1.深孔巖心鉆探技術(shù)探討

1、深孔巖心鉆探技術(shù)探討一、 深孔勘探的意義 1、是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。2、是科學(xué)研究的需要。3、是“攻深找盲、探邊摸底”新一輪找礦的需要。4、是危機(jī)礦山獲得新生的必由之路。5、是地勘隊(duì)伍“跨越式”發(fā)展的大好機(jī)遇。二、深孔定義根據(jù)國土資源部最新頒發(fā)的巖心鉆探規(guī)程對深孔的劃分為：孔深小于300米為淺孔；孔深3001000米為中深孔；孔深10003000米為深孔；孔深3000米以上為特深孔。三、國內(nèi)外完工深孔實(shí)例1、德國KTB先導(dǎo)孔3893米（152）。2、美國夏威夷科鉆孔3519.5米（98）。3、南非金礦勘探孔5422.76米（80）。4、中國大陸科鉆一井5158米（95）。5、安徽313隊(duì)鐵礦勘

2、探孔2706.68米（77）。6、山東鉀鹽大隊(duì)鉀鹽勘探孔2603.86米（62）。7、遼寧冶金402隊(duì)鐵礦勘探孔2522.09米（75）。8、河北四隊(duì)鐵礦勘探孔2185.12米（75）。9、山東六隊(duì)金礦勘探孔2401.12米（75）。10、山東三隊(duì)金礦勘探孔2440.91米（75）。11、山東三隊(duì)正在施工的山東萊州ZK96-5孔，設(shè)計(jì)孔深4000米。四、設(shè)備與機(jī)具的選用1、鉆機(jī)（1）國產(chǎn)立軸式鉆機(jī)：XY-5、XY-6、XY-8、HXY-9B。（2）國產(chǎn)全液壓鉆機(jī)：YDX-3、YDX-1800、HYDX系列、XD-5、XD-6、FYD-2200。（3）進(jìn)口全液壓鉆機(jī)：LF-70、LF-90、LF

3、-230、CS1000P6L。2、水泵：衡陽BW250型、BW300型、BW320型、河北永明NBB260/7型。3、鉆塔：13米人字塔、17米四角塔、23米四角塔、23米A字塔。4、管材：（1）優(yōu)選進(jìn)口Q系列鉆桿。（2）選擇國內(nèi)45MnMoB或XJY850高強(qiáng)地質(zhì)管材。（3）選擇唐山金石、無錫鉆探工具廠等知名廠家產(chǎn)品。（4）幾種國產(chǎn)鋼材性能參數(shù)對比表（見表1）5、機(jī)具：（1）優(yōu)選進(jìn)口Q系列鉆具。（2）推薦使用唐山金石產(chǎn)品。（3）夾持器：推薦使用唐山金石BS75-J型自重式木馬夾持器或中國地質(zhì)裝備公司SQ114/8型繩索取芯鉆桿液壓鉗。表1 幾種鋼材的性能參數(shù)對比表鋼種測試用材料的熱處理狀態(tài)屈

4、服強(qiáng)度s/MPa搞拉強(qiáng)度b/MPa伸長率5/%斷面收縮率/%沖擊功Ak/J沖擊韌度ak/(J·cm-2)屈強(qiáng)比30CrMoA調(diào)質(zhì)735930125071880.7930CrMnSiA調(diào)質(zhì)8851080104539490.8145MnMoB調(diào)質(zhì)750920124856700.81XJY850調(diào)質(zhì)9501020165275910.93五、鉆探施工技術(shù)措施1、鉆孔結(jié)構(gòu)的選擇（1）孔徑選擇：150、130、110、95、75五級口徑。（2）套管選擇：146、127、108、89四級口徑。2、鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)選擇安徽313隊(duì)ZK1725試驗(yàn)孔不同孔深、孔徑情況下實(shí)際鉆進(jìn)參數(shù)見表2： 表2參孔 數(shù)深

5、（m）鉆 進(jìn) 參 數(shù)鉆進(jìn)口徑（mm）鉆壓（kn）轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩(Mpa)泵量(l/min)泵壓(MPa)0100018204005006122.5961000150018204005008123.31500200012153004008753.37720002700121520025010754.03、沖洗液及凈化系統(tǒng)的選擇（1）沖洗液的選擇 24#沖洗液：PAC-141（6Kg/m3）、 KHm（12Kg/m3）、Pam（0.1Kg/m3）、聚乙烯醇（0.3Kg/m3）。 LBM-SD增效型沖洗液：LBM-SD增效粉基漿（3-5Kg/m3）、防塌劑（2-3Kg/m3）、潤滑劑（3-5

6、Kg/m3）。 防塌型沖洗液：植物膠（12-15Kg/m3）、防塌護(hù)壁劑（10-12Kg/m3）、PAM（0.5Kg/m3）、CMC（3-4Kg/m3）、潤滑劑（25Kg/m3）。 （2）循環(huán)系統(tǒng)與凈化裝置 要保證足夠長的循環(huán)系統(tǒng)和足夠數(shù)量的沉淀池。 選用JSN-2型泥漿除砂器或TGLW350-692T型鉆井液離心機(jī)。4、金剛石鉆頭的選擇（1）選擇鉆頭質(zhì)量比較穩(wěn)定的廠家，例如：唐山金石。（2）與科研機(jī)構(gòu)合作，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，例如：北京工藝所。（3）打滑地層的鉆頭選擇： 采用增加工作層高度鉆頭； 選用尖齒型鉆頭； 選用高品級、大粒度金剛石；孔底磨鉆頭。5、漏失地層的處理（1）微漏地層：頂漏鉆進(jìn)。（

7、2）中等漏失地層： 加堵漏劑隨鉆堵漏（如801803等）。 水泥封孔（推薦采用人工混凝土灌注法）。（3）完全漏失地層： 下套管隔離。 抹TM潤滑脂。 抹二硫化鉬黃油。6、破碎地層巖礦芯的采?。?）選用優(yōu)質(zhì)高分子化學(xué)沖洗液（要求沖洗液做到動如水、靜如凍狀態(tài)）。（2）采用液動沖擊器（推薦使用廊坊勘探所產(chǎn)品）。（3）采用底噴鉆頭。（4）選用小泵量。7、鉆孔的防斜與糾斜（1）選用大口徑繩鉆增強(qiáng)剛性（如130、110、95繩鉆）。（2）三班控制參數(shù)一致。（3）采用連續(xù)造斜器糾斜（成都工藝所）。（4）采用螺桿鉆糾斜。8、壓力平衡鉆進(jìn)與關(guān)鍵技術(shù)操作（1）使用加大尺寸金剛石鉆頭（外徑加大1.5mm）。（2）超

8、徑（隔徑）取芯鉆進(jìn)方法應(yīng)用。（3）孔深超過1000米，必須使用水剎車。（4）提鉆時(shí)，堅(jiān)持沖洗液的回灌。（5）先加鉆桿后取芯。（6）復(fù)雜地層嚴(yán)禁帶內(nèi)管提下鉆具。9、特殊地層套管下入法對卵礫石、堆積、坡積、風(fēng)積地層推薦采用下述方法下入套管：（1）跟管法；（2）潛孔錘鉆進(jìn)法；（3）沖擊成孔下入法；10、孔內(nèi)事故的處理（1）處理原則：頭腦冷靜、記錄準(zhǔn)確、沉穩(wěn)操作。（2）做好各種物資及后勤保障工作。（3）孔內(nèi)遺留物處理。 鉆頭與擴(kuò)孔器：采用金剛石鉆頭消滅法。 特殊遺留物，例如測斜儀可采用無水口鉆頭套取法。（4）多頭事故處理，采用糾斜工具繞過。（5）取芯經(jīng)常遇到的問題： 內(nèi)管不到位。 內(nèi)管打撈不上來。11

9、、新技術(shù)的推廣與應(yīng)用（1）螺桿鉆。（2）潛孔錘。（3）液動沖擊器。（4）隨鉆定向技術(shù)。（5）鉆參儀的應(yīng)用。（6）鉆探現(xiàn)場可視化及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控化。11、認(rèn)真編寫施工技術(shù)組織設(shè)計(jì) 深孔鉆探不同于淺孔，施工費(fèi)用投資很大，少則幾百萬，多則千萬元，認(rèn)真編寫好施工技術(shù)組織設(shè)計(jì)很重要。特別是鉆孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如果鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會給下部施工帶來被動，也許會因?yàn)殂@孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致鉆孔達(dá)不到目的而終止。鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要留有余地，鉆進(jìn)技術(shù)措施要細(xì)致，針對性要強(qiáng)，不能流于形式，要能真正指導(dǎo)施工。重要的，特殊的鉆孔設(shè)計(jì)要進(jìn)行專家評審、指導(dǎo)。有了設(shè)計(jì)，施工必須嚴(yán)格執(zhí)行。六、安全生產(chǎn)與文明施工1、建立健全安全組織機(jī)構(gòu)。2、堅(jiān)決貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針。3、必須重點(diǎn)加強(qiáng)對車輛駕駛員的安全教育和管理。4、對施工現(xiàn)場、人員駐地做好防洪、防暑、防風(fēng)、防泥石流滑坡等安全預(yù)防工作。5、冬季施工的防寒措施。（1）現(xiàn)場采用扣大棚法取暖措施。（2）送水管路采用伴熱帶保溫法。6、防止野生食物中毒。7、重視安全標(biāo)識工作。8、文明施工（1）現(xiàn)場整潔，物資擺放有序。（2）現(xiàn)場廢泥漿、生活垃圾要妥善處理，提高環(huán)保意識。七、勞動組織與經(jīng)濟(jì)責(zé)任制。1、以人為本，構(gòu)筑和諧施工隊(duì)伍。2、加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高施