钻探工艺方法.ppt

浅钻钻探工艺方法 北京探矿工程研究所卢猛 钻探系统的组成要素 钻探对象 地层 钻机钻杆钻具工具钻头泥浆泵泥浆人 需要合理调节的因素 转速钻压钻具钻头泥浆 转速的调节 油门调节档位调节 钻压调节 手柄调节通过手柄可以感知地层变化 以及堵钻 卡钻 埋钻等孔内事故 如孔底有碎石 钻杆会上下跳动 在埋钻 卡钻前 也会出现转速突然下降 发动机吃力等情况 钻具 取土器 60螺旋钻杆 钻具 金刚石钻具 用来钻取岩石样品 不同的钻具类型会影响钻进效率 如 使用普通单 双管钻进10米 需要拧卸钻杆110次左右 耗时220min 若使用绳索取芯钻具 只需拧卸钻杆20次左右 耗时约40min 60单管金刚石钻具 取芯直径46 5mm 46单管金刚石钻具 取芯直径33mm 46双管金刚石钻具 取芯直径29mm 钻头 传统的金刚石碎岩模型是建立在压入式碎岩原理上的 在这种理论下 钻头的钻进效率取决于金刚石压入岩石的程度 钻头 然而 浅钻钻压只有几十公斤至一百公斤 这点钻压没办法和大型钻机相比 因此 适合大钻的钻进理论不能适应浅钻的需要 我们重新设计了数学模型 通过更改钻头的配方并使之与钻机的转速相适应 设计了适合浅钻的超低钻压金刚石钻头 底喷表镶金刚石钻头 适用于中硬地层和硬地层 底喷水口设计保证钻头得到良好的冷却 同时避免岩心受到冲蚀 阶梯式外围唇面设计可以保证良好的钻进效率 多阶梯表镶金刚石取心钻头 钻头唇部呈阶梯状 有效的提高了碎岩速度 水路空间大 避免岩心堵塞 泥包和烧钻 适合较完整的中硬地层 硬地层以及永冻层 钻头 第四章研究内容和工作部署 多水口金刚石孕镶钻头 适合坚硬研磨性地层 高比压特性 可以获得更高的钻进效率 低温胎块孕镶钻头 适用于坚硬致密地层 如致密石英岩等 采用稀土改性预合金胎体粉末配方 具有高效长寿命的特性 钻头 第四章研究内容和工作部署 底喷孕镶金刚石钻头 采用碳纤维改性胎体技术 和超高工作层胎体结构 充分考虑了泥浆的携带能力 冷却能力和泥浆在各水口处的流量分布 耐研磨 寿命长 适合硬脆碎地层 钻头 钻头 PDC取芯钻头 适合软至中硬地层地层 钻头 尖齿PDC取芯钻头 适合弹性致密泥岩及粘土质砂岩地层 钻头 适合软硬交错互层 尖齿交错金刚石钻头 钻头 适合强研磨性地层 尤其适合深孔绳索取芯钻进 双水口长寿命金刚石孕镶钻头 钻头 适合坚硬地层 主副水路孕镶金刚石钻头 钻头 适合坚硬强研磨性地层 泥浆 浅钻同样需要借助泥浆的帮助 最常用的泥浆材料为聚丙烯酰胺 浅钻施工的组织 1浅钻布孔原则 浅钻布孔要在地质扫面工作完成之后 浅钻扫面孔应布在初步确定的地质界限的两侧 在物化探异常检查时可以以剖面的方式布置钻孔 在检查浅钻异常时 可采取一百米一条线 40米一个孔的布孔方式 酌情布置多条剖面 在关键的部位可单独布置异常检查孔 钻孔不要一次布完 最好采取边打边部的办法 这样可以最大限度的节省工作量 2浅钻工作量计算方法 单纯以米定价会造成施工队伍与甲方利益的严重对立 不利于甲方对浅钻质量的监管 建议采取钻进米数与所取样品相结合的定价方式 使施工队可以取得与甲方一致的利益 这样才可以促进浅钻技术的推广 3浅钻钻孔质量评价方法 现在对钻孔的评价方法非常单一 仅仅有岩心采取率一个指标 对于浅钻来说这是非常不适合也不适用的 浅部地层是由土壤 沙砾 碎石等各种成分组合而成的 在某些地区 5米以浅的地层中土壤所占的比例高达90 以上 在这样的地层中追求岩心采取率显然是不合适的 因此浅钻质量评价应以其所取样品为评价标准 只要提供了足够的地质信息和找矿信息就应该是合格钻孔 4浅钻取样标准 浅钻化探 取残破积层碎石不少于150克 填图取样 取到基岩长度不少于30cm 物化探异常检查取样 取到基岩长度不少于30cm 代替槽井探取样 取出完整的风化基岩 并取到新鲜基岩30cm 5浅钻样品综合利用 残破积层样品可用于浅钻化探 新鲜基岩样品可用于地质填图和原生晕分析 一定范围内的基岩样品综合分析可以推断地层变化情况和火山岩活动情况 含矿样品可用于品位鉴定和储量计算 6浅钻与化探 在森林沼泽浅覆盖区传统的土壤化探难以奏效 浅钻取样可以有效穿透地表的覆盖层 浅部隐伏矿床地表被无矿地层覆盖 土壤化探无法探测到下部的隐伏矿床 使用浅钻化探的方法钻取残破积层可以大大提高浅部隐伏矿床被发现的几率 7浅钻与物探 相位激电和相位中梯的异常可由浅钻去验证 具体方法是 浅钻钻取的基岩可以为物探异常提供直接的判断依据 使用浅钻钻取的残破积层岩石做化探分析 其结果可为物探异常的解释提供重要依据 8浅钻代替槽井探 在覆盖层超过3米的地区 槽探就会失去作用 在普查和异常检查阶段 使用浅钻打剖面可以有效的代替槽探工作 在普查和异常检查阶段使用浅钻替代浅井可以极大的提高工作效率 一个十米深的浅井需要3个工人工作3 5天 使用浅钻一个机组每天可以钻取10米以上的钻孔2 3个 9浅钻填图 在没有岩石出露的地区使用浅钻填图可以提高填图的精度 10浅钻施工的组织 以TGQ 15型钻机为例 通常每个机组配备4个人 其中一人为钻探班长 11浅钻施工的质量监管 质量监管是重中之重 在使用钻进米数作为与工人的结算依据时 会出现严重的虚报工作量现象 在以样品质量定价时又会出现工人将一个钻孔多余的岩心冒充另一个钻孔岩心的现象 在孔位处于比较艰难的位置的时候 会出现擅自移动孔位的现象 因此严格的质量监管是保证浅钻取得预期效果的前提 12 钻机的运输双排座汽车或拖拉机都可一次装载3个班组 本次施工尚未使用畜力托运钻机 拖拉机运输钻机 13 钻机的搬运转移每次将整套钻机搬运完毕需搬运6人次 此次搬运的最远距离为1 5km 由6个工人花费50分钟时间搬运完毕 工人在搬运钻机 14 孔内事故的处理浅层轻便钻机轻巧灵便 处理孔内事故完全不同于大型钻机 处理卡钻事故时只需贴近被卡钻具另钻一个新孔 待新孔穿过卡钻层位时 卡钻现象即可解除 当钻孔出现漏水事故时 可以向孔内倒入大量的聚丙烯即可堵住钻孔 卡钻事故的处理 14 孔内事故的处理若发生埋钻事故 可首先尝试采用试探提钻法将钻杆提出 具体操作为 首先更换至转速最低的档位 启动发动机 利用低速档位输出的大扭矩使钻杆旋转 此时需停泵 待钻杆可正常旋转时 尝试瞬间提钻 回位动作 并不断重复 钻杆即可提出 钻机操作注意事项 注意安全