青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查项目钻探施工设计方案

1、青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查项目钻探施工设计方案编写单位： 甘肃地质工程有限责任公司 二零一三年五月 54 / 58文档可自由编辑打印青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查项目钻探施工设计方案编写单位： 甘肃地质工程有限责任公司 编 写 人： 王玉贤项 目 经 理： 朱玉昌经 理： 陈之业审 核： 王治科院 长： 陈国誉委托单位：承担单位：青海省第三地质矿产勘查院甘肃地质工程有限责任公司提交时间：二零一三年五月目 录前 言1第一章施工项目概述21.1任务来源21.2目的任务21.3施工项目地理位置与交通21.4自然地理与经济概况31.5预查区地质31.6地质或委托单位对施工的

2、质量要求71.7钻孔及钻探工作量91.8设计依据10第二章钻探技术设计122.1钻进方法122.2钻孔结构162.3冲洗液与护孔堵漏182.4设备选择与主要工具、材料配备23第三章保证质量的技术措施253.1采用的取心方法、取心工具配备、使用及操作253.2易斜地层的防斜、治斜措施253.3孔内事故的预防与处理263.4该工区钻探施工难点分析及应对措施283.5后勤保障及技术支持29第四章技术经济指标及施工进度安排304.1技术经济指标304.2施工进度安排30第五章供排水和供电设计325.1供排水设计325.2供电设计32第六章施工组织336.1施工组织336.2施工管理制度346.3技术档

3、案管理35第七章职业安全健康377.1主要危险有害因素辩识与分析377.2安全对策措施387.3安全生产管理措施457.4建立生产安全事故应急救援预案46第八章文明施工与环境保护508.1文明施工508.2环境保护50第九章经济预算529.1预算编制依据529.2采用的费用标准和计算方法529.3安全经费使用计划52附件：53前 言钻探施工设计是钻探生产过程中实施生产和作业计划、组织生产的依据，有效规范钻探施工，避免盲目施工，执行“没有设计不准进行施工”的原则，充分发挥施工设计指导钻探生产的作用，优质、高效、低耗、安全、按期完成任务。受青海省第三地质矿产勘查院委托，我院承担“青海省格尔木市哈勒

4、蒙套海地区铁多金属矿预查”项目钻探工作量2000米。为了更好更有效的完成这次任务，我院根据甲方提供的地质资料以及我院多年西部钻探经验和施工现场具体情况，以及钻探技术、施工安全、环境保护、现场卫生以及生产人员管理等方面考虑，结合现场施工可行性，编写本设计。第一章 施工项目概述1.1 任务来源受青海省第三地质矿产勘查院委托，甘肃地质工程有限责任公司承担“青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查”项目机械岩心钻探施工任务。我院根据双方合同要求结合矿区实际编制钻探施工组织设计。1.2 目的任务1)施工组织及管理以确保预查项目的顺利实施为原则，精心组织，精心施工。2)认真贯彻落实“安全第一，预防为主，

5、综合治理”的安全方针，切实加强保障从业人员生命安全和身体健康各项安全及预防措施。3)规范钻探工程施工，使施工正常有序进行。确保按期（2013年5月中旬到10月中旬）保质、保量圆满完成我院所承担机械岩心钻探工作量(2000m)。1.3 施工项目地理位置与交通1.3.1 施工项目地理位置预查区为青海省海西洲投资公司登记矿权区，勘查面积37.13km2,形态呈梯形，由4个拐点组成，各拐点坐标如下：矿权设置拐点坐标一览表 表1-2拐点序号54坐标BLXYA36°373493°1409B36°344193°1910C36°332693°1910

6、D36°332793°1408A80坐标36°373493°1405B36°344193°1906C36°332693°1906D36°332793°14041.3.2 交通沿格(格尔木)花(花土沟)公路从格尔木行驶140km至中灶火泵站，下公路沿(鸿丰矿业)简易公路行驶50km到达工区，交通较为方便(见插图1-1)。插图1-1 交通位置图1.4 自然地理与经济概况工区自然景观属柴达木盆地西南缘干旱荒漠化区。区内山脉属东昆仑山脉西段，总体地势南高北低，西高东低，比高大，属深切割的高山区。区内最高

7、海拔4698m，最低海拔3400m。水系发育，但多为间歇性流水。气侯高寒、多风、少雨、蒸发强烈，昼夜温差悬殊，最低气温可达34，最高气温可达31，年平均气温低于0。年降水量少于200mm，蒸发量则达2520mm。510月份是该区地质工作的黄金时段。普查区内局部风成砂土覆盖厚，将给预查工作带来一定困难。区内一带有矿业公司从事矿业开发，夏季有少量牧民游经预查区，此外无任何工业、农业生产和常住人口，所需物资需从格尔木市供给。1.5 预查区地质1.5.1 地层预查出露主要地层有古元古代金水口群下岩组（Pt1jna）、奥陶纪早奥陶世滩涧山群碎屑岩组（O3tna）、石炭纪下统大干沟组（C12d）及第四纪（

8、Q）。地质特征将以地表1/1万地质填图资料及钻孔并结合光、薄片资料综合进行描述。1金水口群下岩组（Pt1jna）该岩组大面积分布于预查区南部及南部偏西一带，东南角有小面积出露，呈北西西向展布。岩性以灰白色条纹状混合岩、眼球状混合岩为主，局部夹有深灰色云母石英片岩、黑色角闪片岩透镜体及白色薄层大理岩，该岩组与上覆石炭纪上统大干沟组碎屑岩段呈角度不整合接触。眼球状混合岩：灰白色，花岗变晶结构，块状构造，基体主要成分为长石、云母及少量暗色矿物，含量约30%，脉体主要成分为长石、石英，长石主要为斜长石，钾长石含量分布极为不均匀，少量眼球主要由钾长石组成，脉体含量约70%。片理产状3525°7

9、6°。斜长角闪片岩：灰绿色，细粒粒（柱）状变晶结构，片状构造。角闪石含量72%，呈柱状变晶，具绿色多色性，为普通角闪石，定向排列明显；斜长石含量28%，呈粒状均匀分布于角闪石之间，有压扁、拉长现象，普遍被泥化、绿帘石化；不透明零星分布。大理岩：白色，微细粒变晶结构，片状、块状构造，主要矿物成分为方解石（含量100%）。构造岩中方解石被拉长、压扁，定向排列明显。2滩涧山群碎屑岩组（O3tna）该岩组主要分布于预查区中部偏北一带，呈北西西向条带状展布，岩性由北向南依次为灰黑色变余长石石英砂岩、石英变砂岩、大理岩，是铁矿体的主要赋矿地层。磁铁矿体产出与大理岩关系密切，具体表现为多数地段铁矿

10、体围岩为矽卡岩，个别地段为石英砂岩、大理岩。地层产状35511°7358°。该岩组与石炭系上统大干沟组碳酸盐岩段、岩屑砂岩段呈断层接触。变余长石石英砂岩：浅灰褐色，变余中粒砂状结构，块状构造，岩石由碎屑和胶结物组成。碎屑（约83%）主要由石英、长石及岩屑组成，碎屑颗粒大小0.2610.58mm。石英呈不规则粒状、次棱角次圆状，颗粒表面较干净，重结晶现象明显。长石呈不规则粒状，聚片双晶发育，部分发生蚀变，主要是绢云母化。岩石还存在少量石英岩岩屑。胶结物（约17%）主要有粘土矿物组成，少量现已结晶成绢云母，呈不规则片状，部分晶形较好，棕褐色，充填在碎屑颗粒之间，少量为硅质胶结。

11、岩石胶结方式为基底式接触式。经地表填图与钻孔揭露均呈现出该岩性段被其北部的肉红色二长花岗岩所侵入，且二长花岗岩超覆于变余长石石英砂岩之上。石英变砂岩：灰白色，细微粒状变晶结构，块状构造，矿物成分为石英（约75%），绢云母（约24%）、电气石及不透明矿物。石英呈粒状变晶结构，多呈单晶状，少数呈多晶状，均匀分布，定向排列不明显；绢云母呈显微鳞片状，均匀分布于石英间隙中，不具方向性排列。大理岩：灰白色，粒状变晶结构，块状构造，主要矿物成分为方解石（约98%），呈细粒状、微粒状，粒度大小0.1mm，彼此紧密镶嵌接触，闪突起明显，正交偏光下具高级白干涉色。另外，还有少量金属矿物呈粒状、不规则粒状，在岩石

12、中分散分布。岩石被后期方解石脉所切穿。 3石炭纪下统大干沟组（C12d）该组主要分布于预查区中部一带，呈北西西向条带状展布，岩性由北向南依次为生物碎屑灰岩、长石岩屑砂岩，为矿区铁多金属矿的主要赋矿地层。与华力西期斑状二长花岗岩（4d）接触部位，易形成角岩、矽卡岩，且往往伴随铁多金属矿化作用。地层产状820°3278°。生物碎屑灰岩：灰黑色，生物碎屑结构，块状构造，主要由生物碎屑（含量约41%）和胶结物（含量约59%）组成。生物碎屑呈不规则状，形态各异，有的较完整，以骨粒形式出现，多数以骨屑形式存在。均为亮晶方解石充填。胶结物主要由隐晶质的碳酸盐矿物组成，其次含有少量有机质。

13、长石岩屑砂岩，灰色灰黑色，中细粒砂状结构，块状构造，主要由碎屑和填隙物组成。碎屑含量约70%，成分是石英、长石、岩屑及白云母不透明矿物等，石英呈多晶状和单晶状，长石是斜长石和钾长石，大部分被绢云母化。岩屑是酸性火山岩、变质岩，大部分被绢云母化。填隙物含量约30%，由杂质、粘土矿物等构成，在碎屑孔隙之间充填有零星分布的粘土矿物，由于变质作用，全部变成显微鳞片状绢云母和黑云母，并具明显定向排列。4第四纪（Q）主要分布于预查区东南部及东北部，由上更新世洪积砂砾层（Q3pl）和全新世冲洪积砂砾层（Q41al-pl）组成。1.5.2 构造经1:1万地质草测工作在预查区内发现一条断层（F1）、2条磁黄铁矿

14、化硅质岩带（编号、号）。F1断层位于北异常带西部，近东西北西向展布，东西两侧为第四系覆盖，断层规模不详，从区域上看属F11断裂带。沿断裂带断层地貌标志明显，断裂破碎带发育，发育线性负地形地貌。号硅质岩带位于C1-1异常区，长石砂岩和硅质岩接触部位，蚀变带整体呈近东西向展布，长600m,宽10m，蚀变带内岩石破碎，褐铁矿化、绿泥石化等蚀变强烈，偶见星点状磁铁矿化；号硅质岩带位于C1-3异常区大理岩和硅质岩接触部位，蚀变带整体呈近东西向展布，长300m,宽50m，带内磁黄铁矿化、黄铁矿化及褐铁矿化发育，磁黄铁矿、黄铁矿呈脉状或团块状，褐铁矿多呈薄膜状沿岩石裂隙产出。1.5.3 岩石区内侵入岩分布较

15、广，出露面积大，主要见华力西期侵入岩，岩石类型有深灰色闪长岩（4）、灰白色浅肉红色斑状二长花岗岩（4）。另外，还有少量脉岩。1.闪长岩（4）主要分布于预查区中南部一带，呈北西南东向岩枝状产出。岩石呈深灰色，中细粒半自形晶结构，块状构造。矿物成分为斜长石（约59%），石英（约25%），钾长石（约8%），黑云母（约5%），角闪石（约3%）；斜长石呈板状、柱状，具环带结构，环带中心普遍泥化；钾长石呈半自形板状、柱状，在岩石中分布均匀；石英呈他形粒状，充填在长石孔隙之间；暗色矿物在岩石中分布均匀，不具定向性排列。2.灰白色斑状二长花岗岩（4c）主要分布于预查区偏北一带，呈不规则岩株状产出，岩石呈似斑状

16、结构，基质为花岗结构，有时见交代反条纹结构、交代净边结构，块状构造。斑晶成分为条纹长石、石英和斜长石，基质成分为条纹长石、斜长石、石英和黑云母等矿物，条纹长石含量35-40%、石英含量30-35%、斜长石含量28%、黑云母含量2%、磷灰石和金属矿物少量。该期侵入岩与碳酸盐岩发生作用，从而形成矽卡岩，在深部表现的更为强烈，而矽卡岩要么本身就是矿，要么是赋矿围岩，由此说明，该期矽卡岩与成矿关系密切。3.浅肉红色斑状二长花岗岩（4d）：在预查区北部大面积呈不规则状岩株产出，岩体南侧及东侧侵入于奥陶系滩涧山群（O3tna）中，侵入界线弯曲，内接触带具混染现象，分异作用较差，相带不发育。岩石类型简单，主

17、要为斑状二长花岗岩，次有少量花岗岩及花岗闪长岩。岩石呈似斑状结构，块状构造，外接触带上角岩化和硅化强烈,矽卡岩化断续出露，岩石矿物组分有钾长石35-40%、斜长石25-30%、石英30-35%、黑云母5%，少量磷灰石、锆石和榍石，钾长石常被斜长石和钠长石交代。区内脉岩分布较为广泛，种类较多，规模较小的岩脉一般分布于矿区南部，主要有石英斑岩脉（）、辉长岩脉（）、辉绿玢岩脉（）等；规模较大的岩脉分布于矿区中部一带，其主要岩性为花岗斑岩（），局部地段蚀变较为强烈。规模较小的岩脉展布方向一般为近南北向，规模较大的岩脉一般呈近东西向展布。根据矿区地层条件和地质特定要求，本矿区岩石的可钻性一般为7-9级，

18、部分10级，如表1-1所示。表1-1 本区岩石可钻性等级代表岩石可钻性等级闪长岩7级斑状二长花岗岩9级1.6 地质或委托单位对施工的质量要求1.6.1 钻探工程质量要求钻孔质量要求严格执行地质岩心钻探规程中的“六项指标”。（1）岩矿心采取率要求取心的岩层，全孔平均采取率不得低于80%。矿化带、重要标志层以及矿层顶底板交界处5m范围内的岩层，平均采取率不得低于85%；矿体内平均采取率不得低于85%。（2）钻孔弯曲度与测量间距要求钻孔不同孔深的各测点实测顶角与开孔设计顶角之差不得超过表1-2要求标准。根据设计，施工钻孔为直孔，要求测量间距每钻进100m测一次顶角，误差不超过2°。表1-2

19、 钻孔顶角差允许范围表直孔测定孔深(m)100200300允许的顶角差(度)246（3）孔深误差的测量与校正孔深校正要求在每钻进50米，进出矿层时（矿层厚度小于5米时，只测量一次），经地质编录人员确认的重要构造部位、划分地质时代的层位以及下套管前和终孔后的各部位必须校正孔深。孔深误差率小于千分之一时，不修正报表；孔深误差率大于千分之一时要修正报表；孔深经修正后即为达到指标要求。（4）原始报表填写要求各班必须指定专人在现场用钢笔及时填写原始报表，要求做到真实、齐全、准确、整洁。（5）钻孔的终孔、封孔及验收钻孔的终孔要求：如果按设计要求钻孔虽已达设计孔深，但其底部仍见有矿化层、或矿层，蚀变带、构造

20、破碎带等重要地质现象时，则不能终孔，应经项目负责,技术负责和编录组长研究确认有增加孔深的必要，则经请示上级主管部门同意后，由编录员填写“钻孔任务变更通知书”，经项目负责或技术负责签字后，送至机台继续施工。通知书中应说明加深的原因、加深的深度。如果钻孔已达设计要求经地质编录人员详细观察，编录后确认无上述地质现象、且已穿过矿层、矿化层510米，则可填发“钻孔终孔通知书”和“钻孔封孔要求说明书”送至机台，同时一并将钻孔实际柱状图送至机台。钻孔的封孔要求：终孔前钻探施工方应根据地质分队提供的实际钻孔柱状图和封孔要求编写封孔设计，经项目负责或技术负责批准后交机台执行，对矿层、矿化段或主要构造破碎蚀变带（

21、包括上述各层顶底板5米之内）要用325号以上普通硅酸盐水泥或抗硫酸盐水泥封闭，对一般岩性的孔段用黄土封闭即可。封孔后，孔口要用水泥柱立标记。 1.6.2 钻孔施工要求（1）钻孔的安装定位由编录员填写“钻孔机械安装及定位通知书”，经项目负责、测量组长等有关人员签字后，发至机台才可进行工作。要求开孔的孔径110mm，终孔孔径必须大于或等于75mm。（2）开钻前三天，编录员必须作好钻孔地质设计书，经项目负责批准，地质组长、水文地质员等签字后发至机台。并在开孔前地质、探矿人员、水文地质员及机台全体人员介绍钻孔施工目的，任务及地质情况、工程质量要求及有关事项及相应措施。（3） 开钻前由项目组领导为主体，

22、组成质量验收小组，对机台上的组装、安全生产的各项设备进行全面的认真检查，认为齐全合乎要求后，由编录员填写开孔通知书,通知机台方可开钻。（4）开钻过程中从岩心管中取出的岩（矿）心，须严守操作规程，在敲打岩心管取心时，岩心管应斜放，且离地面不应超过20cm，落下的岩心要立即按顺序摆好，防止岩（矿）心次序混乱。如发现岩心倒置，应立即改正，并查明原因。发现有岩粉，掉块、钢粒等应予以剔除。如岩（矿）心上沾有泥浆或其它杂物时，在未装岩心箱前用水冲洗干净，对于松软、粉状及易溶的岩（矿）心，取心时要仔细，保持其原有状态。对其所沾的泥浆、岩粉则不能用水洗，待泥质半干时将其剥掉。对于碎块、粉状的矿心，应用牛皮纸。

23、塑料袋或布袋装好。（5）取出的岩（矿）心要按自上而下的顺序，从左至右排列放入岩心箱中，岩心箱要用木板制成，确保在岩心运输、搬运途中不发生坏损，各岩心箱中必须有隔板。每回次的岩心，必须填写岩心牌放在该回次岩心的底部。没有取上岩心的回次，也要填写放置岩心牌。如专门捞取的岩心，应再填一个岩心牌，并在岩心牌背面加以说明（写上捞心二字）。（6）对长度>5cm的较完整的岩心或虽小于5cm，但较完整的岩矿心，需用油漆进行编号。大于5cm的岩心在圆柱面上编号，小于5cm的岩心，可在横切面上进行编号。对较多碎块组成的岩矿心，其回次编号可在首尾横切面上编号，并在圆柱石上画连接符号，使其首尾相连。因观察而敲断

24、的岩（矿）心，应由观察者补写相同的编号，并画连接号。（7）当岩心装满后，即在箱旁写上矿区名称，钻孔编号，以及岩心箱的顺序号码，箱内岩心的起止孔深（或起止岩心回次编号）。机场上一般不得积压岩心，在编录人员编录及采样后机台应指定专人护送，将岩心立即运入岩心库，终孔后的最后一箱岩心，应在箱旁加“终孔”二字。以上一整套工作，均由钻机各班记录员承担。1.7 钻孔及钻探工作量重点针对北带及中带C3、C5异常，经地表槽探揭露后，在灰岩与闪长岩接触部位（矽卡岩带）沿走向按200-400m间距布置钻孔进行控制。首先，在105线、89线、69线、61线、57线、41线、33线分别布置ZK10501、ZK8901、

25、ZK6901、ZK6101、ZK5701、ZK4101、ZK3301，若见矿则适当施工后排孔，对矿体进一步控制；C5、C7、C8、C9异常区以验证磁异常为主，在18线、26线、126线、146线分别布置ZK1802、ZK2602、ZK12601、ZK14601钻孔。1.8 设计依据本设计在根据工区自然地理条件、地质复杂程度、地形条件等基础上，结合有关国家法律法规及行业规范规程而编写。所参照的依据主要为：1.8.1 设计引用的主要法律法规1、中华人民共和国安全生产法 2002.11.1；2、中华人民共和国矿山安全法 2008.2.29；3、中华人民共和国劳动法 2008.1.1；4、中华人民共和

26、国职业病防治法 2001.10.27；5、中华人民共和国消防法 2008修订；6、生产安全事故报告和调查条例 2007.6.1；7、金属与非金属矿产资源地质勘探安全生产监督管理暂行规定国家安全生产监督管理总局第35号令；1.8.2 设计主要引用的标准、规范和专业资料1、地质岩心钻探规程 DZ/T0227-2010；2、地质勘探安全规程 AQ2004-2005；3、地质勘查标准汇编 2007 青海省国土资源厅；4、金刚石钻探手册刘广志 地质出版社 1991；5、钻井事故与复杂问题 蒋希文 石油工业出版社 2001；6、供配电系统设计规范 GB5005295；7、钻探工程技术及标准实务全书 NO(

27、1-4)安徽文化音像出版社 2003；1.8.3 设计引用的地质资料和相关经验1、青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查2012年工作总结及2013年工作安排 2013.05；2、青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查项目施工合同书 2013.05；3、青海省格尔木市哈勒蒙套海地区铁多金属矿预查项目钻探施工现场踏勘、考察及答疑情况；4、附近矿区钻探施工经验；5、多年来我院在格尔木地区的钻探施工积累的经验。第二章 钻探技术设计2.1 钻进方法目前岩心钻探工作中，一般根据各矿区地层岩石力学特性、结构与构造，结合钻探设备与护壁堵漏措施等因素，常采用合金与金刚石分层钻进的方法。根据矿区地层条件

28、和地质特定要求，以孕镶金刚石绳索取心钻进方法为主，普通硬质合金（或复合片）钻进方法为辅，部分采心困难地层选用局部反循环钻具取心，以满足地质采心的要求。2.1.1不同钻进方法钻进不同岩层的具体技术要求和措施（1）大口径硬质合金钻进技术要求和措施硬质合金钻进适用于第四系覆盖层和中等硬度以下的岩层，即15级的岩层。采用合金钻进参数如表2-1。表2-1 硬质合金钻进参数钻进参数单位钻孔口径mmN（76）H（96）P（122）S（150）钻压kN5768811912转速r/min100500704005030030200泵量L/min501206015080180100200在钻进中除了合理选用钻头结构

29、和钻进技术参数外，还必须有正确的操作方法，才能达到提高钻进效率和钻头使用寿命的目标。因此，应注意以下几方面：新钻头入孔内，应离孔底0.5米以上并轻压慢转扫至孔底，以防止新钻头被挤夹住。扫孔时速度要慢，以防止合金崩刃或因孔底有残留岩心而堵塞。要经常保持孔底清洁。孔内的岩粉、崩落的合金须及时捞取，孔内有残留岩心在0.5米以上或有脱落岩心时不得下入新钻头。为保持孔径一致，钻头应排队使用。原则是先用外径大内径小，后用外径小内径大的。正常钻进压力要均匀，不得无故提动钻具，并随着合金的磨钝逐步加大压力。发现岩心堵塞时要及时处理，无效时立即提钻以防止孔内事故。合理掌握好回次进尺时间。合金钻进时因磨料逐渐磨钝

30、而出现钻孔缩径和钻速逐步下降，因此，为避免下一回次的扩孔、起下钻时间和提高回次效率，应当确定合理的回次进尺时间，这是提高钻速的有效措施之一。可通过计算法或作图法进行现场确定，各矿区地层情况不一，在此无法具体给出数据。回次钻速= （回次累计进尺）/（钻进时间累计 + 起下钻时间）（2）分层钻进的选择原则在软的和部分中硬岩层中采用硬质合金钻进。这类地层不宜采用金刚石钻进，因为金刚石钻头破碎软的塑性岩石时体积破碎效率低，同时如果冲洗液量不合理时产生的岩粉会粘到钻头唇面上，从而妨碍钻进降低钻速甚至会发生烧钻事故。在部分中硬至硬的岩层可选用针状合金钻头钻进。针状合金钻头具多刃、自磨出刃、不易崩刃的特点且

31、耐冲击，对破碎岩石有利，在6至8级岩石中比普通合金钻头效率高1至3倍，达到细粒金刚石钻头钻进的水平。同时它还可与金刚石钻头配套使用，从而实现分层钻进。在中硬至坚硬的岩层以及弱、中研磨性且较完整的岩层可采用不同粒度的表镶或孕镶钻头钻进。在中硬至坚硬岩层以及中、强研磨性岩层、破碎岩层中宜采用孕镶钻头钻进。（3）金钢石绳索取心钻进技术要求和措施金刚石绳索取心作为本矿区的主要钻进方法，要求钻进中避免钻具强烈震动、钻压、转速要与岩层相适应，不要盲目加压或提高转速、合理地选择钻具级配、钻具各部件之间的同心度要好、管材和丝扣部分无伤裂、合理地调整钻具内管卡簧座底端与钻头内台阶的距离，弹卡与弹卡挡头的顶面距离

32、、内管总成在外管总成卡装牢固，捞取方便灵活。熟悉绳索取心钻具结构原理和使用维护规程，能熟练根据钻探施工条件，合理掌握钻进参数，充分发挥金刚石绳索取心钻探优越性，减少各类事故，保证绳索取心顺利进行。2.1.2 钻头选型及钻进技术参数确定（1）硬质合金钻头的选择硬质合金钻头的选择应根据钻头直径、岩石性质和所钻进岩层的最高的生产指标（机械钻速、回次进尺、钻头进尺）和经济指标（钻头成本、使用次数）选择钻头上切削具的数量、出刃大小、镶焊角度及刃尖角。钻头的内、外、底出刃应对称、平整，镶焊要牢固，不合格者，不准使用。旧钻头经修磨合格后方能再用。相邻回次的硬质合金钻头内外径不得相差过大，钻头下入钻孔后，应慢

33、速、轻压扫孔到底，再逐渐加足所需压力。钻进硬岩层时严禁在压力不足的情况下单纯加快钻速，合理掌握回次提钻长度，要根据钻头的磨损情况，改变下一个回次的钻进技术参数(表2-1)。硬质合金钻头主要用于第四系开孔阶段及部分完整地层中，口径为110mm普通合金钻头，排列形式可选择品字型、单双环型等，大八角硬质合金钻头主要用于开孔地层、砂砾卵石地层及部分完整地层。（2）金刚石钻头、扩孔器的选择金刚石钻头、扩孔器的选择应根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头、扩孔器的类型、金刚石粒度和浓度及胎体硬度，对研磨性较大的岩层应选择胎体硬度大、金刚石浓度高、粒度较大的孕镶金刚石钻头(表2-2、3、4)。对节理、

34、裂隙、构造发育的破碎岩层，应选用胎体硬度大、粒度大、浓度高的孕镶金刚石钻头，底唇面为单阶梯状，防止破碎地层造斜。本区的可钻性一般为7-9级，部分达10级，选用部分人造大粒度孕镶金刚石钻头，其胎体硬度HRC3538，粒度4060目，浓度75（钻头的内外径要补强），在较完整地层钻头底唇形状使用圆弧型，破碎地层采用单阶梯状，防止造斜。在使用新金刚石钻头下钻时，先对钻头进行初磨，以保证孕镶金刚石能较好的出刃，有足够的压力克取岩石。钻头应该排队使用，先用外径大、内径小的，后用外径小、内径大的，以外径为主，大小排队编号并有次序地轮换进行使用。当每次次提上钻头都要重新卡量尺寸，重新按尺寸大小排队，以免发生夹

35、钻事故和岩心堵塞。当钻头出现下列情况时，不得下入孔内：1）孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨损0.4mm以上；2）钻头出现异常磨损；3）钻头水口和水槽高度严重磨损；4）胎体有明显裂纹、掉块及唇面出现沟槽、微烧、台阶或被严重冲蚀；5）钻头体变形，螺纹损坏。金刚石扩孔器的作用是修整孔径、扶正钻具的功效。参照金刚石钻头选型，确定使用孕镶金刚石扩孔器。选择通水和排粉性能较好的螺旋状人造金刚石聚晶扩孔器HRC4045，粒度（22·5）×5 mm,胎片补强，用于制造扩孔器的金刚石质量与钻头使用的金刚石质量相当。表2-2 金刚石钻进推荐钻压参数钻头压力(kg)普通孕镶钻头绳索取心钻头钻头直径

36、(mm)表镶孕镶初压力正常压力一般压力最大压力一般压力最大压力75100-200600-1100800-10001200900-1200140095100-200800-1500900-120013001000-14001600表2-3 金刚石钻进推荐转速参数钻头直径(mm)钻头类型表镶孕镶转速(转/分)转速(转/分)75300-550400-85095250-500350-700表2-4 金刚石钻进推荐泵量参数 钻头直径(mm)金刚石钻进泵量(升/分)绳索取心钻进泵量(升/分)7540-6040-709550-7050-80C、绳索取心钻进操作规程1）要避免打“单管”现象（即在内管未到位就钻

37、进）。将检查合格的内管总成从孔口自由投放，也可开泵利用泵压送到位，当泵压较空载泵压迅速增加12MPa，即可认为内管总成已到位。确保当钻具到达孔底方可开始钻进。2）严禁出现泵量小于规程参数要求时就以正常钻进参数（钻压、转速）进行钻进以防出现烧钻。3）提钻时，必须打捞出内管总成。提钻后重新下钻时，同样应先下外管，再投内管。应合理控制提、下钻速度，所以当裸眼段存在复杂地层时，应放慢提、下钻速度；提升钻具及打捞内管总成时，均须向孔内回灌一定量的冲洗液，控制井内液面高度变化；4）钻进时，钻压变化幅度应控制在5kN之内。5）当钻进到岩心快装满内管（进尺不准超过内管长度）或发生岩心堵塞时，应立即进行打捞岩心

38、，停泵后先将钻具提离孔底，提断岩心，下放打捞器；当确认打捞器捞钩已钩住捞矛头时，即可以开动绞车提升内管。6）停钻时需及时打捞内管总成。7）当内管捞出孔口后，卸开捞钩，缓慢下放，以免调长螺杆部分被折弯。确认钻柱内无岩心时，可将另一套备用内管由孔口投入钻杆内，并接上主动钻杆、开泵压送内管。8）一旦发现钻杆折断，则不准下入打捞器进行捞取内管工作。9）若遇到断钻杆事故，一般采用套管公锥去打捞。10）内管均采用半合管形式，取岩心时卸开半合管，平放在地上，将上面一半取去，取一长度直径相当的半圆塑料管盖上去，缓缓翻转内管，使下一半内管处在上面取下，原状岩心留在塑料管内，禁止用铁锤敲击内管。11）取出岩心后，

39、应清洗并检查内管总成，经过检查认为合格后，并注油保养放在不易被压、踩的地方，以备下个回次再用。2.2 钻孔结构钻孔结构是指开孔至终孔孔身口径的变化。换径次数愈多，钻孔结构越复杂，反之越简单。钻孔结构的选择，要充分考虑矿区的岩石性质、水文地质条件、终孔口径、钻孔深度、钻进方法、钻孔用途等因素。确定钻孔结构总的原则：以终孔直径做为拟定钻孔结构的标准，对照理想岩层剖面自下而上拟定各段的口径和开孔直径。在保证钻孔质量和安全钻进的前提下，尽可能地采用泥浆护孔从而减少或不下套管和少换径，最大限度地简化钻孔结构。钻孔结构选择依据：（1）终孔直径终孔直径是设计钻孔结构的先决条件，以此为依据根据地层的复杂程度等

40、因素，从下向上推算。影响终孔直径选择的因素是多样的，比如钻头型式、钻进方法、地质要求、钻孔用途、孔内测井仪器和装置的规格、钻机动力容量等。通常情况下，在满足钻进至给定深度和取样的要求下，钻孔直径尽可能小；但在新区上钻或地层复杂的地方上钻，终孔直径宜选大些，以便于在可能发生事故时留有备用口径。（2）换径次数：是否换径应由以下几个方面决定：用套管护壁问题：取决于对钻孔地质情况的了解程度和钻孔复杂情况。当钻进松散的砂砾岩、流砂层、受地下水影响，用泥浆护孔无效时；穿过较厚的节理、裂隙发育的破碎带、坍塌、掉块极为严重，采用泥浆、水泥浆或其它方法护孔无效时；钻孔遇到含水构造或与大裂隙贯通，严重漏水，用其它

41、方法止水无效时。上述三种情况下应考虑下入套管换径钻进，应根据可能遇到的情况确定好所下套管的层数。钻机能力问题：钻机动力是一定的，不同口径到达一定的深度后就要及时改换以便继续钻进。钻具级配问题：尽可能选择钻杆直径与钻头直径相接近，利于孔壁稳定。钻进效率问题：口径越大，效率相应会低些，因此在满足取样要求的情况下尽可能用较小的口径。依据钻孔设计深度和终孔口径要求、施工地层完整程度以及钻机性能等，在满足终孔口径的前提下，尽量少换或采用优质冲洗液护孔裸眼钻进，尽量简化钻孔结构。根据该区地质设计要求，开孔口径选用110mm，终孔孔径不小于75mm。故采用110mm口径开孔并下好108mm孔口管，换用95m

42、m口径钻进至较完整坚实岩段下好89mm套管，最后用75mm口径钻进至终孔（如图2-1所示）。图2-1 钻孔结构2.3 冲洗液与护孔堵漏钻孔冲洗液循环系统的优劣，直接影响着钻进速度、钻探质量、孔内的安全程度和材料消耗。钻孔冲洗液已成为钻探工作实现优质、高效、安全、低耗、全面完成勘探任务的一项重要因素。2.3.1 冲洗液的功用、种类（1）功用：岩心钻探中，要保证优质快速安全钻进，正确地选择、使用冲洗液起着十分重要的作用。它主要起的作用是：清洗孔底，悬浮和携带岩粉。借循环着的冲洗液将钻头破碎的岩粉、岩屑及时携带至地表，以保持孔底清洁；而当冲洗液中断时，利用其本身的触变性，将岩粉悬浮起来，防止岩粉迅速

43、沉淀造成埋钻事故。冷却钻头，提高钻头的使用寿命。钻进过程中，孔底产生很高的温度（二百至三百度），因此，借冲洗液的循环将热量带走，从而达到冷却钻头延长钻头使用寿命的目的。润滑钻头和钻具，减弱钻具振动。使用加润滑剂的乳化冲洗液可减小钻头与孔底岩石、钻具与孔壁间的摩擦阻力和有效地减弱钻具高速回转时振动及减轻钻机动力机等的负荷，使钻头工作平稳。形成泥皮，保护孔壁。利用冲洗液本身性能，在孔壁上形成薄而坚韧、致密的泥皮，从而防止孔壁坍塌、掉块；调节冲洗液的比重，可防止涌水、漏失、井喷等事故等。输送岩心。反循环连续取心钻进时，利用冲洗液作介质，通过钻杆柱连续向地面输送岩心，这种方法取得的岩心，代表性好，层位

44、准确。传递动力。如涡轮钻、螺杆钻、冲击回转钻等，采用它作动力的传递。（2）种类：种类：泥浆（水基泥浆、低固相泥浆、充气泥浆、泡沫泥浆）、乳状液等几种类型。2.3.2 钻孔冲洗方式主要有全孔循环和孔底局部反循环二种方式。全孔循环又分正循环与反循环两种。正循环是用水泵压送冲洗液由钻杆柱中心进入孔底并经钻头水口返出，经钻杆与孔壁环状间隙上返至孔口，通过地面循环槽流入泥浆池，不需要孔口密封器等附加装置，适用于各种钻进方法。孔底局部反循环实际上是一种正反循环结合的循环方式，它是用于提高岩心采取率的一种方法，常用的是喷射式反循环（冲洗液由钻杆柱中心下去，从喷反接头处流出，在管内形成负压抽吸力，从而形成孔底

45、局部反循环）。根据施工区地层条件，在施工中确定使用正循环法钻进。2.3.3 不同地层选用的泥浆类型及性能根据矿区岩层特点、钻进方法、钻孔深度选择冲洗液的类型，确定冲洗液的性能。本区使用SD-KP低固相冲洗液，其配方、冲洗液性能参数为：开孔及第四系覆盖层孔段配方：清水+膨润土+植物胶SD-1+KP共聚物+CMC+PAM。冲洗液性能参数为：粘度22s,密度1.055g/cm3，滤水量15mL/30min，pH值8.5泥饼厚度0.85mm。完整及较完整孔段配方：清水+膨润土+植物胶SD-1+KP共聚物+CMC+PAM+06型高效润滑剂。冲洗液性能参数为：粘度20s,密度1.05g/cm3，滤水量10

46、mL/30min，pH值9，泥饼厚度0.7mm。复杂地层孔段配方：清水+膨润土+植物胶SD-1+KP共聚物+CMC+PAM+06型高效润滑剂+多效堵漏剂（随钻型）。冲洗液性能参数为：粘度1920s,密度1.03g/cm3，滤水量12mL/30min,pH值910，泥饼厚度0.5mm。冲洗液配制及日常管理应注意的问题（1）对试剂要进行品种鉴定，虽然我们没有泥浆实验室，但在使用一些试剂要先配制“小样”，测试性能后方可使用。比如有的水解聚丙烯酰胺分子量达不到，纤维素粘度不够等。（2）必须预制浸泡，粘土和高分子链溶解和无机物溶解过程原理不尽相同。比如市场上购买的粘土大多数为钙土，预浸泡8h以上是在纯碱

47、作用下完成钠化过程；而高分子只有长时间浸泡，其大分子长链才能充分展开，在冲洗液中发挥吸附和交联作用等。（3）要特别注意添加顺序，为避免因添加剂之间阻溶和不理想交联而导致絮凝等现象，必须按先无机后有机，分子量由小到大等顺序添加。（4）搅拌要充分，各种添加剂之间的交联和作用必须具备充分的接触条件，每一种添加剂加入后至少要保持30分钟搅拌。（5）每班测试两次泥浆比重、漏斗粘度，并做好记录，泥浆性能达不到要求的要及时调整。（6）勤捞取沉淀池中岩粉，尽可能避免岩粉参与泥浆循环。（7）时刻观察泥浆液面的变化，发现泥浆漏失或孔内涌水，要及时治理。（8）泥浆管理人员每班至少测定一次冲洗液的常规性能，并将测到的

48、数据汇入班报表内，根据情况及时调整冲洗液性能。（9）每台钻机配备冲洗液测斜仪器一套，即比重称、粘度计、失水量仪、含沙量仪和PH试纸等，由专人使用、保管。2.3.4 护壁堵漏措施钻孔漏失主要分为渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失以及人为因素漏失四种漏失类型。（1）渗透性漏失。渗透性漏失多发生在渗透性良好、孔隙度大的砂岩及砂砾岩地层中，这种地层岩石颗粒较粗，颗粒之间未胶结或胶结差。其漏失原因主要是孔内压力不平衡，即泥浆的循环当量密度超过了地层压力系数，使冲洗液漏入地层。（2）裂缝性漏失。裂缝性漏失常发生在石灰盐、白云岩或是断层、地层不整合面、地层破碎带及火成岩侵入体等地层中，漏失通道是大的孔隙洞穴

49、及大的裂缝。（3）溶洞漏失。溶洞漏失常出现在石灰岩、白云岩等地层中，特点是漏失量大，持续时间长，经常发生有进无出的大漏失，且这种漏失的发生往往比较突然。（4）人为因素造成的漏失。孔内液柱压力大于地层破裂压力时，地层就会发生漏失。钻进作业中，人为因素造成的漏失，往往是由于操作和泥浆流变性这两方面所引起的，常见的有以下几种情况。起、下钻时，特别是下钻时下放速度过快，或者是在钻头、扩孔器泥包的情况下，猛提猛放钻杆柱，造成压力激动将地层压裂发生漏失。下套管时，下放速度过快，造成压力激动，也会将地层压裂发生漏失。冲洗液切力过高，特别是静切力过高时，加上开泵过猛或是下钻速度过快，造成瞬时压力激动将地层压漏

50、。在实际钻进中一定避免上述几种情况的发生，注意提下钻速度要控制好，泵量应先从小泵量向大泵量逐渐转换。A、钻孔施工期间如发现漏失或坍塌严重时，主要采用高标号地勘水泥固孔，进行护壁堵漏。根据矿区气温，一般水泥浆液的水灰比在0.45左右。孔浅时可投入水泥球或从孔口直接灌注水泥浆液，在孔深超过100M时则用泵送，这时水泥浆流动度要求1516cm，可泵期2h，候凝时间1648h，天气寒冷时，可适量的加入CaCl2以提高水泥速凝早强效果。B、如果孔段漏失在300ML/30min以下，则使用801或802堵漏剂堵漏，其配制使用方法为：先使用固相含量15%左右的基浆；粘度3045秒，再加入801或802堵漏剂

51、0.2-5%充分搅拌形成网状结构后，泵送入孔内循环3040ML/30min,对轻微漏失有很好的效果。C、其它护壁堵漏套管护壁堵漏：当然在实际施工过程中根据钻孔情况，采取适当的堵漏方式，如果使用以上一些堵漏方法没有取得明显的效果时，根据现场情况协商而定。具备条件时，最行之有效的方法是下入技术套管隔离漏失层。表2-5 常用堵漏方法简表类别名称配方及性能灌送方法固化及强度适用范围泥浆稠浆静止遇到漏失时，用膨润土配制相对密度1.11.15的泥浆，加处理剂是粘度达50s以上，切力较大而失水较小的泥浆循环漏失部位。并提钻静止820小时，利用岩粉及稠浆堵塞漏失通道。泵送不固化轻微漏失冻胶泥浆及其他结构泥浆以

52、泥浆为主，加入水泥、氯化钙、水玻璃等结构形成剂，配成高粘度冻胶状物，配方：1m3泥浆中加入水泥150200kg，CaCl2或水玻璃1520kg泵送或从孔口注入，静止24小时能凝固但强度比较低轻微漏失及完全漏失加入惰性材料的泥浆在泥浆中加人各种惰性材料，如锯末等。配方：1m3泥浆中加入50120kg锯末（加入量以实际漏失程度决定），相对粘度1.151.2，粘度4050s泵送或从孔口倒入不固化中等漏失水泥浆普通水泥浆普通硅酸盐水泥，小水灰比（约0.45），可加入氯化钙或三乙醇胺等外加剂调节水泥浆性能泵送并侯凝12小时以上固化强度高完全或严重漏失特种水泥浆液地勘水泥或硫铝酸盐水泥等，专用水泥基本上不用再加入外加剂，特点是侯凝时间短，强度高泵送并侯凝6小时以上固化早期强度高完全或严重漏失带填充物的泥浆在水泥浆中加入粘土配制成胶质泥浆，再加入锯末、核桃壳等惰性物质配制成填充物泥浆以增加堵塞能力泵送固化，有一定强度完全或严重漏失水泥速凝混合物水泥浆中加入CaCl2、水玻璃、烧碱、石膏等多种速凝剂，配制成速凝混合物。注意不能泵送。双管孔内混合或从孔口倒入固化，强度中等严重漏失溶洞地层化学浆液聚丙烯酰胺高分子量聚丙烯酰胺加入KCl或水玻璃等交联剂，配制成高粘度的浆液，粘度能达到60s以上孔口倒入或泵送凝结强度不高中等漏失其他材料粘土球用优质粘土制成1厘米左右的球状，可以加入麻丝、高粘度CMC