江苏省地质矿产局第一地质大队 江苏南京 210041
摘要：在现有钻探技术条件下，有效节约成本，利用钻探经验积累，提高和达到技术要求，使工程质量达标。本文主要介绍了如何提高软弱地层及砂土层取芯率，并阐述了施工工艺以及需要注意的事项。
关键词：取芯率；施工工艺；注意事项
一、常规钻探中有效提高软弱地层及砂土层取芯率
地质勘察工作是科研性、探索性很强的工作，它需要科学、规范的管理，更需要各种技能的培训。目前，本学科除了执行和完成原有任务外，实际上已广泛应用于市政、基础、交通建设、工程桥梁、隧道、环境治理、地质灾害防治等各项工程上。因此，在地质工程中，钻探尤为重要，它可以获得关于岩层的物理、化学及力学的相关数据，这些数据在施工过程中，能够为其提供辅助作用及重要的参考资料，以保障工程建设能够顺利进行，同时能够有效的预防各种地质灾害。
在钻探过程中，重点的部分是钻孔技术，在钻探时要依据施工现场具体情况及施工规范和要求，选取合理的方式进行钻孔操作，因此钻探技术是完成钻探任务和达到预定目标的关键性环节。另外，钻探技术人员要给予高度重视，并加强和提高对这方面的思想认识，才能保质保量的完成任务。所以，钻探技术人员还要不断地改革与创新钻探设备等技术，把先进完善的钻探技术加以实践与推广，让先进的钻探技术在钻探工作中发挥重要作用。
在工程地质勘察中，取芯率是一项重要指标。现实中，很多时候钻探机组在考虑钻探成本的前提下，往往不愿意投入，不想费事，造成最终的钻探成果不尽人意，达不到钻探技术要求的合格率，严重时，往往会在钻进过程中丢失层位，造成假象，无法准确判断地层的分层情况，岩土芯取芯率严重不合格。为了不让在钻进过程中丢失岩土芯，要求机组采取必要的措施，想出切实可行的方法，保证岩土芯取芯率合格，孔径、孔斜偏差在规范值内，确保工程保质优质完成。
1、合理选择钻井液。钻井过程中易发生坍塌、漏失、缩径、剥落、砂侵等复杂情况，钻井液设计应考虑地层特点、工程要求、安全环保等因素，根据具体情况合理选择钻井液体系，以满足井内复杂情况施工的要求，并能保证具有较低的固相含量，良好的流变性能，较强的清孔和携带岩粉的能力及良好的润滑性能。因此钻井液的粘度、比重、失水量及PH值都要严格控制在一定的范围值内，在使用过程中，要不断测试和调整。针对一般性不复杂地层泥浆配方（低固相）1m³水—40kg陶土—5kgNa2Co3—2kgCMC，得到的泥浆性能比重1.05，失水量20-25，粘度23-28秒，PH值7.5-8之间，针对水敏地层及砂土层泥浆配比为1m³水—100kg陶土—7kgNa2Co3—4kgCMC—2kg水解30%PHP—0.7kgNaoH，得到的泥浆性能为比重1.08，粘度38-45秒，失水量8-12，PH值9-10.
2、选择相应的钻具及钻进方法。为了保证软弱地层及易冲刷地层的取芯率，配合合理的钻具，选择科学的钻进方法是关键。为此钻具的盖头部分应设计为分流状态，当钻井液进入岩芯管时，压力只能作用于管壁上。当下钻至孔底并对上机杆后，使钻井液循环，井口返浆后逐渐减小钻井液流量，只要保证钻井液在孔底能够上返的前提下，泵量应越小越好，这时钻井应采取低压慢钻，使其平稳进尺，确保岩土芯在岩芯管内完好。这种操作方法能使岩芯管内顶部的岩土芯得到有效的保护。当取芯管提出孔内后，可根据钻进地层选择合适的方法取芯。如遇软土、砂或砂砾地层取芯时，可拆卸盖头，用软物塞入并塞紧，再装上盖头，使用小泵量慢慢将岩土芯推出管壁，这样钻出的岩土芯才完好无损，采取率也会相应较高，整个施工过程中，必须要求孔内干净，操作稳健，思维清晰。
3、含砂量的清除。在钻进过程中会不断产生岩粉，钻进砂土层时，含砂量会更高，造成钻井液质量大幅下降，影响正常施工，取芯率不合格，事故增多等因素。因此，必须进行除砂净化工作，泥浆的主要使用就是携带岩粉、冷却钻头、润滑减阻，保护孔壁。针对其性能可以使用沉降法，通过循环池沉淀，使无用固相颗粒沉淀下来，也可使用絮凝剂，中和粘土颗粒表面的负电荷，加速沉降过程，使钻井液中的无用物质在循环池内快速沉淀，从而保证钻井液的有效性能。
4、提高软岩的取芯率。通常在钻探过程中，容易磨损或丢失强风化泥岩、砂岩类岩芯，主要因为钻进速度快，提钻次数少，易冲刷等因素，造成软岩取芯率不合格，排粉不清等因素，有时会造成岩层层位不够准确。因此，在钻探施工中要注意以下几方面。在正常钻进中，控制好转速、钻压和泵量，转速不宜过快，过快易造成糊钻，因此选择中等转速。钻压不宜过大，大钻压易造成水流不通畅，容易堵钻。泵量宜选择中等，大泵量易冲刷岩芯、取芯率降低，小泵量会造成排粉不及时、造浆后等因素，所以选择中等泵量最合适。在正常钻进过程中，选择水口好、出刃大的钻头是关键，同时，每2-3个回次必须用钻具清孔，保证孔底无沉渣。在施工中要注意软硬不均地层，此类岩层钻进易堵、取芯率低，使用单动双管钻具或局部反循环钻具能有效提高取芯率，同时注意要少钻勤提，确保岩层的取芯率达到规范要求。对施工机组要求保持按章操作，循序渐进，确保施工要求和目的。针对各种地层的钻探，取芯率是关键，只有达到合适的技术指标，才能提供有利的钻探成果。
根据工程质量要求，针对钻井工艺和地层特点，因地制宜合理选择钻井液的性能参数，选择合适的钻井方法，能有效提高钻进效率，降低生产成本，保质完成各项技术指标。
论文作者:何宁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/18
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