摘要：随着人民生活水平的不断提高，人们在社会生活中耗费的矿产资源正在逐渐的增多。人类对矿产资源的开发利用，浅层的矿产资源已经开发殆尽，为了探明矿产资源的在地壳中的分布及储量，岩心钻探被越来越多地应用到固体矿产勘查中，深孔钻探对钻进工艺有着较高要求，为了保证钻进的正常进行，首要任务是必须做好钻孔的护壁防塌工作。本文就岩心钻探水泥注浆护壁防塌的应用及对策展开探讨。
关键词：岩心钻探；水泥注浆；护壁防塌
引言
为了确保人类社会能够进行可持续发展，人们开始对地表深处开采矿产，而想要对地表深处进行矿产的开采，就必须要让工人提升自身的钻探技术。提升钻探技术可以确保钻探项目的顺利实施，钻探技术不但需要达到复杂地层进行项目施工的需求，还必须要做好防塌措施，避免出现坍塌现象
1岩心钻探技术发展
岩心钻探技术是地质勘察中的重点技术，在获取有效岩矿实物样品后，可实现对资源的详细研究和评估工作，增强资源的开发利用效果。岩心钻探技术最早出现在18世纪中叶，具体方式为人力驱动的岩心钻探和天然金刚石钻头，后期由蒸汽动力替代人力。20世纪液压技术的发展和实现，进一步为岩心钻探的发展奠定了基础。20世纪60、70年代，液压元件质量提升、静液压传动技术的发展，全液压驱动和控制的动力头式钻机得到了开发，标志着岩心钻探技术发展。我国于20世纪中叶引进岩心钻探技术，并自主研发多种类型的岩心钻机，并于70年代金刚石钻进技术得到大范围的推广和实践，加大了对岩心钻探技术的发展。随着各类技术的完善和成熟，国内于21世纪研制出新一代的岩心钻探设备，满足岩心钻探技术的需求，为相关地质勘察工作提供了有力的技术支持。
2岩心钻探对冲洗液的要求
冲洗液的选择及使用对岩心钻探工作的顺利进行起到了非常重要的作用，钻进过程中，冲洗液的使用是必不可少的，为了取得最好的钻探效果，需要对冲洗液的润滑性能、护壁性能、避免钻具结垢等几方面进行考虑。拥有良好润滑作用的冲洗液通常黏附系数比较小，能够有效降低回转阻力和摩擦阻力，有效防止卡钻和粘附现象的出现，既能节省施工材料和动力的损耗，还能有效提高钻具的寿命。而拥有良好护壁效果的冲洗液能够起到吸附和粘结孔壁的作用，此外还具有较低的滤失量和较强的造壁性能。在钻孔中使用这种冲洗液时，孔壁会出现薄泥皮，薄泥皮具有很好的韧性，能够很好地确保孔壁的稳定性。但如果钻具出现了结垢的问题，就会对内管打捞产生很大的影响，所以在选用冲洗液时，要选择防结垢性能好的。通常防结垢性能好的冲洗液都具有良好的流变性和分散性。除了上述的几种作用外，冲洗液还具有冷却钻头、清理孔底和携带岩粉的作用。
3岩心钻探水泥注浆护壁的办法以及注浆原理
3.1岩心钻探水泥注浆护壁办法
在对深层地表进行钻探工作的时候，经常会遇到很多不一样的地层，有很多的钻孔地层是断裂蚀变带，这种岩层的厚度比较大，常常会产生断裂的情况，还经常会出现节理发育以及裂隙发育等现状。而岩体很容易产生碎块状，还会出现比较差的胶结，有时候严重的情况会相互间不能胶结，这样的状况都会给钻进带来很大的难度，甚至有很多时候没有办法进行钻进。所以，工作人员如果想要在钻探的时候解决冲洗液漏失以及钻孔出现坍塌等问题，运用的材料强度一定要高，这样才能够起到护壁以及堵漏的作用。在实际工作中，最为常见的护壁堵漏方法就是运用注水泥浆，并且它的防塌作用非常的明显，在护壁堵漏中有着很重要的地位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2注浆原理
用水泥浆进行护壁堵漏是将水泥浆注入钻孔内，并使其进入所封堵和护壁的孔段漏失层裂隙、孔洞的坍塌部位，利用水泥浆的凝固硬化作用将其堵塞并与岩层胶结为一整体。这时，在工艺上需要停止钻进，从孔内提出钻具，再向孔内灌注水泥浆液，让浆液沿着破碎岩层的缝隙渗挤、填充，将碎裂的岩石块胶结起来，使之形成一个整体，待水泥浆液渗挤、充填到地层空隙中并凝固复杂地层后，再重新下入钻具扫孔钻进成孔。
4护壁防塌的相关措施
4.1进行注浆之前的措施
工程人员在进行堵漏的时候，必须要坚持进行冲孔。在对其进行护壁的时候，工作人员一定要坚持扫孔到底，只有这样才能够确保内岩屑已经清理干净，并且让钻具达到通常的效果。在对其进行注浆之前，工作人员必须要先在孔内压入一定分量的水，之后依据水漏失量判断与确认注浆泵量、泵压以及浆液的起始浓度等。
4.2实施有效安全保障措施
针对具体的工程因素，需制定有效的安全保障措施。对设备展开全面检测检验，并展开有效维保工作，消除短路和漏电，规避触电风险。对于一些区域，制定有效的危险区域防护网的设置，减少风险。再给予工人发放相关安全防护措施，确保作业中，操作者可以按照规范正确佩戴安全设备。针对施工人员诱发的安全隐患，可在作业前实施有效的安全培训工作，具体的培训内容在详细的安全操作规范和安全制度的基础上，还需要操作人员能够了解具体施工方案，并按规范操作，从而最大限度的降低施工人员造成的安全隐患。另外，具体安全教育中，针对区域重大危险源制定应急救援演练方案，并实施现场演练，促使操作人员掌握逃生技能，保障作业安全。
4.3注浆过程中的措施
在对其进行注浆工作之前必须要将钻具提出，安装钻杆以及注浆设备，一定要把钻杆安置在规定的位置。在进行注浆之前必须要在孔里面注入一定的清水，之后才可以进行注浆，注浆液的浓度应该是从稀到浓不断递进，在对其进行注浆的时候一定要注意注浆泵的压水表。假如出现压力上升的比较慢以及压力不上升的时候，就可以看出岩石的裂缝比较大，工作人员应该增加主浆液的浓度，让压力出现上升的情况。假如压力表忽然上升，很有可能是其产生了堵管的情况，也有可能是因为裂缝太小的原因。工作人员在这个时候就应该停止注浆工作，对于注浆的管路进行仔细地检查，解决故障问题之后在进行注浆。不过工作人员应该注意的是，在压力比较高以及达到设计的最终压力的时候就可以停止这项工作。除此之外，在进行注浆结束之前，工作人员可以把一些清水注入到孔里面，从而进行注浆钻杆的清洗工作。
4.4注浆之后的措施
注浆结束之后，施工人员要将注浆设备拆除干净，在进行拆除的时候，要保证注浆压力表为零时才能进行。在拆除注浆设备，并将其提出钻孔后，需静待注浆凝固。在对水泥浆进行养护24小时后，才可以进行扫孔工作。在进行养护的时候，要注意时间的掌控，如果养护时间过长就会使初凝强度过高，发生扫孔偏移而影响钻进。而如果养护时间过短，水泥的初凝强度不够，使护壁防塌效果大打折扣。在扫孔之后，就可以进行压水试验了，如果返水情况正常，就说明注浆工作成功，反之就需要重新注浆，直到返水成功。
结语
人们在进行深孔钻进的时候，泥浆的作用非常大。泥浆拥有很多的特点，它粘度、密度、切力都比较低，不过它却是高分散，泥浆不但能够提升孔壁的稳定性，还可以提升深孔钻进的效率。除此之外，泥浆还可以避免产生结构在钻杆内部出现的情况。泥浆护壁堵漏有很多的优点，例如灌注工艺不复杂等，也是因为它有这样的优势，所以它在坍塌防陷这方面的运用比较广。因此，水泥注浆的办法是岩心钻探水泥注浆护壁防塌的重要手段之一。
参考文献
[1]孙宜阳.讨论岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策[J].河南科技2014（11）.
[2]陈明义.护壁堵漏水泥浆的改性以及灌注问题的探讨[J].西部探矿工程2014（06）.
论文作者:胡龙飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/27
标签：岩心论文; 注浆论文; 洗液论文; 水泥论文; 泥浆论文; 工作论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第36期论文;