前言
对于我国的国民经济发展而言,资源勘探发挥着十分重要的作用。在科技和技术的不断发展之下,资源勘探技术水平也显著提升,如地质岩心钻探技术就是一种比较先进的技术,并且得到了广泛地应用。
一、地质岩心钻探技术
地质岩心钻探技术就是利用钻机对岩体钻孔,获取岩心和矿样,并对其做出分析,从而判断出是否能够进行资源开采。当前所用到的地质岩心钻探技术有绳索取样岩心钻探技术、反循环连续取样岩心钻探技术、多功能钻探技术、立轴岩心钻探技术、全液压动力钻探技术等。绳索取样岩心钻探技术在我国的资源勘探中得到了广泛地应用,实际运用中具有准确性高、可操作性强等优势,可有效地保证资源勘探工作的质量和效果,但在造价成本与工作效率方面还有待进一步的优化。反循环连续取样岩心钻探技术是当前资源勘探中应用的最具先进性的地质岩心钻探技术,勘探准确性高、勘探质量佳,获得广泛地认可,在施工中应采取压送式核心技术,从而实现钻杆与套管之间的循环介质加入工作目标,实现连续性钻探作业,并且让不稳定的地质环境获得稳定。多功能钻探技术在资源勘探复合钻探技术的应用下也得到了快速的发展,可运用于若干不同的地理环境,作用范围广并且设备运行效率高,钻探始终处于高效状态,借鉴RD钻机、T钻机等提高多功能钻探技术的水平。
二、蒋家湾矿区ZK001钻孔技术分析
(一)工程概况
蒋家湾矿区ZK001钻孔是国家级的乌蒙山区找矿扶贫基金项目,工程名称是云南省鲁甸县乐马厂-巧家县茂租铅锌银多金属矿整装勘查区勘查调查与找矿预测,钻孔位置在云南省昭通市鲁甸县龙头山镇新明村附近。钻孔设计孔深:500米,倾角75度,方位角70度。
(二)矿区地质及影响
地层主要以灰质白云岩为主,0~110米有硅化较强的白云岩,硬度级别8级以上,地层相对完整,但含红土夹层比较多,冲洗液容易漏失,钻孔内水位比较低,掉块卡钻经常发生。110~404.34米为强风化的白云岩,地层比较破碎,软硬变化快,在钻进过程中极容易垮孔和糊钻,漏失比较严重,钻进过程中全孔无水位率在70%以上;间断式空洞22.72米,为确保工程顺利进行,需水泥浆、泥球封孔,通孔,结合水泥浆护孔壁。
(三)钻探施工技术
1、施工设备
采用XY-44型岩心钻机,BW250/50型变量泥浆泵,XX型钻塔,0.3立方米泥浆搅拌机。主要设备全部1:2配置,施工动力采用4105-80HP-50kW发电机组单机直接驱动,生产用水采用独立动力1115柴油机结合BW-250水泵,从一公里外的牛栏江分支河抽水送入。
2、方案及效果
利用套管分层隔离钻进,钻进至孔深404.34米有间断式空洞,空洞范围404.34~427.06米,共计22.72米,回次自273至296回次,处理方法投水泥拌粘土混合泥球及混凝土封孔,通孔,结合水泥浆护孔壁。分层钻进,每钻进5~6米,就用此方法护孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆连续无泵钻进,孔壁再无垮塌及掉块现象发生,在钻进过程中,发生过两次断钻杆事故,断钻日期2018.7.17/410.05米处,2018.7.25/421.45米处,由于护壁处理方案效果好,两次断钻杆事故都成功的解决。
3、套管分层隔离钻进
根据矿区的地层情况,施工采用金刚石、硬质合金等分层工艺钻进,其中地层主要以灰质白云岩为主,0~110米有硅化较强的白云岩,硬度级别8级以上,地层相对完整,但含较多的红土夹层,容易导致冲洗液漏失,钻孔内水位比较低,掉块卡钻经常发生,因此采用胎体较软的金刚石进行钻进。而110~404.34米为强风化的白云岩,地层比较破碎,软硬变化快,在钻进过程中极容易垮孔和糊钻,漏失比较严重,钻进过程中全孔无水位率在70%以上,为了保证岩矿心采取率,改用孔底喷射式正循环钻进,由于软硬互层变化频繁,因此选用钻头镶大八角硬质合金片或者底喷喇叭口金刚石钻进,遇软岩采用硬质合金,硬岩时采用底喷金刚石,采用小水量钻进,此种钻进方法即保证了岩矿心采取率,又减小了对钻孔壁的冲刷,达到护壁效果,在404.34米处见空洞,空洞范围404.34~427.06米,共计22.72米,处理方法投水泥拌粘土混合泥球及混凝土封孔,通孔,结合水泥浆护孔壁,期间分层钻进,每钻进5~6米,就用此方法进行护孔,连续无泵钻进,孔壁再无垮塌及掉块现象发生。
4、冲洗液选用与套管钻进
0~110米硬度高,但含较多红土夹层,容易导致冲洗液漏失,因此采用高粘度普通PAM泥浆护孔,快速钻穿,见基岩后下套管隔离。
110~404.34米,岩层软硬变化快,易垮孔和糊钻,采用高粘度普通PAM泥浆护孔,快速钻穿,见基岩后下套管隔离。
空洞范围404.34~427.06米,采用投水泥拌粘土混合泥球及混凝土封孔,通孔,结合水泥浆护孔壁,无泵钻进,直到见到完整岩层,利用水泥浆封隔。
提前要做好下套管的准备工作,严格检查弯直程度与丝扣好坏,采用粘结剂紧密地联结,对于不合格的必须重新准备。空洞段选用长且直的新套管,连接部位尽可能避开孔段位置,避免套管悬空被钻具回转打断。套管下放到位后,使用水龙头大泵量清洗,套管间要认真封隔,避免泥浆和岩粉回流。
结束语
我国的地质岩心钻探技术应用已经比较广泛,无论是绳索取样岩土钻探技术、反循环连续取样岩心钻探技术,在实际资源勘探作业中都有良好的效果。在实际的工程中,我们需要结合矿区情况和地质情况选择合适的钻进技术,提高钻探水平和效率,同时科学的钻探技术也是工程顺利进行的根本保障之一。
参考文献
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[3]覃斐.资源勘探应用地质岩心钻探技术的分析[J].世界有色金属,2018(07):270-271.
论文作者:侯禄松
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/22
标签:岩心论文; 技术论文; 套管论文; 地质论文; 水泥浆论文; 钻孔论文; 白云岩论文; 《中国西部科技》2019年第4期论文;