够提高回次进尺和岩心采取率，对坚硬、破碎复杂地层钻进效果明显，能有效控制钻孔弯曲度，使用该技术钻探效率显著提高。
关键词：绳索取心液动潜孔锤；岩心钻探；冲洗液中图分类号：P634.5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）04-0280-2收稿日期：2020-02作者简介：周卫国，男，生于1973年，汉族，江西余干人，本科，高级工程师，研究方向：探矿工程。
江西省铅山县某矿区从2009年至2019年已经累计施工岩心钻探20000余米，钻孔深度400～1200米不等。
矿区地层破碎带位于300～500米之间，冲洗液漏失，较多钻孔在此层位出现掉块、卡钻，甚至埋钻等事故，事故处理费时费力，还是有钻孔报废。
在这段破碎带层普通绳索取心进尺缓慢，内管起下频繁，钻进时效低，钻头容易磨损。
经后期使用绳索取心液动锤钻进，回次进尺效果明显，钻进时效大幅提高[1]。
1 矿区概况及地层1.1 矿区概况 该矿区位于铅山县城南东138°，方位直距33km 处，行政区划归属铅山县英将乡管辖，交通便利。
矿区地表水、地下水丰富，能够满足矿区施工及生活用水需求。
1.2 矿区地层 区内出露地层主要为青白口系周潭岩组，次为第四系联墟组。
（1）第四系联墟组主要分布在矿区东部、中部等山间盆地及沟谷地带，岩性为亚砂土、亚粘土及砂砾石层，厚度为20～50米。
（2）青白口系周潭岩组总体呈近东西向展布，区内与成矿关系较为密切的主要为透辉石岩，阳起透辉石岩。
花斑岩脉侵入周潭岩组，岩脉与围岩呈侵入或断层接触。
呈隐伏状主要分布于100线、107线钻孔中，少数具绿泥石岩，蚀变后为灰绿色或浅绿色，平均厚度为50～80m。
2 钻探施工2.1 钻探设备 钻探设备采用XY-4、XY-44立轴式钻机，根据钻孔不同孔深合理调配钻机；2台BW-250型泥浆泵，泵压为8MP、泵量为250L/min ；钻塔为12m、18m 四角形管子塔。
油页岩地层绳索取心钻探冲洗液技术探讨
（） １ 外环 间隙小 ， 环 泵压 高 ， 孔 内流 体 当量 循 钻
密度超 过地层 压 力或破 裂压 力 ， 成循环 漏失 ， 造 压垮
孔壁 ， 平衡压 力钻 进 困难 。
２２ 钻 具及 钻进参 数 ．
试 验用 ￥ ５绳 索取 心钻 具 ， ９ 采用 Ｐ Ｃ钻 头 和聚 Ｄ 晶环槽 式钻 头 ， 壁厚 １ ． ５ｍ 其 ７ ２ ｍ。
特 点和绳 索取 心钻 进 要 求 ， 选择 了 ２种 不 同体 系 的 冲洗液类 型 。 （ ） Ａ —Ｋ １ＰＭ Ｈｍ（ 聚丙烯 酰胺 一腐植 酸钾 ） 固 无 相 冲洗液 ， 配方 为 （０ 其 ８０Ｌ冲洗液 中 ）Ｋ ｍ １ ｇ ： Ｈ ５ｋ ，
Ｐ Ｍ ０ ２ ｋ ， ａ—Ｃ ． ｇ Ａ ． ｇ Ｎ ＭＣ ０ ２ ｋ 。冲 洗 液 性 能 指 标 为： 密度 １０ ． ６～１０ ｇ Ｌ， 斗 粘 度 １ ． ８ ｋ／ 漏 ６～１ ；Ｈ ８ｓ ｐ
维普资讯
３ ２
探 矿工程 （ 土钻掘 工程 ） 岩
２０ 第 １ ０ ７年 ０期
油 页岩 地 层 绳 索 取 心钻 探 冲 洗液 技 术 探 讨
王 禹 ，刘 波 ，高 洪志
（ 林省地勘局第六地质探矿工程大队 ， 吉 吉林 龙 井 １３０ ） ３４ Байду номын сангаас
因素 。
２ 伊 通矿 区绳 索取心 钻探试 验情 况
２ １ 地 层条 件 ．
伊 通矿 区油 页岩 主要岩层 有泥 岩 、 页岩 、 砂岩 粉
和粉 砂 质 页岩 、 砂 质泥 岩 、 岩 、 粉 泥 页岩 。主 要粘 土
矿 物 成分 为高岭 石 ， 水易水 化分 散和剥 落坍塌 ， 遇 因 此 该矿 区地 层不 稳定 ， 而使 用绳 索取 心 钻进 必 须 因
绳索取芯钻探技术浅析
绳索取芯钻探技术浅析【摘要】“绳钻”技术，被广泛应用于岩芯钻探。
随地质勘探钻孔深度的不断增加，以及起下钻占辅助作业时间的逐渐增大，严重影响整体钻进效率。
因此，绳钻技术在地质勘探中得到广泛应用。
【关键词】地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺引言随着我国国民经济的发展，矿产资源供需形势严峻。
全国开展了新一轮地质矿区勘察工作。
钻探是深部找矿最基本的重要手段和技术方法。
所谓绳索取芯钻探，是不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法。
具有结构简单，钻进效率高，岩芯质量好，岩芯浸泡时间最短，钻头寿命长，劳动强度低等特点。
对于地质构造多变、地层条件复杂的钻孔，施工中常遇漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，严重影响绳索取芯钻进工艺性能的发挥。
1 设备选择1.1 配套三级绳索取芯钻具地质勘探中，搞好绳索取芯钻具三级配套，是解决地质勘探过程中复杂水敏性地层严重塌掉块、涌水、漏失等问题，实现安全高效钻进最有效的方法。
三级配套，是指S95钻具、S75钻具、S59钻具配套使用。
在钻进矿区地层之前，用S95钻具穿过复杂层下Φ89 mm技术套管（扣型为反扣，套管为外丝，接头为内丝），换S75+2绳索取芯钻具钻进至终孔。
如S75+2绳索取芯钻具再遇较大漏失或坍塌难以处理时，则以Φ71mm为套管换S59绳索取芯钻具钻进至终孔。
1.2 附属机具配置由于绳索取芯钻进是满眼钻具环状间隙小，对冲洗液的质量有较高要求，所以，现场必须配泥浆搅拌机，且能在钻孔漏失情况下，满足不停止钻进配置泥浆的需要。
深孔或超深孔（1000～1500m以上）施工，应采用新钻杆或加强型钻杆以提高钻杆的密封性与强度；采用加强型夹持器和双滑车系统与其配套，以达到预防与减少孔内事故，实现安全高效钻进目的。
各类机械配件及泥浆材料等为钻机提供可靠后勤保障，减少停待料时间提高生产效率。
2 钻进工艺及参数选择2.1 钻孔结构的设计应根据钻孔目的、孔内岩层及可能遇见的复杂情况、钻孔深度和终孔孔径等因素来设计钻孔的孔身结构。
岩心钻探泥浆技术调研1
岩心钻探钻井液技术调研1.岩心钻探钻井液分类及适用条件冲洗介质按介质的不同，可分为气体的和液体的。
按形成的分散体系不同，冲洗介质又可分为纯气体的、液/气的、气/液的、固/液的、液/液的和纯液体的6种。
纯气体作为冲洗介质的有：压缩空气、天然气、内燃机废气和氮气；液/气分散体系用作冲洗介质的是雾和湿空气；气/液分散体系的则有充气液体和稳定泡沫。
固/液分散体系的典型代表是泥浆，它是粘土在液体（主要是水）中的分散体系。
依使用的液体不同，泥浆又可分为水基泥浆和油基泥浆。
而水基泥浆又可进一步划分。
液/液分散体系用作钻井液的是乳状液，它是水和油组成的分散体系。
依内外相的关系它可分为水包油型和油包水型乳状被。
纯液体用作钻井液的有水（淡水、海水和咸水），各种溶液和油。
溶液有无机盐溶液（如饱和盐水等）和无机盐与有机高分子化合物的复合溶液（如常用的无固相钻井液）。
当前常用的冲洗介质有：空气、充气液体和稳定泡沫、泥浆、乳状液、清水和无固相钻井液。
这些冲洗介质的特点及其使用范围分述如下。
1．清水清水包括淡水和矿化水，其特点是易于取得、便宜、粘度小、冲洗效果好、冷却能力强、相对密度低、可取得较高的机械钻速。
清水的缺点是在循环时，渗入地层的量大。
对于许多地层，它会由此引起地层的膨胀、分散、坍塌、掉块；在水的冲蚀作用下，一些岩层易被冲蚀和溶解；循环停止时对孔内岩屑无悬浮能力。
·清水（主要是淡水）一般用于地层压力不大的稳定和非冲蚀性岩层，如大部分完整的岩浆岩和变质岩，在取水容易的地区用于部分漏失，甚至完全漏失的稳定岩层。
2．空气空气的密度低、粘度小，在有足够的流速下，孔底吹洗干净，钻进效率高。
易得到，无需化学处理，节省原材料。
空气洗井需要专门的空气压缩机，在湿孔和含水地层使用困难。
空气洗井一般用于缺水地区、干孔或严重漏失地层。
用空气作动力的潜孔锤钻进、大口径基岩中的水井钻探和露天矿爆破孔钻进。
在孔内有水而无法用干空气钻进时亦可将孔内漏水（量不大时）排出孔外。
油页岩地层取心钻具与泥浆体系实验研究
油页岩地层取心钻具与泥浆体系实验研究随着石油资源的日益短缺,人们把目光转向了一种石油能源的替代品-油页岩,通过开发油页岩来提取页岩油。
我国有着丰富的油页岩资源,充分合理利用油页岩资源变得更为重要。
油页岩是一种腐泥煤,在勘探中存在井壁不稳定与取心率、取心质量偏低等一系列问题。
提高取心率与保持井壁稳定性是对油页岩充分评价的关键性技术。
本论文以地质大调查项目“难钻进地层新型钻探设备器具及工艺研究”中的油页岩取心钻具与开采工艺研究为依据,通过设计一套新型的取心钻具和新型的泥浆体系来使得油页岩勘探中不仅井壁稳定,而且钻进速率高,取心质量好,达到更好的经济效益。
论文分为取心钻具和泥浆两部分,通过理论分析到实验的方法来完成取心钻具的设计与泥浆体系的建立。
在钻具部分中通过参考、阅读国内外钻具文献设计了一套投球压卡式单动双管取心钻具,并通过室内试验进行了改进与优化。
在泥浆体系方面,通过参考国内外泥页岩与泥浆作用的理论分析文献,结合当前环保形势,建立了一种聚合醇泥浆体系。
在室内通过正交实验方法提出了其最佳性能的配方,并通过页岩膨胀与高温回收实验对其进行评价。
通过室内实验,取心钻具与泥浆体系达到了设计的目的。
浅谈绳索取芯钻孔泥浆技术在新疆吐鲁番鄯善沙尔湖煤田勘查工程中的应用
浅谈绳索取芯钻孔泥浆技术在新疆吐鲁番鄯善沙尔湖煤田勘查工程中的应用摘要：本文结合作者在新疆沙尔湖煤田勘查的工程实例，在施工过程中，通过对泥浆技术的攻关，钻孔质量、钻探效率得到了提高，钻探成本得以下降。
对水敏性地层从事煤田勘探技术提供了宝贵的经验。
仅供同行参考。
关键词：煤田勘查；绳索取芯钻孔泥浆技术；钻孔技术1概述2008年10月，我队进入沙尔湖煤田金水沙西煤矿勘探。
这是我队第一次在漏失严重的水敏性地层从事煤田勘探工作，截止到2009年6月20日，两台钻机共计完成4276.25米，期间报废362米钻孔一个，丢失钻具324米。
2010年9月，我队派一台XY_6B钻机进入新疆地矿局第一地质大队沙尔湖煤田湘煤集团工地施工，此次采用绳索取芯工艺。
由于孔壁间隙小，孔内特别是进入主煤层后（巨厚煤层，我队在新疆沙尔湖煤田施工的钻孔中单层煤最厚达273.5米）根本就不返浆，稍不注意糊钻、埋钻甚至烧钻事故就会发生。
通过不断的探索，我们主要在泥浆的护壁和降失水量上下功夫，通过对泥浆技术的攻关，很好的保护了钻孔孔壁，历时45天完成钻孔450.28米，取得了在沙尔湖煤田绳索取芯工艺钻探的宝贵经验。
2钻孔泥浆技术2.1覆盖层类覆盖层多为第四系冲洪积砂砾石、淤积亚砂土和风积沙等岩石，厚度一般20米-30米。
冲洪积砂砾石属于胶结性很差的地层，极易出现坍塌和漏失；沙尔湖覆盖层中的砂砾石裂隙充填有淤积亚砂土和风积沙，所以坍塌和漏失的程度有所减小，维持钻进不成问题；如果泥浆控制不好，砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙极易被水冲刷，此时，砂砾石裂隙暴露出来，其结果还是产生坍塌和漏失。
所以，如何保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷是我们解决的重点问题。
要保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷，孔壁必须要形成一层保护泥皮，膨润土是形成泥皮的基础原料，膨润土加量多，形成的泥皮厚，但泥浆失水量大，时间一久，淤积亚砂土中的土由于吸水，裂隙还是会暴露出来，最终结果还是坍塌漏失，考虑到覆盖层厚度小，在穿过覆盖层后，淤积亚砂土还未吸足水前，我们就用套管彻底隔离覆盖层，这样达到了保护孔壁的目的。
钻井冲洗液技术1
钻井冲洗液技术概述一冲洗液的分类钻探中所用的冲洗液根据成分可分为三大类;1 .清水:使用经济.简便.水源广,不须加工处理,.减少了加工设施及处理费用,对机场环境卫生及农田没有污染和危害,.流动性好,泵压低,对钻头的冷却效果好,钻进效率高,并可根据孔口返出的冲洗液颜色判断地层,.一般适用水文孔,、稳定地层或套管隔离后的非稳定地层。
2 泥浆;(1)普通泥浆--不加任何化学处理剂,只是粘土加水。
优点;配制容易,成本低,无毒无污染,在地层不很复杂,孔壁内比较稳定的地层被采用。
(2)化学泥浆—除水土外,再加入一些化学处理剂。
通常以加入化学剂的名称命名。
如;P HP. SPAM.钙处理泥浆等等。
由于泥浆技术的不断发展,单从化学的名称来命名泥浆已经不能完善地表明泥浆的性能和功用,因此,出现了许多泥浆分类的新方法,例如:按泥浆中粘土分散程度分;细分散.粗分散.不分散;按分散相和分散介质的不同分:水基泥浆、.乳化泥浆、和油基泥浆。
也有按固相含量来分类的。
泥浆钻进的护壁与携带岩粉性能大大优于清水。
3. 化学漿液:不含粘土儨矿物,也就是无固相冲洗液。
如乳化液及清水加各种类型的化学处理剂的冲洗液,具有良好的润滑性,冷却性能好,能抑制水敏性地层的膨胀和坍塌,适用于高转速的金刚石钻进及绳索取心钻进。
二.冲洗液在钻探中的功用在钻探生产中,冲洗液素有钻孔的血液之称,在解决复杂地层的钻进中,国内外专家有“打钻靠泥浆之说”。
总括起来有以下几种功用:清洗孔底。
悬浮携带岩粉,防重复破碎,提高钻头寿命和钻进效率。
潤滑钻杆,冷却钻头。
进中孔底钻头破碎岩石的有效功只是传到孔底机械功的一小部分,而绝大部分机械功都转化为热能。
在强力规程下,金刚石的温度可达600—700℃,如果冲洗液突然中断,钻头温度急剧升高至800—1000℃。
钻头胎体变形,金刚石石墨化(即烧钻)。
很显然,冲洗夜在孔内循环冲洗钻头时,由热交换作用而带走热量,从而冷却了钻头,改善了钻头的工作环境,增加了钻头的寿命。
绳索取心在岩心钻探中的应用
16囱魁科技2019年•第10期纯索取“在艺比祐探中約应用◊吉林省水文地质调查所陈昊朋岩心钻探经历了由普通钻进到绳索取心钻进的发展，本文主要介绍了绳索取心钻探工艺流程，钻具的组成，钻进的各种参数方法，论述了绳索取心技术的优点及应用。
在岩心钻探施工中，钻孔的质量取决于岩心的采取率，而采取率的多少都于取心工具的选择有密切关系，取心工具的发展从单管取心到双管双动再到双管单动取心，其实绳索取心也刼管单动取心的原理。
其工作原理是采用大直径通径駢，在钻具里面安装一幡心管，岩心在钻进过程中慢慢进入岩心管内，岩心装满后，拧断岩心，采用打捞器，不提钻，从删中用钢丝绞车取出，取出岩心后，再从钻杆中&A另一根岩心管，继续进行钻进，循环进行，直到钻头磨耗完毕，才提钻更换钻头再进行上一流程钻进。
绳索取心与其它普通钻进取心相比，具有钻孔垂直度高，纯钻时间长效率高，工人劳动强度低，采取率高，孔内事故少，降低施工成本，尤其舷杂中钻进能大大减少事故的发生，因而被广泛用于岩心钻探中。
1绳索取心钻具的组成索取心钻具分为单动双层岩心管和打捞器两大部分。
双层岩心管部分由外管总成和内管总成组成。
外管总成包括：弹卡挡头、弹卡室、稳定接头、外管。
内管总成由：捞矛、弹卡定位、悬挂、到位报讯、岩心堵塞报警、单动内管保护和调节机构组成。
2钻进参数的选择2.1钻压金刚石钻进中，钻压既要保证金刚石能有效地切as石又琳证不aa每颗金刚石的允许承载能力，钻进中应综合考虑，即岩石完整硬度高，中等研磨性宜采用大钻压，岩石较软研磨性强，裂隙发育、破碎、不均质等应采用小钻压，通常孔径①75mm的钻孔参考值为600kg~1100kg o2.2转速金刚石钻进中，钻头转速是决定钻进效率重要参数之一，在一定条件下，转速愈高则钻速也愈高，孕镶钻头的圆周线速度为1.5m/s~3m/s,从岩石性质来说，岩层完整、质均较软，宜高转速，若破碎、层理发育或较硬等宜低转速，绳索是满眼钻进转速能更高。
地浸砂岩型铀矿绳索取心钻探冲洗液固相控制技术探析
230研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2023.12（下）1 施工概况1.1 区域岩石主要物理力学性质及可钻性项目工作区主要分布在鄂尔多斯盆地北部，工作区第四系覆盖层主要以厚度大的冲积黄土为主，岩石松软，钻进容易，可钻性1～2级。
其他地段黄土层被剥蚀后形成堆积物，以沙土、砾石为主的第四系岩石，厚度小、可钻性差别大，沙土、淤泥为1～2级，砾石为6～7级，该层岩石孔壁极不稳定，渗漏严重，易坍塌掉块。
1.2 钻探施工情况我队砂岩型铀矿绳索取心工艺钻孔施工钻探设备、钻具组合和泥浆体系如下：钻探设备为：张探产XY-6D 立轴钻机，河北永明产A-18型落地钻塔，石探产NBB390型泥浆泵，200kW 发电机组和离心机等辅助钻探设备。
钻具组合为：φ113绳索取心钻头+φ113mm 下扩孔器+φ101.6mm 取心钻具总成+φ113mm 上扩孔器+φ101.6mm 弹卡室+φ101.6mm 弹卡挡头+φ101.6mm 绳索取心钻杆+φ89mm 变丝接手+φ89主动钻杆。
泥浆体系为：钠基膨润土(10～15kg)+氢氧化钠（2～8kg）+防塌防卡剂（10～15kg）+广谱护壁剂Ⅲ型（4～10kg）+高黏防塌剂（4～6kg）+Na-CMC（4～5kg）。
性能要求：密度1.02～1.09g/cm³，失水量≤15mL/30min，漏斗黏度22～30s，PH 值8.5～9.0,含砂量≤0.5%。
2 固相含量高的因素及其对大直径绳索取心钻探的影响地浸砂岩铀矿钻探所钻遇岩层一般为砂岩、泥岩、砂砾石层，钻探施工过程中，岩层中的泥质成分混入泥浆中，导致泥浆黏度增大，岩层中的砂粒混入泥浆中，导致泥浆固相含量上升；泥浆中固相含量越高，颗粒分散的越细，固相的吸水性越强，泥浆的粘度和切力越高，流动性不好，泥浆性能恶化，滤失量增大，泥饼虚厚，摩擦系数升高，冲洗液中的固相得不到清除，会在冲洗液中水化分散，再通过机械破碎愈变愈细表面积无限增地浸砂岩型铀矿绳索取心钻探冲洗液固相控制技术探析江海宇，闫立鹏，郝长旭，菅凯，商敬宁（核工业二〇八大队，内蒙古 包头 014010）摘要：随着铀矿勘查对钻孔深度和钻孔质量的要求，我队于2019年开始实验研究地浸砂岩型铀矿钻探绳索取心技术，由于钻孔的外环空间隙较小，存在黏附卡钻和沉砂卡钻的风险，因此也对钻井冲洗液有了更高的要求，前期试验由于未重视冲洗液固相控制，导致钻进效率不高和易出现孔内事故，经过大队技术人员对地浸砂岩型铀矿绳索取心钻探冲洗液固相控制技术的研究和应用，截至目前，提高了钻进效率，较好地控制了孔内事故的发生，所以为最大程度地降低孔内事故的发生概率、提高钻进效率，针对大孔径地浸砂岩绳索取心钻探，应用冲洗液固相控制技术十分必要。
浅谈深部地质钻探找矿冲洗液技术的认识与实践
64矿产资源M ineral resources浅谈深部地质钻探找矿冲洗液技术的认识与实践王 庚云南省有色地质局三０八队，云南 个旧 ６６１０００摘 要：钻探工程技术是地质找矿施工中必不可少的重要手段，而冲洗液是开展钻探作业的重要支撑，合理地运用冲洗液技术，能够有效推进地质勘探工作的顺利开展，可以最大程度上降低各种工程质量问题以及安全事故的出现。
因此，为了进一步加强对地质勘探中冲洗液应用情况的了解，必须在研究地质勘探技术发展以及特点的同时，对冲洗液技术的应用过程进行深层次的探讨。
相关单位必须充分认识到在深部地质钻探找矿工作中，冲洗液技术是进行资源开采的一种高效手段，发挥着极为重要的作用。
关键词：深部地质；地质钻探；冲洗液中图分类号：Ｐ６３４．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２４）０１－００６４－３Discussion on the Understanding and Practice of Deep Geological Drilling andMineral Exploration Flushing Fluid TechnologyWANG GengＹｕｎｎａｎ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ ３０８ Ｔｅａｍ，Ｇｅｊｉｕ ６６１０００，ＣｈｉｎａAbstract: Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｎｓ ｉｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏｕｔ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ． Ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｕｓｅ ｏｆ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｉｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｌｅ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｒｅｌｅｖａｎｔ ｕｎｉｔｓ ｍｕｓｔ ｆｕｌｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ｔｈａｔ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｄｅｅｐ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｗｏｒｋ．Keywords: Ｄｅｅｐ ｇｅｏｌｏｇｙ； Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ； Ｒｉｎｓｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－１１作者简介：王庚，男，生于１９９５年，汉族，云南曲靖人，大专，助理工程师，研究方向：钻探工程技术。
深部地质钻探冲洗液技术的认识与实践
矿床地质深部地质钻探冲洗液技术的认识与实践陶士先，纪卫军，单文军，胡继良，付帆（北京探矿工程研究所，北京102405）1 深部地质钻探存在的冲洗液技术问题的认识（1）钻遇地层复杂多变，冲洗液维护孔壁稳定更加困难。
深孔经常钻遇多层不同的复杂地层，错综复杂、相互制约。
如一个钻孔，涌水、漏失、坍塌掉块、膨胀缩径、各种电解质污染等复杂情况，可能同时出现或多次交替出现，实现孔壁稳定十分困难。
（2）受钻孔直径及设备能力影响，孔内复杂问题的处理和解决受到制约。
大部分地质钻探，钻孔直径相对较小，因此钻孔与孔壁之间、钻杆与岩心管之间的间隙也比较小。
在采用颗粒较大的惰性材料（如颗粒直径≥1mm）进行堵漏作业时会由于间隙被颗粒材料堵塞造成循环受阻或影响岩心管打捞。
泥浆泵也会因堵漏材料颗粒大无法泵送，给施工带来不便，也影响堵漏效果。
在造浆性强的地层，由于缺乏有效地固相控制系统，导致冲洗液固相含量急剧升高，粘度也大幅度提高，大大增加粘附卡钻的风险，施工中只能通过频繁排浆来实现固控，既污染环境，又造成冲洗液的大量浪费。
（3）绳索取心钻探技术的使用效果受到影响，甚至无法使用。
绳索取心钻探要求冲洗液需保持较低的固相含量和良好的流变性能。
但在松散破碎的坍塌掉块地层、高地应力地层，冲洗液往往需要较高的密度和粘度来维持孔壁稳定；在造浆性强的水敏性地层，要维持较低的固相含量十分困难；在粘附性强的粘土层和渗透性强的砂岩等地层，采用绳索取心钻进极易发生粘附卡钻事故。
（4）随钻孔深度增加，斜孔大量出现，摩擦阻力显著增大。
摩擦阻力的大小与钻孔深度、钻孔倾角、孔壁岩石硬度、孔壁泥皮质量、冲洗液固相含量等众多因素有关。
摩擦阻力大小随着钻孔深度的增加而增加，斜孔的摩擦阻力增加更为突出。
摩阻增大，除增加扭矩外，也加剧了钻具的磨损，容易引起断钻杆等复杂孔内事故。
（5）钾盐等高溶解性矿体钻探，既要维护孔壁稳定，又要考虑岩心保护。
（6）现场试验手段落后，施工人员依据地层变化配制和维护冲洗液性能存在困难，需要研制简便易用多功能复合型钻井液材料。
复杂地层地质钻探的冲洗液技术
复杂地层地质钻探的冲洗液技术作者：岳刚来源：《科学与技术》2018年第18期摘要：地质钻探冲洗液技术在复杂地层钻探施工生产中的应用是非常重，要的，属于地质勘探的关键技术之一。
不仅能够为地质勘探工作提供安全保障，还能够确保地质勘探的工作效率与工作质量，为后续勘探工作进度的正常进行提供基本保障。
关键词：复杂地层；地质钻探；冲洗液技术1 地质钻探冲洗液的作用1.1携带岩石碎屑地质钻探过程中，在钻头的回转、冲击作用下，会使岩石因破坏而于孔底形成岩粉、岩屑等沉淀物，此时为保持孔底清洁，则需利用冲洗液的携带作用将所产生的岩石碎屑采用正循环或者反循环形式排至地表；同时基于冲洗液触变特性的利用，冲洗过程中可利用冲洗液的比重变化产生浮力使岩石碎屑上浮，或者使用泥浆泵的正压力上举、气举反循环的负压吸出岩屑、岩块而防止孔底沉渣，从而既避免埋钻现象的发生，又能促进钻进效率的提高。
1.2冷却钻头钻进过程中，钻头所带机械功大部分用于岩石破碎，而剩余小部分则会因与岩石摩擦而转化为热能，从而导致钻头温度升高。
例如金刚石钻头，其在钻进过程中温升可达300℃以上，如若不能及时冷却，必然造成钻头因碳化作用而出现烧钻现象，最终降低使用寿命。
此时通过冲洗液的循环作用，可有效带走钻头热量，达到降温目的，避免其因温度过高而受损和变形。
1.3润滑减阻在与岩壁的摩擦作用下，高速旋转的钻杆、钻具会产生较大震动现象，使动力装置因负荷增大而降低钻进效率。
乳化冲洗液具有良好的润滑效果，可以极大程度减小钻杆、钻具、钻头与孔壁的摩擦阻力，进而降低震动现象，减少机械能损失，确保钻进作业平稳进行。
冲洗液的润滑减阻作用还有利于保护钻杆钻具不至于受到额外磨损，既减少了孔内事故的发生，又提高了生产效率。
1.4维护孔壁由于冲洗液在循环过程中可于孔壁上形成一层较大密度的轻薄泥皮，从而起到护壁效果，防止孔壁塌陷、漏水以及井喷事故的发生，有效提升钻进过程的安全系数。
此外，对于强水敏性地层而言，部分冲洗液（如硅酸盐冲洗液、正电胶冲洗液、优质聚合物泥浆与粗分散泥浆等）还可显著提升孔壁稳定性，防止钻进过程中因孔壁失稳而出现坍塌现象。
面向复杂地层地质钻探冲洗液技术研究李存才
面向复杂地层地质钻探冲洗液技术研究李存才摘要：我国具有矿产资源丰富的物产特色，对能源需求整体供给量要求较高，但由于曾经出现过能源浪费问题，造成我国的矿产能源开采现状发展并不乐观，导致能源缺陷与社会需求产生巨大的矛盾冲突。
为解决能源生产相关问题，国家部门适时调整能源开发计划，不断增强能源勘察工作力度，以望优化现有的能源结构布局。
基于此，本文结合目前我国面向复杂地层的地质钻探冲洗液技术发展现状，为该技术实践能力制定相关对策，以供有关单位参考。
关键词：地质钻探；冲洗液；复杂地层；优化建议目前，政府部门对复杂地层探测工作非常重视，并为其提供了实施技术条件和研究基础，钻探工作也取得了一定的成效。
但由于不同区域的地质情况具有多变性，尤其是复杂地质地区，为此钻探冲洗液技术的应用就显得尤为重要。
在我国矿产资源开采过程中，地质钻探施工对后期连续环节存在一定影响，必须保证冲洗液自身性能和维护条件严格按照相关规定，为预防施工事故做好质量控制工作，这就要求不断优化地质钻探技术且付诸实际工作，为能源开采的引进和利用提供安全保障和实际效益。
一、复杂地层地质钻探冲洗液技术发展存在的问题1.冲洗液技术性能要求问题在开展地质岩心钻探工艺技术时，对复杂底层和施工条件具有重要限制条件，不同地质要求决定了取心质量的变化。
目前，我国地质矿产钻探工作持续进行着，但由于以前科研研究力度不够，造成我国地质钻案冲洗液技术本质发展较为落后，给矿产资源的开采和利用工作带来了一定影响。
结合地质钻探工作的特殊性要求，以小口径金刚石绳索取心地质钻探技术为例，在具体实施过程中，较易出现“环节空隙问题”、“孔径体积较小”、“与地质条件不相匹配”等现象，对技术性能要求明显提升，但这种限制条件不利于大口径石油钻井施工，对孔底动力冲洗液技术造成一定影响。
为此，在地层变化较大的特殊情况下，必须确保地质钻探冲洗液技术性能要求，这对施工配置和配制维护工作具有重要作用。
2.冲洗液技术体系设计问题为提升复杂底层地质钻探使用技术性能要求，目前我国地质勘测部门对新型冲洗液材料的研制方法和体系设计进行重点培育，对地质钻孔工作具有实际成效。
绳索取心钻进中涌水的处理技术论文
绳索取心钻进中涌水的处理技术论文1工程概况我公司在中国地质科学院组织的“云南江城地区油钾兼探钻探工程”招标活动中一举中标。
该项目设计四个钻孔，编号分别为ZK-1、ZK-2、ZK-3和ZK-4,井型为垂直井，全孔取心，要求岩矿心直径不小于60mm,最小井径96mm;采取率要求为含盐段95%以上，非含盐段80%~90%.主要目标任务是：通过取心钻进，获取“中、新生代”含盐建造完整的地层序列，建立一个可供找钾参照的“标杆地层柱”;利用对全套岩心的综合配套测试分析，获取成盐成钾物质基础和来源等准确可靠的第一性地质、地球化学信息，提供海相-海陆交互相成盐盆地成钾的理论参数，提炼成盐聚钾的地质模型；通过获取盐下层可能的油气基础地质资料，为盐下层可能的油气勘探部署提供科学依据，做到“一孔多用，钾油兼探”;通过钻探所揭露地层，进一步分析验证构造模拟及物探测试结果。
ZK-2井位于云南省普洱市江城县宝藏乡西南约10公里，该孔设计孔深1000m,我们配备了HXY-5型钻机，BW250型泥浆泵。
为有效保护盐层，选用饱和氯化镁钻井液体系；168表层套管下到了33m.2第一层涌水使用“95+1金刚石取心钻头+89岩心管（带扩孔器）+89绳索钻具”组合，钻井液比重为1.10,黏度为28s,钻进到98m时钻井液消耗严重，钻具静止时钻孔涌水，一小时后返出的全是清水，涌水量达1.70m3/h,井口压力为0.20MPa.分析：钻具旋转的同时带动钻井液旋转，离心力对井壁的侧压力较大，致钻井液压力大于地层压力，造成钻井液漏失。
加大钻井液比重到1.50时，可平衡地层压力，但无法正常钻进：固相在内外管间堵塞，泵压太高；钻杆内壁结垢，内管上下通行困难。
钻进中由于地层水的侵扰，钻井液时多时少，我们就用钠土、纤维素、护壁剂等不断调浆，补充黏度和比重更大的新浆，致使钻井液性能不稳定，携粉能力差，孔底有沉沙，而且孔壁很不稳定，有掉块现象，每次打捞内管前都需要把钻具提起20m.钻进到110m后涌水量不再增大，由此判定98~110m段有裂隙。
复杂地层钻探冲洗液技术研究
复杂地层钻探冲洗液技术研究摘要：在地质钻探过程中经常遇到异常压力地层，这时就要提高冲洗液密度，平衡地层的压力，稳定孔壁。
但冲洗液的密度增高会形成泥浆的流变性差、失水量大，泵压增加，进一步影响钻进效率。
本文主要讲了两个方面：一、复杂地层钻探的概述，包括发展、特点及对冲洗液技术的要求；二、对复杂地层地质钻探冲洗液技术的研究与分析。
关键词：复杂地层；地质钻探；冲洗液；技术研究在复杂地层的情况下，要控制和维护好冲洗液的性能，冲洗液的密度高会形成泥浆的总体积与液相体积差较大，冲洗液就不会保持良好的流变性能，进一步影响了钻进的效率以及施工的质量。
加强冲洗液的类型选择及处理剂的使用，是解决复杂地层钻探冲洗液技术问题的首要条件[1]。
一、地质钻探概述㈠、发展随着社会经济的发展，我国日益对矿产资源的需求量越来越大，但开采的资源远远达不到人们的需求，只能依靠进口，这不仅浪费了我国的大量资源，还加大了经济输出。
因此，我国目前加强了对矿资源的开采和开发的力度，制定了相关的矿资源勘查计划。
勘查的矿源深度也在不断的加深，目前已经达到了2000m深度的地质岩心钻探孔，其中最深孔已经远远大于2700m，同时勘查的区域逐渐向西部地区扩展。
同时，国家也越来越重视深部地球的研究，加大了科学研究的投入力度，并实施了有关于大陆钻探项目和柴达木盆地的资源钻探项目，还包括深部探测计划、地震钻探、白垩纪钻探和天然气钻探等钻探项目。
我们所研究的钻探项目大部分位于地层断裂带或是高原冻土地带，由于钻孔的深度会远远大于3000m，而且钻探的地质条件很复杂，因而对钻探的效率、技术和取心的质量都提高了要求。
面对这些较为复杂的地质条件进行钻探，使用冲洗液是首要条件，且其在技术上有很大的重要性，因此冲洗液有很大的发展潜力。
㈡、特点地质的岩心钻探技术、地质及要求不同于石油钻井，它具有口径小、转速快、间隙小，取心质量高等特点。
我国一般采取绳索取心钻对岩心钻探和科学钻探进行研究，这种方法效率快，钻口径，环空间隙小，而且冲洗液的压力高，这就要求钻探的泥浆具有较好的流动性及薄而韧质量的泥饼。
绳索取心在岩心钻探中的应用
绳索取心在岩心钻探中的应用发布时间：2021-11-25T06:33:35.067Z 来源：《科学与技术》2021年第24期作者：陈建新[导读] 随着我国科学技术的发展与改革，岩心钻探工作也从普通钻进发展为绳索取心钻进陈建新吉林省四平地质工程勘察院吉林四平 136001摘要：随着我国科学技术的发展与改革，岩心钻探工作也从普通钻进发展为绳索取心钻进，本文主要对绳索取心钻探工艺的流程的钻具组成钻进参数方法进行阐述，并分析了绳索取心技术在岩心钻探工作中应用的优点和使用效果，希望对我国人心钻探工作领域具有一定的参考作用。
关键词：绳索取心技术；钻探工作；应用效果前言：在岩心钻探施工过程当中，钻孔的质量将会直接影响岩心钻探工作的采取率，此外，取心工具的选择也会影响采取率的大小，在钻探过程中从传统的单管矩形工具发展为双管双动，再到目前的双管单动取心工具，而绳索取心采用的就是双管单动取心的工作原理。
双管单动就是采用大直径通径撞杆进行岩心钻探在钻探工具中安装一根岩心管，随着钻探工作的推进，沿新将会进入到岩心管内，岩心装满岩心管后立即拧断，采用钢丝绞车将内在钻杆中的岩心取出，再投入另一根岩心，继续钻进将以上的步骤重复进行，直到钻头磨耗完毕，提钻后更换钻头重复进行以上流程。
绳索取心工艺技术与其他普通钻进方式相比具有纯钻时间长效率高，钻孔垂直度高采取率高，工人劳动强度低和安全事故少的优点，尤其是在进行复杂地层钻进工作时，可以降低施工的成本，进一步减少大型事故的发生，因此在岩心钻探工作中得到了广泛的应用。
1绳索取心钻具组成绳索取心钻具总共分为单动双层岩心管和打捞器两个部分，双层岩心管由内管和外管组成，外管总成，包括稳定接头外管，当卡档头是内管，则有捞茅、悬挂、岩心堵塞报警、单动内管和调节机构。
2钻进参数的选择2.1钻压在金刚石钻开展工作时，既要保证金刚石钻的钻压也要保证可以有效的切入到岩石当中，并且不超过每颗金刚石的最大承载力，因此钻进过程中要综合考虑岩石的完整度和硬度。
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收稿日期：２００７ －０１ －２４ 作者简介：王禹（１９６３ －） ，男（ 汉族） ，吉林敦化人，吉林省地勘局第六地质探矿工程大队总工程师、高级工程师，探矿工程专业，从事探矿工 程、岩土工程施工管理工作，吉林省龙井市；刘波（１９７４ －） ，男（ 汉族） ，黑龙江拜泉人，吉林省地勘局第六地质探矿工程大队助理工程师，探矿 工程专业，从事探矿工程、岩土工程施工工作；高洪志（１９７７ －） ，男（ 汉族） ，吉林农安人，吉林省地勘局第六地质探矿工程大队助 理工程师，探 矿工程专业，从事探矿工程、岩土工程施工工作。
２５ ～７８畅５ ２１ ～２９
１３ ～１５ １６ ～２０
１１畅２５ ～ １２畅２０
３畅８３ ～ ６畅２３
１畅６ ～ １畅７
０畅５ ～ ０畅９
０畅４５ ～ ０畅４６
０畅１５ ～ ０畅７５
１畅０８ ～ １畅１４
０畅１２ ～ ０畅２５
卡森
ＣＶ
ＣＹ
／（ ｍＰａ· ｓ） ／Ｐａ
２
１畅１６
ＣＹ ／ＣＶ
１畅１５
１２畅０９ ～ １７畅６４
试验的 ２ 种冲洗液体系，通过宾汉、幂律、卡森 三个数学模式计算，得出其流变性能见表 ２。
表 ２ 两类冲洗液的流变性能表
绳索取心 泵量
宾汉
孔号 类型 钻进孔深 ／（ Ｌ·
ＡＶ
ＰＶ
ＹＰ
／ｍ
ｍｉｎ －１ ） ／（ ｍＰａ· ｓ） ／（ ｍＰａ· ｓ）
／Ｐａ
幂律
ＹＰ ／ＰＶ
ｎ中
ｋ中 ／（ Ｐａ· ｓｎ）
ＰＡＭ － １２０畅３０ ～ ５２ ＹＴＧ ＫＨｍ ４７０畅２０ －ｑｓｎ －０１ ＬＢＭ ４７０畅２０ ～ ５２ ～８０
２畅８４ ｍ。
（１） 要正确选择适合于地层岩性特点和绳索取 心钻探特性的冲洗液类型。
（２） 冲洗液含砂量是造成钻杆内壁结垢的重要 因素，一般要求含砂量 ＜０畅２％。
（３） 及时清除 泥 浆 中 极 细 的 岩 屑 颗 粒， 除 地 面 循环系统外，还应配备除泥器、振动筛、除砂器等，并 保证开动时间，把含砂量降到最低限度。
高速旋转所造成的离心力场作用下，发生径向沉积， 聚集在钻杆内壁上，形成泥垢，导致钻杆实际内径缩 小，这一现象称为钻杆内壁结垢效应。 经测定，结垢 物质主要是无用的岩屑颗粒，影响结垢物质生成的 因素，除与泥浆类型有关外，还与泥浆当量密度、粘 度、含砂量及回次时间长短、回转速度有关。 其中含 砂量为主要因素，含砂量越高，结垢越严重。 试验钻 孔“结垢” 情况见表 １。 ＹＴＧ －ｑｓｎ －０１ 孔 在 孔 深 ４７０畅２０ ～７５０ ｍ 时，因振动筛故障，冲洗液密度增至 １畅０９ ｋｇ ／Ｌ，产生了结垢。
３４
探矿工程（岩土钻掘工程） ２００７ 年第 １０ 期
有低的失水量，这对绳索取心钻进保护孔壁十分重 要。 ４．２ ＬＢＭ 冲洗液
ＬＢＭ 冲洗液环空动压低，钻杆内壁不易结垢， 孔壁稳定，其流变性可根据地层要求进行调整和掌 握。 在 ＹＴＧ －ｑｓｎ －０３ 孔施工中，为维护泥岩地层 的孔壁稳定，又使绳索取心钻探在十分复杂的孔内 条件下继续钻进，全孔使用了 ＬＢＭ 粉，流变参数掌 握较好，钻进时冲洗液携岩能力强，孔底清洁，孔壁 稳定，钻杆内壁不结垢，钻进时效由 １畅６８ ｍ 提高到
（３）ＬＢＭ 冲洗液对水敏地层，酥软、破碎胶结力 差的地层，有 较 好 的 护 壁 防 塌 能 力， 而 且 结 垢 指 数 低；
３２
探矿工程（岩土钻掘工程） ２００７ 年第 １０ 期
油页岩地层绳索取心钻探冲洗液技术探讨
王 禹， 刘 波， 高洪志
（吉林省地勘局第六地质探矿工程大队，吉林 龙井 １３３４０１）
摘 要：分析了绳索取心钻探的特点，并对 ＰＡＭ －ＫＨｍ 冲洗液、ＬＢＭ 泥浆进行了试验和施工探讨，给出了 ２ 种冲洗 液的配方、试验性能指标、流变性能参数，并分析了其影响因素。 关键词：油页岩地层；绳索取心；ＰＡＭ －ＫＨｍ 冲洗液；无固相冲洗液；ＬＢＭ（低粘增效粉）冲洗液 中图分类号：Ｐ６３４．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２ －７４２８（２００７）１０ －００３２ －０３
表 １ 绳索取心钻进冲洗液现场试验情况表
孔 号
设计 绳索取 最高钻 纯钻时 孔深 心钻进 头进尺 间利用
／ｍ 进尺 ／ｍ ／ｍ 率 ／％
试验 孔深
／ｍ
地层岩性
冲洗液 类型
密度 ／（ｋｇ·
Ｌ －１ ）
性能
粘度 失水量 ／（ ｍＬ ／ｓ · ３０ｍｉｎ －１ ）
泥皮厚 度 ／ｍｍ
试验效果
ＹＴＧ －ｑｓｎ ７５０ ６２４畅７０ １６０畅４０ －０１
绳索取心钻探的上述问题几乎都和冲洗液性能 有关，解决了冲洗液问题将利于绳索取心钻探的推 广应用。 绳索取心钻探冲洗液应具备如下性能要 求：
（１ ） 尽量小的环空动压，防止压漏、压裂和压垮 地层；
（２ ） 钻杆内 能 实 现 紊 流 冲 刷， 以 防 结 垢 或 清 除
泥垢； （３） 环空 流动 状 态 要 能 调 节 达 到 或 接 近 紊 流，
（１ ） 外环间隙小，循环泵压高，钻孔内流体当量 密度超过地层压力或破裂压力，造成循环漏失，压垮 孔壁，平衡压力钻进困难。
（２ ） 高速旋 转 的 钻 杆 内 壁 上， 由 于 强 大 的 离 心 力场而可能结垢，造成投放和打捞内管总成困难。
（３） 提下钻容易抽垮或挤塌不稳定地层而扩 径；刚性连接的钻杆在扩径孔段容易折断，满眼钻具 在孔隙地层中可能粘附卡钻。 １．２ 对冲洗液性能的要求
保持薄而韧的泥皮，防止缩径及粘附卡钻； （４） 具有抑制水敏性地层的能力。 伊通矿区现场应用的 ＰＡＭ －ＫＨｍ 无固相冲洗
液和 ＬＢＭ 冲洗液，能够满足上述要求。
２ 伊通矿区绳索取心钻探试验情况 ２．１ 地层条件
伊通矿区油页岩主要岩层有泥岩、页岩、粉砂岩 和粉砂质页岩、粉砂质泥岩、泥岩、页岩。 主要粘土 矿物成分为高岭石，遇水易水化分散和剥落坍塌，因 此该矿区地层不稳定，因而使用绳索取心钻进必须 首先解决冲洗液的护壁和防塌问题。 ２．２ 钻具及钻进参数
（１）ＰＡＭ －ＫＨｍ 冲洗液特点是 ＫＨｍ 对失水量 和塑性粘度略有降低作用，泥饼薄而致密，具有良好 的护壁性能，环空动压和循环压力损失低，适合于环 空间隙小的绳索取心钻探工艺。 具有低失水，低粘 度，低切力的优点。
（２）ＬＢＭ 冲洗液具有低粘度、低失水、低切力、 低固相、低环空压力、造浆性能好、颗粒分散细，且沉 砂、除砂容易等特性，该泥浆具有较强的水化分散和
防塌护壁作用，并能防止“ 结垢”，是我国目前用于 钻进泥页岩和不稳定地层的一种新型优质泥浆。
４ 试验泥浆的流变性能剖析 流变性指泥浆在外力作用下流动和变形的特
性。 Ｓ９５ 系列绳索取心钻具环空间隙为 ３ ｍｍ，内外 管间隙为 ２ ｍｍ，现场使用的 ＢＷ２５０、ＢＷ３２０ 型泥浆 泵排量一般为 ５２ ～１２０ Ｌ ／ｍｉｎ。 由于外环空隙小，会 导致泵压升高、弊泵、循环漏失和提下钻孔壁垮塌； 内环空隙 小 则 会 因 为 钻 杆 内 壁 结 垢 而 妨 碍 打 捞 岩 心，影响效率。 因此，要求冲洗液具有低密度、低粘 度、低失水量、润滑性好、流变性能好等特点，以适应 绳索取心钻进工艺的要求。
（４） 要选择低 的 泥 浆 流 变 参 数， 控 制 合 适 的 排 量，尽量保持泥浆低粘、低切力，以沉淀和清除岩屑。
（５） 控制回次 进 尺 时 间 和 转 速， 回 次 进 尺 不 宜 超过 ３ ｍ，转速 １７５ ～３６０ ｒ ／ｍｉｎ 为宜。
５ 预防绳索取心钻杆内壁结垢 钻杆内壁结垢是指冲洗液中的固相微粒在钻杆
７５０
２ ～６ ２３ ～３０
１畅５ ～４ １１ ～２５
０畅５ ～１
３畅８３ ～ ４畅７９
０畅５ ～ １
０畅４ ～ ０畅９５
０畅５ ～ ０畅７
０畅６ ～ ０畅７８
０畅１３ ～ ０畅１７
０畅１１ ～ ０畅５
４３５畅８６ ～ ５２
ＹＴＧ
７９０畅４５
－ｑｓｎ ＬＢＭ
－０３
７９０畅４５ ～ １２０
９２５畅２８
绳索取心钻探技术在某些复杂地层，尤其在施 工油页岩地层应用中，还存在着不同程度的钻杆内 壁结垢和孔壁坍塌等技术难题，为此我们选择了吉 林壳牌油页岩伊通矿区作为试验点，对油页岩地层 使用绳索取心钻进的冲洗液技术进行了初步探讨。
１ 绳索取心钻探的特点 １．１ 环状间隙对冲洗液循环的影响
绳索取心钻探的特点众所周知，本文阐述的一 个特点是：其两个环状间隙（ 钻杆与孔壁间的间隙， 内管与钻杆内壁的间隙） 非常小，最小 ０畅５ ～１ ｍｍ， 最大 ２ ～３ ｍｍ，由此而导致很多冲洗液循环的不利 因素。
１３ ～１８
９畅７１ ～ １２畅７
１畅５９ ～ ０畅２１ ～ ２畅０５ ０畅２９
０畅３ ～ ０畅０９ ～
１畅７
０畅２６
１畅６２ ～ ０畅２６ ～ ２畅７４ ０畅５
这对指导现场处理冲洗液具有极重要的意义， 现将两类冲洗液的流变性能剖析如下。 ４．１ ＰＡＭ －ＫＨｍ 无固相冲洗液
这种冲洗液其流变性能稳定，携带岩屑能力强， 可通过改变流变参数调整环空流态，以减少泥浆对 泥岩孔壁的冲蚀作用，而其中 Ｎａ －ＣＭＣ 可使泥浆
０畅５ ～１ 孔壁稳定，携岩好，无结垢 现象
０畅２ ～０畅３
泥岩、页岩地层因浸泡时间 过长，引起 孔 壁 严 重 坍 塌， 孔深 ８１０ ～９２５ ｍ 为主要超 径孔段，孔径为 ４５０ ｍｍ
３ 油页岩地层绳索取心钻探冲洗液类型的选择 该矿区油页岩地层中泥岩、页岩的水化分散作