基于深孔钻探技术相关问题浅析

基于深孔钻探技术相关问题浅析
袁仲伟云南省有色地质局地质研究所
【摘要】钻探是找矿的重要手段众所周知，在现阶段，当物探、化探等方法手段对矿体的空间位置和矿石品位未能达到精确控制时，钻探工程是深部找矿不可缺少的重要手段。

文章就以下几方面对深孔钻探技术相关问题作出了浅析，以供同行参考。

【关键词】深孔钻探特殊性钻机
一、认识深孔钻探的特殊性与普通浅孔钻探相比，深孔钻探具有如下特点：１．深孔钻探对地质找矿具有重要意义。

深孔钻探是地质资源勘查和地球科学研究必须依靠的重要技术方法，是能够直接从地下空间获取实物样品的唯一手段。

２．业主投资大，质量要求严，工程期望高。

１０００～２０００ｍ的钻探深孔，一般市场价需投资一、二百万元（若按《国土资源调查预算标准》，单孔费用还要增加），这对地质勘查的决策和投资部门是一笔巨额费用。

同时对钻探施工寄予很高的期望值，也提出了更为严格的质量要求，如要求岩矿芯采取率更高和更有代表性，钻孔空间位置偏离设计范围更小，等等。

３．钻探地层情况更加复杂和不可预知。

相对浅孔钻探而言，深孔钻探地层更加复杂多变，人们对此的认知程度也更低。

４．深孔钻探施工难度大，实践性很强，理论基础要求高。

除了因为深孔地层更加复杂和不可预知外，还由于随着孔深的增加，对钻
探设备工具材料、钻进工艺技术、钻探操作方法等要求更加严格。

深孔钻探所遇破碎带和蚀变带取芯、硬岩钻进、钻孔弯曲、钻孔坍塌涌漏等技术难题将成倍增加，甚至将超乎想象。

５．深孔钻探也是单位获取经济效益、增加行业知名度、提高竞争力的重要手段。

如果一个单位从未施工过１５００ｍ以深的钻孔，你能相信该单位在钻探施工技术方面具有雄厚的实力吗？顺利完工一个钻探深孔的利润可能有高有低，甚至高低差别很大，但如果报废千儿八百米的钻探工作量，直接损失恐怕就不会少于二、三十万元。

二、研究深孔钻探的重点和难点根据地质设计和施工合同要求，结合自身实际情况，有针对性地认真分析研究深孔钻探的施工重点和技术难点，是进行深孔钻探的前提和基础。

如有的深孔地层坚硬致密“打滑”，钻进效率低，需优选高质量的金刚石钻头或孔内投磨料先对金刚石钻头进行研磨出刃，最好的办法当然是采用液动锤冲击回转钻进；中硬、破碎地层，如回次进尺短、采取率不高，常规单动双管钻进效率低，采用液动锤冲击回转钻进亦是很好的办法；松散、酥脆、破碎、怕水地层，采取率低，可采用底喷钻头和三层管、半合管取芯工具；深厚卵砾层和废石堆，开孔时井口管易斜，可在井口挖个大坑，用粘土置换卵砾石和废石，采用金刚石跟管钻进；机械式连续造斜器和孔底螺杆马达定向造斜，可以满足钻孔顶角和方位角纠偏的需要，也可绕过孔内事故段免于钻孔报废而继续施工，甚至可达到高精度控制钻孔轨迹以命中较小设计靶区的要求；合理钻孔结构的金刚石绳索取芯钻进工艺，本身就具有明显的保斜、稳斜作用；绳索定向造斜及
取芯技术是近几年在绳索取芯和定向钻进技术基础上发展起来的高新技术，是一种在钻进过程中既能造斜又能绳索取芯、值得大力推广的先进钻探工艺技术；护孔堵漏仅依靠常规的套管、粘土球、水泥、润滑剂等材料是根本行不通的，必须清醒认识到“泥浆是钻井的血液”。

树立“深孔钻进必须用好泥浆”、“深孔钻进关键在于泥浆”的思想，综合考虑钻孔结构、钻进参数、钻进工艺方法等因素，针对地层遇水溶解而渣多、吸水膨胀而缩径、坍塌掉块而超径、裂隙发育而漏水、漏水严重至不返水等各种情况，采取不同性能、不同配方的泥浆技术措施，充分发挥泥浆冷却钻头、润滑钻具、携带岩粉、止水堵漏、维护孔壁稳定的重要作用，确保深孔钻进顺利进行（大多数浅孔钻探施工的主要技术难题也是护孔堵漏）。

三、确保深孔钻探技术工艺和施工人员的优选１．要认真研究、慎重制定深孔钻探施工技术方案，提高技术方案的针对性、权威性和可操作性。

召开由技术人员和机台生产骨干人员为主、禁止不懂行领导参加、人数１０人左右的地质大队深孔技术讨论会。

讨论、研究并定稿会前由深孔钻探技术负责起草的技术方案。

２．放手使用钻探技术人员，充分发挥技术人员在技术攻关和科研推先工作中的主导带头作用。

要给技术人员派任务、挑担子，创造条件开展工作，支持鼓励技术人员联系实际开展技术攻关活动，表彰奖励技术成果。

３．坚决克服安于现状、不思进取的思想，树立与时俱进、开拓
进取的意识，敢于参与市场竞争，可采用经济的、行政的刺激手段，提高钻探机台进行技术更新进步的主动性和积极性。

４．优选具有一定理论知识和丰富实践经验、责任感强和事业心重的施工人员配备到深孔钻探机台。

四、确保深孔钻探设备及工器具的投入“工欲善其事，必先利其器”。

进行深孔钻探，必须确保深孔钻探设备及工器具的投入，否则的话，也只能是“临渊羡鱼”。

１．钻机。

深孔钻探１０００～２０００ｍ的钻孔，受地层完整程度、岩石力学性质、钻孔口径、钻孔设计倾角等因素的影响，对钻机性能提出了较高的要求，选用重心较低、变速范围较宽、立轴行程较大的油压钻机较为适合，如ＸＹ－５、ＸＹ－６Ｂ、ＨＸＹ－６、ＨＸＹ－８立轴式钻机和国产ＨＹＤＸ－６、ＨＹＤＸ－８Ｂ型全液压钻机。

２．深孔钻探实例。

某金属矿是我单位新上的带钻预查新矿区。

ＺＫ４２０７是第一个孔，设计孔深９５０ｍ，开孔倾角８０°。

自２０１０年７月２４日开孔，至２０１０年９月４日终孔，历时４３ｄ，终孔孔深１０８５．２ｍ（地质设计变更后加深），台月效率达７９０ｍ，岩矿芯采取率、钻孔弯曲度等质量指标均达到设计要求，取得了令人满意的深孔钻探施工效果。

在深孔钻探技术工作中，积极采用针对性的钻探工艺技术，确保钻探施工质量。

在下７．５０ｍ１０８ｍｍ的孔口管后，改Ｓ９５绳索取芯钻进至孔深２６２．４０ｍ，利用８９ｍｍ绳索取芯钻杆作套
管，即换Ｓ７５Ａ绳索取芯钻进至终孔。

如单孔施工组织设计所言（事实也已经证明），在灰岩、白云岩地层施工，绳索取芯钻进能够确保岩矿芯采取率（全孔平均岩矿芯采取率达９５％）和钻孔弯曲度（全孔各测点与开孔设计顶角偏差≯±１°，９００ｍ以浅方位角偏差≯－５°，９００ｍ以深方位角偏差≯－１５°）等质量指标达到设计要求。

五、结语深孔钻探不可怕。

只要我们看准市场，敢于投入，大胆探索，勇于实践，努力开拓进取，不断总结提高，深孔钻探必将大有可为。

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