液动冲击回转钻进工艺在坚硬岩石中的应用

由于岩 石坚硬 ， 可钻 性高 （ ９—１ 级 ） 钻 头在 孔底 １ ，
３ 使 用 液 动 冲 击 类 型及 主 要 施 工 设 备
３ １ 液动 冲击器 ．
Ｓ Ｚ ７ 索取 心 液动 冲击 回转 钻 具 。其 冲 Ｙ Ｘ ５绳 击 过程 是 ： 冲击 器 连 同 内管 总成 一 道投 入 钻杆 将 柱 内 ， 内管 总承未 坐到花键 轴上 时 ， 内管总 承 在 在
行， 并压缩锤簧冲击铁砧 ， 完成一次冲击。冲击后 由于锤簧弹力及铁砧的反弹力 ， 使冲锤 向上运 动
又 与 阀接 触 ， 闭液 流通路 ， 关 高压腔 内又形成 水锤 增 压 ， 二次 冲击开 始 ， 第 如此循 环周 而复始 。加上
钻杆 的回转 ， 现 冲击 回转作 用 。 实
［ 收稿 日期 ］２ １ ０ ０ ２— ２—１ ２ ［ 作者简介 ］ 莫树 权（９９一 ， ， １５ ）男 钻探工程 师 ， 期从事 钻探 施工 与技术 管理 ， 任贵州 省地矿 局 １４ 质大 队副总 长 现 ０地 工程 师。
１ 问题 的 提 出
独 山县 半 坡 锑 矿 是 独 山东 峰 锑 矿 的接 替 矿 山 。该 区设 计钻 孔 ６个 ， 深 为 ４０— ６０ｒ， 孔 ０ ０ ｌ终 ｆ 孔 口径 为 ７ ｍ。起 初 选 用 Ｘ 一４ 钻 机 配 ５ｍ Ｙ
Ｂ ５ Ｗ２ ０型泥 浆泵进 场施 工 ， 用 金 刚石 绳索 取 心 采
节范 围大 ， 能满足此要 求 ， 延用 。 故
５ 操作 程序 及技 术 要求
５ １ 下孔前 的准备工作 ．
（） １ 对钻 具 的组 装 进 行 严 格 的 检查 ， 确保 零
３ ３ 泥浆 泵 ．
泵 是 冲击 器 的主要 动 力 源 ， 为确 保 冲击器 有 效地工 作 ， 供 足 够 的泵量 和泵 压 。绳 索 取 心 冲 提 击 回转 钻进所 需 的泵 量和泵 压 比一般绳索 取心 回 转钻 进 高 ， ５口径泵 量 不 低 于 ６ ／ ｎ 泵压 研 ０Ｌ ｍｉ； 则是 以满 足液动潜孔 锤 冲击 回转 钻进 的泵 压需 要 （ ５ＭＰ ）并 应 配备 具有 抗 震 性 能 的压 力表 ， ２— ａ ； 以便 及时 掌握液 动潜 孔锤 在孔 内工作情况 。起初 使用 的 Ｂ ５ Ｗ２ ０泥浆泵 可满足 要求 ， 故仍延用 。
重 量作用 下 ， 下接头 以下部分 向下 滑动 ， 方套与 六
“ 打滑 ” 钻进 不 “ ” 钻进 效率 低 ， 探 成本 高 ， ， 走 ， 钻 施工周 期长 。后来 ， 经过 综 合分 析 研究 ， 为“ 认 打 滑” 的原 因是 钻 头 在 刻 取 岩 石 时 只 是 单 一 的切 削 ， 磨 而 打滑 ， 此 ， 定在 钻 孔 的施 工途 中改 硬 因 决 用液动 冲击 回转钻 进 工 艺 ， 使钻 头 在刻 取 岩 石 时
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２１ ０ ２年 ２ ９卷
３ ２ 钻 机 ．
该 冲击 器 要 求 钻 机 具 有 一 定 的 回转 速 度 范
要求 ， 就会造成地表设备（ 高压交管等） 因负荷过 重损坏 而经 常维修 。
围， 以适 应冲击 回转钻进相 对较低转速 ， ８ （Ｏ～ ５０ｒｍｎ 减少 钻 头 的磨 损 ； Ｙ一４钻 机 转 速 调 ０ ｉ） ／ Ｘ
岩石 的破碎机 理 ， 克服 了单一 回转的“ 滑” 象， 打 现 获得 理想 的效果 。
［ 关键词 ］ 坚硬 岩石 ； 冲击 回转 ； 钻进 工 艺 ； 实意义 现 ［ 中图分类号 ］ ６４４ ［ Ｐ ３． 文献标 识码］ ［ Ａ 文章编 号］００— ９３２１ ）１ ０７ ０ １０ ５４ （０２ ０ — ０７— ４ 岩、 岩、 灰 白云 岩 及 白云 质 灰 岩 。岩 层 倾 角 多 在
２ ０度左 右 、 部 较 陡达 ４ 局 ０～ ６ 。 矿体 产 于 断 裂 ０， 带 中产出 。含 矿 断裂 带上 盘地层 主要为 中细粒 石 英砂 岩 ， 岩石 坚 硬 致 密 ， 可钻 性 ７—９级 ， 部 达 局 １级， １ 强研磨 性 。
回转钻进工艺。在施工过程 中， 上部软质岩石施 工正 常 ， 当进人 中细 粒 石英 砂 岩后 （ 深 ５ ， 孔 ０ ｍ）
经济有效、 技术可行 ， 为未来相似施工条件积累了 经验 ， 一定 的现实 意义 。 具
２ 地 质 概 况
矿 区位于扬 子准地 台与华 南褶 皱带接 触带西 缘， 次级 黔南 台陷带构 造带南 东 。出露 地层 为 ： 上 寒武 统三 都组 、 下奥 陶统 锅塘组 、 中奥 陶统 十字铺 组、 中泥盆 统龙 洞 水 组 。该 区钻 孔所 遇 岩 石 主要 有 ： 土 、 英 砂 岩 、 质 砂 岩 、 质 页 岩 含 砾 砂 浮 石 泥 砂
起到破 碎 和切 削 的 双 重 作 用 ， 决 了 “ 滑 ” 解 打 问 题 。在 后期施 工钻孔 中应用 ， 取得 了理想 的效果 ，
下接头 之 间拉 开一定 的距离 ， 冲锤 与 阀脱 开 ， 冲洗 液 畅通 ， 冲击 器 不工 作 。 当下接 头 坐在 花 键轴 上 时， 六方 套压 紧在下接 头上 ， 冲锤相对 上移 与 阀接 触 ， 闭 液流 形 成水 锤增 压 ， 关 在此 压 力作 用下 ， 阀 与冲锤一 起加 速下 行 ， 阀运 行至 限制 坐后 停止 运 行 。此 时 阀与 冲锤脱 开 泵压 下 降 ， 在 阀簧作 用 阀 下复位 ， 流畅通孔底 ， 液 冲锤 则 依 靠 惯 性继 续 下
福泉 ） （． １贵州省地矿局 １４地质大队 ， ０ 贵州 都 匀 ５ ８０ ；． ５ ００ ２ 瓮福集 团有限责任公司 ， 贵州
［ 摘 要］ 按常规 ， 岩心钻探施工一般 多采 用金刚石绳索取心回转钻进 工艺， 然而在独山县半坡 锑矿 坚硬岩石 中， 回转钻进 却不凑 效 ， 者通过 采 用液动冲 击 回转 钻进 工艺后 ， 变了钻 头刻取 笔 改
２１ ２ ０ ２年 ９卷 第１ （ 期 总第 １０期 ） １
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Ｖ １ ９Ｎ ． （ ｏ Ｕ０ ２ １ ｏ ２ ｏ １ Ｔ １ ． ． ）０ ２
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液动冲击回转钻进工艺在坚硬岩石中的应用
莫树 权 黄 ， 林 谭 光辉２ ，