钻探工艺方法

4 浅钻取样标准
• 浅钻化探：取残破积层碎石不少于150克； • 填图取样：取到基岩长度不少于30cm； • 物化探异常检查取样：取到基岩长度不少 于30cm； • 代替槽井探取样：取出完整的风化基岩， 并取到新鲜基岩30cm
5 浅钻样品综合利用
• 残破积层样品可用于浅钻化探； • 新鲜基岩样品可用于地质填图和原生晕分 析； • 一定范围内的基岩样品综合分析可以推断 地层变化情况和火山岩活动情况； • 含矿样品可用于品位鉴定和储量计算
第四章 研究内容和工作部署 钻头
多水口金刚石孕镶钻头，适合 坚硬研磨性地层，高比压特性，
可以获得更高的钻进效率。
低温胎块孕镶钻头，适用于坚 硬致密地层，如致密石英岩等。 采用稀土改性预合金胎体粉末
配方，具有高效长寿命的特性。
第四章 研究内容和工作部署 钻头
底喷孕镶金刚石钻头，采用碳纤 维改性胎体技术，和超高工作层 胎体结构，充分考虑了泥浆的携 带能力、冷却能力和泥浆在各水 口处的流量分布，耐研磨、寿命 长。适合硬脆碎地层。
6 浅钻与化探
• 在森林沼泽浅覆盖区传统的土壤化探难以 奏效，浅钻取样可以有效穿透地表的覆盖 层； • 浅部隐伏矿床地表被无矿地层覆盖，土壤 化探无法探测到下部的隐伏矿床。使用浅 钻化探的方法钻取残破积层可以大大提高 浅部隐伏矿床被发现的几率。
7 浅钻与物探
• 相位激电和相位中梯的异常可由浅钻去验 证。具体方法是： • 浅钻钻取的基岩可以为物探异常提供直接 的判断依据； • 使用浅钻钻取的残破积层岩石做化探分析， 其结果可为物探异常的解释提供重要依据。
泥浆
• 浅钻同样需要借助泥浆的帮助，最常用的泥浆材料为聚丙烯酰胺。
破碎地层（硬脆碎地层） 强风化地层 第四系泥层 低黏增效粉+防塌减阻剂 低黏增效粉+防塌减阻剂 成膜抑制剂
海岸、滩涂
砂、石、土混合地层
无机盐加重
强成膜抑制体系
• 浅钻施工的组织
1 浅钻布孔原则
• • • • 浅钻布孔要在地质扫面工作完成之后； 浅钻扫面孔应布在初步确定的地质界限的两侧； 在物化探异常检查时可以以剖面的方式布置钻孔； 在检查浅钻异常时，可采取一百米一条线，40米 一个孔的布孔方式，酌情布置多条剖面； • 在关键的部位可单独布置异常检查孔； • 钻孔不要一次布完，最好采取边打边部的办法， 这样可以最大限度的节省工作量。
钻头
• 传统的金刚石碎岩模型是建立在压入式碎 岩原理上的。在这种理论下，钻头的钻进 效率取决于金刚石压入岩石的程度。
钻头
• 然而，浅钻钻压只有几十公斤至一百公斤， 这点钻压没办法和大型钻机相比。因此， 适合大钻的钻进理论不能适应浅钻的需要。 • 我们重新设计了数学模型，通过更改钻头 的配方并使之与钻机的转速相适应，设计 了适合浅钻的超低钻压金刚石钻头。
钻机操作注意事项
• 发生卡钻、埋钻现象时，须立刻减小油门 或熄火，避免烧坏离合器；
钻具
• 取土器
• Ø60螺旋钻杆
钻具
• 金刚石钻具，用来钻取岩石样品，不同的 钻具类型会影响钻进效率； • 如：使用普通单、双管钻进10米，需要拧 卸钻杆110次左右，耗时220min，若使用绳 索取芯钻具，只需拧卸钻杆20次左右，耗 时约40min。 • Ø60单管金刚石钻具，取芯直径46.5mm • Ø46单管金刚石钻具，取芯直径33mm • Ø46双管金刚石钻具，取芯直径29mm
12.钻机的运输 双排座汽车或拖拉机都可一次装载3 个班组。本次施工尚未使用畜力托运钻机。
• 拖拉机运输钻机
13.钻机的搬运转移 每次将整套钻机搬运完毕需搬运6人 次。此次搬运的最远距离为1.5km，由6个 工人花费50分钟时间搬运完毕。
• 工人在搬运钻机
14.孔内事故的处理 浅层轻便钻机轻巧灵便，处理孔内事 故完全不同于大型钻机。 处理卡钻事故时只需贴近被卡钻具另 钻一个新孔，待新孔穿过卡钻层位时，卡 钻现象即可解除。 当钻孔出现漏水事故时，可以向孔内 倒入大量的聚丙烯即可堵住钻孔。
8 浅钻代替槽井探
• 在覆盖层超过3米的地区，槽探就会失去作 用。在普查和异常检查阶段，使用浅钻打 剖面可以有效的代替槽探工作； • 在普查和异常检查阶段使用浅钻替代浅井 可以极大的提高工作效率。一个十米深的 浅井需要3个工人工作3-5天。使用浅钻一 个机组每天可以钻取10米以上的钻孔2-3个。
9 浅钻填图
钻头
PDC取芯钻头，适 合软至中硬地层 地层。
钻头
尖齿PDC取芯钻头， 适合弹性致密泥 岩及粘土质砂岩 地层。
钻头
适合软硬交
错互层。
尖齿交错金刚石钻头
钻头
适合强研磨性地 层，尤其适合深 孔绳索取芯钻进。
双水口长寿命金刚石孕镶钻头
钻头
适合坚硬地层。
主副水路孕镶金刚石钻头
钻头
适合坚硬强研磨 性地层。
2 浅钻工作量计算方法
• 单纯以米定价会造成施工队伍与甲方利益 的严重对立，不利于甲方对浅钻质量的监 管。 • 建议采取钻进米数与所取样品相结合的定 价方式，使施工队可以取得与甲方一致的 利益，这样才可以促进浅钻技术的推广。
3 浅钻钻孔质量评价方法
• 现在对钻孔的评价方法非常单一，仅仅有岩心采 取率一个指标。对于浅钻来说这是非常不适合也 不适用的。 • 浅部地层是由土壤、沙砾、碎石等各种成分组合 而成的。在某些地区，5米以浅的地层中土壤所 占的比例高达90%以上，在这样的地层中追求岩 心采取率显然是不合适的。 • 因此浅钻质量评价应以其所取样品为评价标准， 只要提供了足够的地质信息和找矿信息就应该是 合格钻孔。
• 卡钻事故的处理
14.孔内事故的处理 若发生埋钻事故，可首先尝试采用试探提 钻法将钻杆提出。具体操作为：首先更换 至转速最低的档位，启动发动机，利用低 速档位输出的大扭矩使钻杆旋转（此时需 停泵），待钻杆可正常旋转时，尝试瞬间 提钻-回位动作，并不断重复，钻杆即可 提出。
钻机操作注意事项
• • • • 注意安全，严格遵守安全操作规程； 熄火加油； 熄火换挡； 熄火加减钻杆，尤其在使用垫叉时，必须 保证发动机熄火； • 加减钻杆时，需保证动力头锁紧，防止出 现手柄打人现象； • 螺旋钻进时，开钻前必须握紧手柄，防止 手柄脱手伤人；
浅钻钻探工艺方法
北京探矿工程研究所 卢猛
钻探系统的组成要素
• • • • • • • • 钻探对象（地层） 钻机 钻杆 钻具 工具 钻头Fra Baidu bibliotek泥浆泵 泥浆 人
需要合理调节的因素
• • • • • 转速 钻压 钻具 钻头 泥浆
转速的调节
• 油门调节 • 档位调节
钻压调节
• 手柄调节 • 通过手柄可以感知地层变化、以及堵钻、 卡钻、埋钻等孔内事故。 • 如孔底有碎石，钻杆会上下跳动，在埋钻、 卡钻前，也会出现转速突然下降、发动机 吃力等情况。
钻头
底喷表镶金刚石钻头，适用于中硬
地层和硬地层，底喷水口设计保证 钻头得到良好的冷却，同时避免岩
心受到冲蚀，阶梯式外围唇面设计
可以保证良好的钻进效率。 多阶梯表镶金刚石取心钻头，钻头
唇部呈阶梯状，有效的提高了碎岩
速度，水路空间大，避免岩心堵塞、 泥包和烧钻。适合较完整的中硬地 层、硬地层以及永冻层。
• 在没有岩石出露的地区使用浅钻填图可以 提高填图的精度。
10 浅钻施工的组织
• 以TGQ-15型钻机为例，通常每个机组配备 4个人，其中一人为钻探班长。
11 浅钻施工的质量监管
• 质量监管是重中之重。 • 在使用钻进米数作为与工人的结算依据时，会出 现严重的虚报工作量现象； • 在以样品质量定价时又会出现工人将一个钻孔多 余的岩心冒充另一个钻孔岩心的现象； • 在孔位处于比较艰难的位置的时候，会出现擅自 移动孔位的现象； • 因此严格的质量监管是保证浅钻取得预期效果的 前提。