深孔岩心钻探技术探讨

1、深孔岩心钻探技术探讨一、深孔勘探的意义1、是国民经济发展的需要。2、是科学研究的需要。3、是 “攻深找盲、探边摸底 ”新一轮找矿的需要。4、是危机矿山获得新生的必由之路。5、是地勘队伍 “跨越式 ”发展的大好机遇。二、深孔定义根据国土资源部最新颁发的岩心钻探规程对深孔 的划分为：孔深小于 300M 为浅孔；孔深 300 1000M 为中深孔；孔深 10003000M为深孔；孔深3000M以上为特深孔。三、国内外完工深孔实例1、德国 KTB 先导孔 3893M5 152）。2、美国夏威夷科钻孔 3519.5MV $ 98。3、南非金矿勘探孔 5422.76MV $ 80。4、中国大陆科钻一井 5

2、158MV$ 95）。5、安徽 313队铁矿勘探孔 2706.68MV $ 77）。6、山东钾盐大队钾盐勘探孔 2603.86MV $ 62）。7、辽宁冶金 402队铁矿勘探孔 2522.09MV $ 75）。8、河北四队铁矿勘探孔 2185.12MV $ 75）。9、山东六队金矿勘探孔 2401.12MV $ 75。10、山东三队金矿勘探孔 2440.91MV $ 75 。11、 山东三队正在施工的山东莱州ZK96- 5孔，设计孔深 4000M 。四、设备与机具的选用1 、钻机V 1 ）国产立轴式钻机： XY-5、 XY-6、 XY-8、 HXY- 9B。2）国产全液压钻机：YDX-3、YD

3、X-1800、 HYDX 系列、 XD-5 、 XD-6、 FYD-2200 。3）进口全液压钻机：LF-70、LF-90、LF-230、 CS1000P6L。2、水泵：衡阳BW250型、BW300型、BW320型、河北 永明 NBB260/7 型。3、钻塔： 13M 人字塔、 17M 四角塔、 23M 四角塔、 23 MA 字塔。4、管材：1 ）优选进口 Q系列钻杆。2）选择国内45MnMoB或XJY850高强地质管材。3）选择唐山金石、无锡钻探工具厂等知名厂家产品。 4 ）几种国产钢材性能参数对比表 见表 1）5、机具：1 ）优选进口 Q系列钻具。2）推荐使用唐山金石产品。屈强比30CrM

4、oA调质 735 930 12 50 71 880.7930CrMnSiA调质 885 1080 10 45 39 490.8145MnMoB调质 750 920 12 48 56 700.81XJY850调质 950 1020 16 52 75 910.93五、钻探施工技术措施1、钻孔结构的选择1）孔径选择：机50、$ 130 $ 110 $ 95 $ 7五级口径。2）套管选择：$ 146 $ 127 $ 18、$ 8四级口径。2、钻进技术参数选择安徽313队ZK1725实验孔不同孔深、孔径情况下实际钻进参数见表2:表2参 孔数 深m）钻进参数钻进口径mm）钻压扭矩(Mpa泵里(l/m in

5、泵压(MPa0100018 204006122.5$ 96500100018 204008123.31500500150012153008753.32000400 772000121520010754.027002503、冲洗液及净化系统的选择1）冲洗液的选择 24#冲洗液：PAC-1416Kg/m 3）、KHm12Kg/m 3）、Pam0.1Kg/m3）、聚乙烯醇 0.3Kg/m 3 ）。 LBM-SD增效型冲洗液：LBM-SD增效粉基浆3- 5Kg/m3）、防塌剂 2-3Kg/m 3）、润滑剂 3-5Kg/m 3）。 防塌型冲洗液：植物胶 12- 15Kg/m3）、防塌护壁剂10-12Kg

6、/m3）、PAM0.5Kg/m 3）、CMC3- 4Kg/m3 ）、润滑剂 25Kg/m 3）。2）循环系统与净化装置 要保证足够长的循环系统和足够数量的沉淀池。 选用JSN-2型泥浆除砂器或TGLW350-692T型钻井液离心机。4、金刚石钻头的选择1 ）选择钻头质量比较稳定的厂家，例如：唐山金石。2 ）与科研机构合作，进行技术攻关，例如：北京工4 / 9艺所3）打滑地层的钻头选择：采用增加工作层高度钻头；选用尖齿型钻头；选用高品级、大粒度金刚石；孔底磨钻头。5、漏失地层的处理 1）微漏地层：顶漏钻进。2）中等漏失地层： 加堵漏剂随钻堵漏 如801803等）。水泥封孔 推荐采用人工混凝土灌注

7、法）。3）完全漏失地层：下套管隔离。抹TM润滑脂。 抹二硫化钼黄油。6、破碎地层岩矿芯的采取1）选用优质高分子化学冲洗液 要求冲洗液做到动如 水、静如冻状态）。2）采用液动冲击器 推荐使用廊坊勘探所产品）。3）采用底喷钻头。4）选用小泵量。7、钻孔的防斜与纠斜1）选用大口径绳钻增强刚性 如$ 130 $ 110 $ 9绳 钻）。2）三班控制参数一致。3）采用连续造斜器纠斜 成都工艺所）。4）采用螺杆钻纠斜。8、压力平衡钻进与关键技术操作1）使用加大尺寸金刚石钻头 外径加大 1.5mm） 2）超径 隔径）取芯钻进方法应用。3）孔深超过 1000M ，必须使用水刹车。 4）提钻时，坚持冲洗液的回灌

8、。5）先加钻杆后取芯。 6）复杂地层严禁带内管提下钻具。9、特殊地层套管下入法 对卵砾石、堆积、坡积、风积地层推荐采用下述方法 下入套管：1）跟管法；2）潜孔锤钻进法；3）冲击成孔下入法；10、孔内事故的处理 1）处理原则：头脑冷静、记录准确、沉稳操作。 2）做好各种物资及后勤保障工作。3）孔内遗留物处理。 钻头与扩孔器：采用金刚石钻头消灭法。 特殊遗留物，例如测斜仪可采用无水口钻头套取法。4）多头事故处理，采用纠斜工具绕过。5）取芯经常遇到的问题： 内管不到位。 内管打捞不上来。11、新技术的推广与应用1）螺杆钻。2）潜孔锤。3）液动冲击 器。4）随钻定向技术。5）钻参仪的应用。 6）钻探现

9、场可视化及网络远程监控化 11、认真编写施工技术组织设计深孔钻探不同于浅孔，施工费用投资很大，少则几百万， 多则千万元，认真编写好施工技术组织设计很重要。特别 是钻孔的结构设计，如果钻孔结构设计不合理，会给下部 施工带来被动，也许会因为钻孔结构设计问题导致钻孔达 不到目的而终止。钻孔结构设计要留有余地，钻进技术措 施要细致，针对性要强，不能流于形式，要能真正指导施 工。重要的，特殊的钻孔设计要进行专家评审、指导。有 了设计，施工必须严格执行。六、安全生产与文明施工1、建立健全安全组织机构。2、坚决贯彻 “安全第一、预防为主 ”的方针。3、必须重点加强对车辆驾驶员的安全教育和管理。4、对施工现场、人员驻地做好防洪、防暑、防风、防 泥石流滑坡等安全预防工作。5、冬季施工的防寒措施。1）现场采用扣大棚法取暖措施。2）送水管路采用伴热带保温法。6、防止野生食物中毒。7、重视安全标识工作。8、文明施工1）现场整洁，物资摆放有序。2）现场废泥浆、生活垃圾要妥善处理，提高环保意 识。七、劳动组织与经济责任制。1、以人为本，构筑和谐施工队伍。2、加强技术培训，提高施工队伍素