勘探深孔钻探施工探讨

３ 钻探 设备及 器具 选择
根据当今岩心钻探发展趋势和现状 ，并结合以往的施 工经验 ，综合 考虑 ，主要 以适用于中、深钻孔施＿ 丁的设备 、管材 、钻具 等为主 ，全力 追求以优质的设备 、管材及钻具，确保高效高质的生产效果。 钻机 ：采用 ｘＹ ４型钻机 （ —４ 最大钻深能力１０ ｍ）２ ，通过实践证 ４０ 台 明 ，该钻栅 陛能稳定 ，能够符合本次勘探技术参数要求 。 水泵 ：采用Ｂ ０ ／２ Ｗ３ ０１ 型水泵２ 台，该泵压力 、泵量可调范围大 ，能 够适应中 、深孔尤其是覆盖层较厚且地层复杂的岩心钻探施工 。 钻塔 ：采用 １ｍ直斜两用 四角塔２ ，该塔具有 性能稳定 、拆卸方 ７ 部 便 、安全度高 、 适用范围广、强度大等特点 。 钻杆 ：采用￣ ｌ ） 厚 型绳 索取心钻 杆２ ０ ｍ，由于采用 了加厚技 ／ｍｍ＇ Ｊ ｌ ｆ ００ 术 ，拉力 、扭矩 比普通绳 索取心地质钻杆 有了较大 的提 高 ，能够满足 中、深孔施工要求 。 套 管及 钻具 ： １７ ｍ ｏ ２ ｍ 套管 １０ ｏ ０ ｍ 套管３ ０ ｏ ９ ｍ ０ ｍ， ｌ８ ｍ ６ ｍ， ８ｍ 套管 ４０ ０ｍ，开孔钻具为ｏ３ ｍ 单管钻具４ （ ． １ｏ ｍ 套 ０ ｍ）， ７ 长钻具为ｏ０ 、 ９ ｍ １８ １ ｍ 单管钻具 （ ～３ｍ） 套 ，ｏ５ ｍＮ索取心双管钻具 （ ２ ４ ７ｍ ３～４ ｍ）８ ，￥ ５ 套 ７ 普通绳索取心钻具 。
５３ 施 工 过 程 的 控 制 ．
重、孔壁坍塌严重 ，限于当时的技术水平 ，砂 卵石覆盖层的钻进主要是 采用硬质合金钻进和钢粒钻进 ，且泥浆材料主要是采用 当地产的粘土进 行搓泥球护壁堵漏 ，该方法既费人力且护壁堵漏效果很不好。因此在本 次施工中将覆盖层钻探护壁工作做好，就成了重 中之重。
２ 勘探 钻孔 技术 要 求 ①执行 《 、锰 、铬矿地质 勘查规 范 》 （ Ｚ ０ ０ — ０ ２ 和 《 铁 Ｄ ／ ２０２０ ） Ｔ 岩
心钻探规程 》标 准施工 。②全孔取心 ，岩心采取率 《８ ％，矿心采取率 ０ 《８ ％。③钻孔为直孔 ，终孔直径 《７ ｍｍ，提下 钻时必须进行水文观 ５ ５ 测 ，孔斜每百米不 大于１ ％，同时校正孑 深 。④钻 孔结束后测井 ，满足 Ｌ 地质要求 时方可终孔 ，最后按 封孑 技术要求 进行封孔 ，并提交 原始班 Ｌ 报表 。设计孔深范 围在４ ０ Ｏ ０ 之间 ， ５ ～ｌ０ ｍ 每孔穿过矿层底板３ｍ ０ 后可终 孔。
４ 钻孔结 构设 计
ｏ３ｍ ｌ ０ ｍ硬质合金钻 头开孔 ，穿过上部砂土层及部分卵砾石层 下入 ３ ５～４ ｍ ７ ｍ套管 ；然后改用 ｒｍ 刚石钻 头钻进 至卵砾石 层下 ５ Ｍ２ ｍ １０ 金 １ａ ５ 左右的粘土层中 ，下．￣１ ８ｍｍ套管；使用 １ 小八角硬质合金肋 ｍ Ａｏ ０ ｒ ｍｎ 骨钻头钻过风化层 ，直至钻进完整基岩 １ 左右时下．ｚ ９ ｍ￣管 ；最后 ｒ ｎ ． ８ｍ ｘ ， 改换 ７ ｍｍ ． 金刚石绳索取心钻头钻至终孔 。 ５
对 于每个钻孔施Ｔ过程大致可 以按 以下工序分别控制 ，严把施工工 序质量关 。 １ ）开孔钻具钻进及表层套管下人深度 。我们选择直径为１０ ｍ的硬 ３ｒ ａ 质合金肋骨钻头进行开孔穿过上部砂土层及部分卵砾石层下人３ ５～４ｍｏ ５ １７ ２ ｍｍ套管 ；然后改用ｏ ０ ｌ ｍｍ金刚石钻头钻进 ，主要采用淡水乳化泥 １ 浆进行护壁 ，以水为外相 ，粘土和火碱为 内相用的表面活性剂作乳化剂 配制成稳定的泥水乳状液具有 良好 的润滑性 ，该泥浆 主要用于松散、破 碎及坍 塌等不稳定地层 中 ，且携带岩 屑能力强 ，能有 效地清除孔底岩 粉。采用泥浆配 比为 ： 粘土 ｌ ｋ 以下 ，水９０ ９ ０ｇ 纯碱 占粘土量的 Ｏ ｇ Ｏ ０ ～ ５ｋ， ３ ％～５ ％。配制后 泥浆主要性能为 ：密度１ ７ｇＬ ． ｋ／，粘度 １ ７ ，失水量 ０ ８～２ｓ ６～８ ／ ｍ ｎ ｍＬ３ ｉ ，含砂量０１ Ｏ ． ％以下 ，泥饼厚度０５ ． ｍｍ。经过７ 个钻孔施 工证 明 ，该 泥浆配 比较适合亚粘 土地层护壁 ，有利于冲洗孔底岩粉 ，钻 遇砂 卵 （ ）石层后下． ｌＳ ￣管重新调制泥浆改用 １ ｒ钻具钻进 。 砾 ＡｏＯｍｍ ｒｎ ｎ ２）￣ １ ／＇ｋ ９ ｍｍ ］／ 角硬质合金肋骨钻具钻进 。泥浆配置适 当提高粘土 ， 加量 ， 将纯碱改为火碱 ， 个别地段加入 甲基纤维素Ｃ Ｃ Ｍ ，以防坍塌 。该 泥浆能形成高粘度的胶 体溶液 ，有粘着 、增 稠、流动 、乳化分散等重要 特性 ，具有携带岩屑能力强 ，钻速快 、机械磨损小 的优点 ，同时能使孔 壁形成一层较致密的 “ 保护膜”。泥浆配 比为 ：加水９Ｏ～９ ０ ｇ ０ ５ ｋ ，粘土 １０～１０ ｇ ０ ５ｋ ，火碱 占粘土含量 的３ ％，Ｃ ＭＣ占泥浆体积的０ ％。配制后泥 ． ３ 浆性能为 ：密度１１ ． ０～１ ０ ｇＬ，粘 度２ ． ｋ／ ２ ０～３ｓ ０ ，泥饼 厚ｌ ｍ。对于该地 ｍ 层钻进 ，维护好泥浆性能很重要。每台班泥浆质量要保持一致 ，当泥浆 消耗时切忌盲 目加水 ；Ｃ Ｊ 人前要 充分溶解 ，禁止加干料 ；为稳定护 ＭＣＪ Ｎ 壁 ，提钻 、下钻要慢 ，尽量减少对钻孔 的抽 吸和激动压力 ，钻进至一定 深度后 ，做好提钻时泥浆的 回灌工作 ；另外对泥浆循环系统要加强 ，增 加沉淀坑数量和循环槽长度 ，并经常派人清除循环槽 、沉淀坑 内的砂子 和岩粉 ，以确保泥浆性能的稳定。同时，更重要的是 ，在砂卵 （ ）石 砾 层 中时 ，要快速穿过 ，减少扰动孔壁 的时间 ，以 为保证钻进完整基岩 便 后 下￣ ８ｍ ９ ｍ技 术 套 管打 下 良好 的施 工 基 础 。 ３）钻遇 强风化 基岩 时 ，除维 护好泥 浆性 能外 ，还 要及 时更换钻 具 ，采用 双动双管钻具 ，确保 岩心采取率。钻进至完整基岩并取出完整 岩心柱后方可下人嬲９ ｍ技术套管 。 ｍ ４ 下入技术套管后 ， ） 换用Ｚ５ ． 索取 心钻进。由于 中、深孔钻进 ７ｍ ￣ 岩层普遍较厚 ，裂隙较多 ，尤其是岩层 中常夹有混粒土层 ，此岩层遇水 膨胀且有缩径现象 ，岩石 遇混粒土接合面有漏失 ，采用清水钻进不能起 到护壁效果 ，并且更不 能清除孔底垮塌物 ，因此 ，我们采用 了低 固相泥 浆护壁 ，漏失严重的部位得到较好 的改善 ， 最终取得了明显的效果 。 ５）对于个别钻孔矿层顶部 围岩遇有破碎 带 ，钻 孔漏失严重 ，采用 低 固相泥浆加锯末 随钻堵漏仍不能奏效 时，采取灌注素水泥浆加早强剂 的护壁堵 漏方法 ，先后采用水泥护壁 堵漏１ 次 ，使用水泥近 ｌｔ Ｏ Ｏ ，成 功 或具有一定效果 的６ 。水泥浆液水灰比１ （ ．５～ ． 次 ： Ｏ４ ０５），掺人三乙醇
１ 矿 区地层 简 述 该矿 区主要为铁矿 ，矿区内第 四系覆盖层较 厚 ，厚度为８ ０～１ ０ ５ｍ
不等 ，主 要 为砂 卵 （ ）石 层 ，且 具 有 由北 向 南 渐变 厚 的趋 势 。早 在矿 砾 区进行钻探施工 时，就因为覆盖层护壁不好而发生报废情况 ，出现该情 况的主要原因是地层地质构造条件较复杂 、地层稳定性极差 、漏水较严
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工程 科 学 ４ ９ 源自勘探 深孔钻探 施工探讨
王 文 章
（ 安庆市金 山矿业 发展有限责任公 司，安 徽安庆 ２ ６ ０ ４ ０ ０）
摘 要 对深孔钻探 勘探技术探 讨 ，以确保 岩心钻探 质量 。
关键 词 勘探 钻孔 ；施 工 ；方法 中图 分类 号 Ｐ３ 文 献 标识 码 Ａ 文 章 编号 １７－ ６ １（ １） ２０４ 一 １ ６４ ６ ３９７ 一 ００１ —０９ Ｏ ２ ２