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地质岩心钻探.

地质岩心钻探
钻探工程质量有六项指标：岩矿心采取率、钻孔弯曲度、简易水文地质观测、孔深误差测量与校正、原始报表填写、钻孔的封闭。为了保证达到这六项指标的要求，我们就必须采取必要的方法与措施来提高钻探质量。
一、 提高岩矿心采取率的措施
1. 根据各矿区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素，正确地选择取心方法和工具。
2. 取心困难的岩矿层中，应尽可能选用金刚石或硬质合金钻进。
3. 在取心困难的矿层中钻进时，应限制转速、压力和泵量，适当控制回次进尺长度和时间。
4. 钻进时回次进尺不得超过岩心管长度。
5. 在矿层、矿层顶底板和重要标志层中，岩、矿心没有采取上来时，须专程捞取，不应继续钻进，必需钻时不得超过0.5米。捞取岩、矿心时应尽量采用喷反、无泵或钢丝钻头等有效方法。
6. 退取岩心时要细心，尽可能地避免人为地破碎，并严格防止岩、矿心上、下顺序颠倒。
二、预防钻孔弯曲的措施
1. 确保安装质量，保证“天车、回转器、孔口”三点一线。不准使用旷动的立轴(导管。
2. 开孔时，应选用锋利的钻头，主动钻杆不得有偏摆，轴心压力要均匀，要随钻孔加深而加长岩心管。
3. 在易斜岩层地区施工，应根据地层、见矿深度等条件合理设计开孔角度和弯曲强度。要尽量选用金刚石或硬质合金钻进。
4. 深孔钻进时，应尽量采用钻铤加压。
5. 遇到片岩地层、倾斜岩层、破碎带、软硬互层时，应使用锋利的钻头和长、直、重、厚、刚的钻具，有条件时也可试用冲击回转钻进。
6. 扩孔时要带内导正器，换径时要带外导正器。粗径钻具要用综合式异径接头连结，其中心线必须一致。换径时导正管要长于4米，第一回次的小径岩心管长度要短于1米。
三、做好简易水文地质观测的措施
要及时观测水位及其他应测项目；水位观测的基准点必须一致，读数要准确，测绳不得任意割接。
四、降低孔深误差的措施
1. 机场使用的木尺或铁尺必须保持两端平齐，刻度准确、清楚，并注意经常校正。
2. 丈量机上就时应停止立轴回转，基准点必须一致，并应准确丈量，及时记录。
3. 加减钻具必须用钢卷尺丈量尺寸。
4. 校正孔深丈量钻具尺寸时必须使用钢卷尺，并将丈量结果逐根记录在班报表上。
五、做好原始记录的措施
记录员应认真负责地做好当班的各项记录，机长(或综合记录员要每天校对原始记录发现错误要及时修正，无误后签字自存并定期移交统计部门保存。
六、提高封孔质量的措施
1. 封孔前必须准确掌握封闭段孔深及隔离塞(架桥的位置，正确选用有一定强度的架桥材料，并将其固定牢靠。
2. 使用泥浆做冲洗液的钻孔，应根据情况自下而上清洗封闭段孔壁上的泥皮。
3. 水泥必须用清水搅拌均匀，水灰比应小于50%。
4. 可根据实际情况分别采用泵送、导管注入和注送器注入水泥浆的方法，水泥浆出口距隔离位置的距离应小于0.5米。
5. 注浆过程不要中断，封闭长度在5米以内时不得提动钻具；水泥浆灌注完毕，要准确掌握替浆的清水用量，不得过多。
6. 用套管护壁的钻孔，应先封好套管下部各封闭段后再起拔套管。
第一节 钻进方法
钻探方法的主要类型：按机械碎岩方式分有回转钻探、冲击钻探、冲击回转钻探等；按碎岩工具或磨料分有钢粒钻探、硬质合金钻探、金刚石钻探、复合片钻探、牙轮钻头钻探等；按获取岩心的方式分有提钻取心、绳索取心、反循环连续取心取样等；按冲洗液类型分有清水钻探、泥浆钻探、空气钻探等；按冲洗液循环方式分有正循环钻探、反循环钻探、孔底局部反循环钻探等。此外还有一些特殊的方法，如底动力驱动钻探、定向钻探等，也可以是上述方法的组合。
地质岩心钻探采用的主要钻探方法有硬质合金钻探、金刚石钻探（含绳索取心钻探）、复合片钻探、冲击回转钻探、定向钻探、反循环取心取样钻探等。
钻进方法的选择与矿区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素有关；与岩石的可钻性、研磨性、完整程度有关。把与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类：
1. 按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为：
(1 软—可钻性1～3级；
(2 中硬—可钻性4～6级；
(3 硬—可钻性7～9级；
(4 坚硬—可钻性10～12级。
2. 按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性、中研磨性、强研磨性；
3. 按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。
4. 针对主要岩层特点，依据岩石硬度、研磨性及完整程度，结合口径、钻孔深度等，选定钻探方法。6 级以下岩石可选用硬质合金钻进方法，7 级以上岩石应以金刚石钻进方法为主，金刚石复合片及聚晶金刚石钻进适用于4～7 级、部分8 级岩石；中深孔、深孔钻探为减少提钻次数，宜采用绳索取心钻进方法；坚硬致密打滑岩层宜采用冲击回转钻进方法；治理孔斜及施工定向孔、多分支孔宜采用定向钻进方法；在坚硬破碎、易于坍塌、漏失复杂地层钻进时，推荐采用空气反循环连续取心（样）钻进方法。钻进方法的选择如下表：
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岩石特性
岩石硬度
软
中硬
硬
坚硬
岩石可钻性级别
1～3
4～6
7～9
10～12
岩石研磨性
弱
弱
中
强
弱
中
强
弱
中
强
钻进 方 法
硬质合金钻进
●
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●
●
表镶金刚石钻进
●
●
●
●
孕镶金刚石钻进
●
●
●
●
●
●
●
冲击回转硬质合金钻进
●
●
●
●
冲击回转金刚石钻进
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喷淋嘴
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●
●
●
●
聚晶、复合片钻进
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●
●
●
空气潜孔锤钻进
●
●
●
●
●
●
●
一、金刚石钻探
金刚石钻探的钻进效率高低和钻头寿命长短一般取决于金刚石钻头与地层岩性的匹配。对于表镶金刚石钻头，特级用于特坚硬岩层，优质级用于坚硬岩层，标准级、低品级和等外级用于硬和中硬岩层。最常用的金刚石粒度范围是25 粒/ct～60 粒/ct。人造金刚石孕镶钻头磨料粒度多为40 目、60 目、80 目和100 目，坚硬致密岩层应选用细粒度金刚石或不同粒度混合的孕镶磨料。根据岩石的硬度、可钻性、研磨性和完整程度及孔内条件，合理选择金刚石钻头与扩孔器的镶嵌类型、胎体性能、金刚石的质量和粒度、金刚石浓度、水口形状及其数量和大小、底唇形状等。金刚石钻头和扩孔器的选用见下表：
金刚石钻头和扩孔器的选用
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常 见 岩 石 举 例
泥灰岩，绿泥石片岩，页岩，千枚岩，泥质砂岩，硬质片岩
大理岩，石灰岩，泥灰岩，蛇纹岩，辉绿岩，安山岩，辉长岩，片岩，白云岩，硬砂岩，橄榄岩
片麻岩，玄武岩，闪长岩，石英二长岩，混合岩，矽卡岩，伟晶岩，花岗闪长岩，流纹岩，花岗岩，钠长岩
石英斑岩，高硅化灰岩， 坚硬花岗岩，碧玉岩，霏细岩，石英岩，石英脉，含铁石英岩
可钻性
类别
软
中硬
硬
坚硬
级别
1～3
4～6
7～9
10～12
研 磨 性
弱
弱
中
强
弱
中
强
弱
中
强
表镶钻头
聚晶金刚石烧结体
●
●
●
●
●
天然金刚石粒度（粒/ct）
10-25
●
●
25-40
●
●
●
●
40-60
●
●
●
60-100
●
●
●
●
胎体硬度（HRC）
20-30
●
●
●
35-40
●
●
●
●
＞45
●
●
孕镶钻头
人造或天然金刚石（目）
20-40
●
●
●
●
●
40-60
●
●
●
●
●曝气盘
60-80
●
●
●
●
80-100
●
●
●
●
●
胎体硬度（HRC）
10-20
●
20-30
●
●
●
●
30-35
●
●
●
●
35-40
●
●
●
●
40-45
●
●
●
＞45
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复 合 片 钻 头
●
●
●
扩 孔 器
表 镶
●
●
●
●
●
孕 镶
●
●
●
●
●
●
●
●
金刚石钻头的合理使用：
1 根据设计孔深，按钻头和扩孔器外径尺寸，由大到小排序，轮换使用。
2 钻头与扩孔器及卡簧间要合理配合,要求如下：
a 扩孔器的外径应比钻头外径大0.3mm～0.5mm，岩层坚硬时应采用下限数值；
b 卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3mm～0.5mm。卡簧应在上一回次岩心上测试，以不脱落、不卡死为宜。
3 新钻头到达孔底后，应进行“初磨”，即轻压（正常钻压的1/3左右），慢转（100r/min左右），钻进10min 左右，再采用正常参数继续钻进。不宜用新钻头扫孔和残留岩心。
（一） 金刚石钻单动双管取心钻探
1、钻具应符合如下条件：
a 单动性能好，异径接头、扩孔器、钻头、短节和卡簧座等零部件连接应同心；
b 内、外管平直无裂伤，螺纹符合要求；
c 内管与短节、短节与卡簧座装配后垂直提起时，不允许自由脱落；
d 装配好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离应为3mm～4mm；
e 保证水路畅通；
f 在易斜地层中钻进时，取心钻具上部应配有稳定接头、扶正器等导向装置。
2、使用金刚石取心钻具时的操作要求：
a 钻探现场应有两套以上与施径对应规格的完好钻具；
b 定期拆卸清洗、加油保养，螺纹或外径磨损要及时更换；
c 拧卸钻头、扩孔器、卡簧座与内管应使用多触点钳或摩擦钳，不允许使用管钳；
d 退出岩心时，要用橡皮锤或木锤敲打内管；
e 钻具在移动时不准猛力拖拉或撞击；存放时要摆平，不得重压；运输时要装箱；装卸时应轻放；
f 钻杆接头不经常拧卸的一端应使用粘接剂密封粘牢，经常拧卸部位应涂抹丝扣油；
g 钻杆和接头单边磨损量和均匀磨损量符合表26 的规定；
h 钻杆螺纹连接要保证密封良好。
3、钻进技术参数
(1 钻压
根据岩石可钻性、研磨性、完整程度、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和数量选择钻压。钻压值见下表。
金刚石钻进适用钻压 （单位：千牛）

本文发布于:2024-09-22 08:32:27，感谢您对本站的认可！

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