隧道深孔绳索取芯钻探及泥浆护壁技术浅析与实践_洪建彬

泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术研究作者：杨世祥陈红江陈建锋来源：《建筑工程技术与设计》2014年第16期摘要：泥浆指的是泥土和水混合而成的半流体，其具有乳浆稠度，可用于注浆成形。

泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之一，泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。

实际施工中，一般使用膨润土与水混合后制得泥浆；不过，当有些土层粘粒含量高时，其也可以自然造浆。

本文对泥浆护壁的机理、作用，以及常见弊病进行了介绍，并阐述针对这些弊病的防治方法。

关键词：灌注桩；泥浆护壁；机理；弊病；0.引言泥浆护壁钻孔灌注桩是解决软土地基的一种深基础形式，它能在各种复杂的地质条件下施工，并具有可在地面上施工、成桩速度快、桩径大、单桩承载力较高、施工安全、施工工期短、工程造价容易控制等优点，特别是能适合在淤泥、沙土或其他软弱地基的条件下作为高层建筑的桩基形式。

随着大规模城市建设工程的开展，钻孔灌注桩正日益受到越来越多工程人员的青睐。

在多种桩基础中，锤击桩由于施工过程中噪音大、振动强烈，对周边环境有较大影响，其使用范围受到限制；静压桩机械能力有限，压入桩的直径（或边长）受到限制，承载力低。

人工挖孔桩施工受地质条件限制，不适用于复杂的软弱地基下施工，而且，挖孔桩在地下施工，容易发生安全事故。

钻孔灌注桩具有噪音低、振动小、桩端能进入所需要的持力层、施工安全、单桩承载力大等特点，一跃成为桩基中的主角。

但是，每根钻孔灌注桩从钻孔开始至成桩结束，因受多种因素影响，极易引发质量问题乃至质量事故。

1.泥浆护壁机理和作用泥浆护壁可以有效地防止槽、孔壁坍塌和剥落和地下水渗入，其机理主要包括三方面：一是泥浆对槽壁的静压力，当槽内泥浆液面高出地下水位一定高度，泥浆在其自重作用下，会形成一种液体支撑，对槽壁产生一定静水压力，这种压例可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力；二是泥浆在槽壁上形成的泥皮，在泥浆会向土层中渗透的同时，地下水也会向槽壁内渗透，双方相互渗透，在槽壁上会形成一层透水性很低的泥皮，能防止槽壁的坍塌、剥落和地下水渗入；三是泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上，通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌性和透水性。

地质勘探断层破碎带钻孔位置泥浆与护壁堵漏技术探讨摘要：水泥浆的护壁堵漏为当前在钻探施工当中运用最为广泛的技术之一。

水泥浆护壁的堵漏施工当中，由于各类缘故造成堵漏的失败情况，依照水泥浆护壁的堵漏失败原因，在灌注技术方面来对使水泥浆护壁堵漏效果得到提升以及防止孔内发生事故方面应注意问题进行研究。

关键词：地质勘探；断层破碎带；钻孔位置；泥浆护壁堵漏技术1工程概况受鄂尔多斯市金泽龙泰商贸有限公司委托，我单位对其所属“青海省格尔木市高雪西铜金矿普查”探矿权项目进行普查地质工作。

主要目的是应用地、物、地表工程及适量钻探等综合手段，以前人工作成果为依托，对已圈定的AS1和AS3异常进行深入检查评价。

通过本轮普查力争找到一个可供进一步工作的基地。

勘探工程质量良好，主要用于揭露和验证物探激电异常。

钻探岩心采取率82～88%，终孔直径75毫米。

设计钻孔均为85°斜孔，孔斜观测一般每隔100米使用钻孔测斜仪观测一次，经观测钻孔孔深小于100米的顶角误差均小于0.5°，孔深300米内的钻孔顶角误差为0.5°～1°，符合质量要求。

每个钻孔结束后，项目施工的钻孔均进行封孔，深部用水泵灌注，浅部从钻孔灌入。

灌入325#水泥进行灌浆封孔处理。

封孔质量基本符合要求。

钻孔原始班报表要求数据准确，内容齐全，符合质量要求。

所有施工的钻孔均进行了简易水文观测，通过钻孔水文地质观测所收集的资料能满足划分含水层的要求。

钻探目的：铜金矿地质勘探。

钻探任务：钻探施工100～400m取心钻孔，并协助进行孔内测井等工作。

具体要求：（1）孔深100～400m（具体孔深待甲方根据钻探施工中的地质条件确定）；（2）终孔直径φ76mm；（3）开孔倾角60～75º，开孔方位角由甲方在钻机安装时确定；（4）全孔取心，岩心采取率≥80％；矿心采取率≥85％（5）孔斜率：钻孔顶角变化每百米≤1.5°；（6）协助完成其他地质工作；（7）其余钻孔质量标准严格按照施工质量要求严格按《地质岩心钻探规程》（DZ/T0227—2010）及《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》（DZ/T0214—2002）中六项质量要求执行。

290绳索取芯钻探技术浅析杨少峰（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆 阿勒泰 836500）摘 要：近年来，随着科学技术的不断提升，绳索岩心钻探技术的研究也不断深入，这些极大地促进了绳索取芯钻探技术的发展，相较于普通钻探技术其优势更加的明显，并在岩心钻探施工中得到了广泛的应用，发挥着巨大的作用。

特别是在复杂地层中，绳索取芯钻探技术打破了常规钻进难以达到的效果，大大提升了钻探的工作效率与质量。

下文结合实践对绳索取芯钻探技术进行探讨与分析，希望能为地质勘探中绳索取芯钻探技术的应用提供参考。

关键词：地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）03-0290-2收稿日期：2019-03作者简介：杨少峰，男，生于1986年，汉族，河北邢台人，本科，中级，研究方向：深孔施工工艺和泥浆护壁。

当前经济发展形势飞快，国民经济快速增长，对矿产资源的需求日益扩大，能源紧张形势不断加剧，国家也在积极开展新一轮的矿产地质勘查工作，加大能源开发力度来缓解当前能源紧张局势。

而在矿产地质勘查中，钻探技术是重要的技术支撑，是开展地质勘察的重要技术手段。

特别是绳索取芯钻探技术在地质勘查中有着非常广泛的应用。

所谓绳索取芯钻探技术，是在钻探过程中不用提钻，而是从钻杆内提取岩心的一种先进的钻探方法，该技术方法与普通的钻探技术而言，有着很大的技术优越性，不仅钻进效率非常高，而且结构简单，能够更好地保证岩芯质量，避免岩芯长时间浸泡，延长钻头的使用寿命，降低劳动强度。

因此，地质勘探中绳索取芯钻探技术得到了广泛的应用。

然而，面对复杂地质构造条件的地层进行钻探施工，经常会遇到漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，对绳索取芯钻探技术的自效率与质量造成很大影响，不利于该技术工艺性能的发挥。

为此，结合实践，从以下几个方面对绳索取芯钻探技术进行探讨与分析，旨在促进绳索取芯钻探技术顺利高质量的完成施工任务，创造更大的经济效益[1-3]。

管理及其他M anagement and other 矿山地质钻探绳索取芯钻探技术浅析张 峰摘要：在技术越来越完善的大形势下，绳心钻井技术的研究从一定意义上促进了钻井技术的稳步发展。

本文阐述的取芯钻井技术与传统钻井工艺相比，具有更大应用意义与优势，在钻井工艺中得到广泛运用。

根据多面性很强的地质结构，这项研究不仅能够提升降失水剂的质量和性能，还突破了传统式常规钻井的瓶颈问题。

根据对绳芯钻探技术开展实地考察，全方位融合有关技术及要求，为绳索取芯钻探技术在地质勘查行业的应用打下坚实的基础。

 关键词：地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺目前，随着经济的兴盛和科学技术的高速发展，矿产资源的供需差距增加，我国相关人员已经积极推进新式矿产地质勘查技术，想要尽快解决资源量不足的现况。

以某城市采矿工程为例，绳索取芯技术是地质勘查环节中很重要的技术方式，但在地质结构繁杂的地层勘探中，经常出现的状况多见涌水、漏水及其水敏地层和矿带坍塌等负面情况。

本文主要从绳芯技术工作原理、设备选择及各类机械设备配备等方面进行，综合分析该技术的相关内容，促进绳芯发掘平稳可持续发展观。

1 绳索取芯技术概述1.1 绳索取芯技术的工作原理有关绳芯技术工作原理，具体内容如下。

芯和芯管各自归属于表层和里层芯，根据上端绳芯钻具的转动形式，在一定程度上转动里层管。

当泵压升高到一定程度时，释放出来滚轮慢慢向上移动，支系连接头上外管被绳钻牵引带正常地钻进，下外管不做转动动作，即具有钻进的功效。

1.2 绳索取芯技术的设备选择工程机械设备在一定条件下也为绳芯技术提供帮助。

在钻机设备、机器的型号选择过程中，应当按照钻探水平、钻探成本及地质构造标准等相关信息进行全方位精确测量。

并且也应关心钻头倾斜面的挑选，考虑到少钻或者不钻岩心的办法。

该技术存有的核心价值即高钻进速率、钻头使用寿命长、职工劳动效率较低，具有较强的绳芯钻进技术安全系数、高效化等。

钻机设备和机器在型号选择过程中应为孔壁可靠性、清洁液合理化提供有力地确保。

2024年2月地质装备水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用李振风(湖南省矿产资源调查所,湖南郴州 423000)摘 要:宝山矿区地质构造较复杂,存在多个断裂破碎带,地层软硬互层交替,炭质页岩厚度大,遇水膨胀,钻孔缩径严重,钻进过程中易发生粘附卡钻㊁坍塌及埋钻等事故,属于典型的水敏性地层㊂针对该类地层在钻进过程中出现的这些问题,通过优化钻孔结构㊁合理钻具级配,采用金刚石绳索取心钻进工艺和低固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和回次进尺时间等措施,保证了钻孔孔壁的稳定性及工程安全,有效地解决了水敏性地层钻进中出现的问题,加快了施工进度,取得了较好的钻进效果,使项目得以顺利完成㊂本次钻探施工完成了钻探进尺9500余米,达到了地质找矿目的,取得了较好的经济和社会效益㊂此外,希望适用于该矿区的钻进工艺方法对其他相似水敏性复杂地层的钻探施工具有一定的参考意义㊂关键词:水敏性地层;低固相冲洗液;粘附卡钻;钻进工艺;钻具组合中图分类号:P 634.4 文献标识码:B 文章编号:1009282X (2024)01004306R e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n o f d e e p h o l e w i r e l i n e c o r e d r i l l i n g t e c h n o l o g yi n w a t e r -s e n s i t i v e c o m pl e x f o r m a t i o n s L I Z h e n f e n gH u n a n P r o v i n c i a l I n s t i t u t e o f M i n e r a l R e s o u r c e s I n v e s t i ga t i o n C h e n z h o u 423000 H u n a n C h i n a Ab s t r ac t T h e g e o l o g i c a l s t r u c t u r e i n B a o s h a n m i n i n g a r e a i s r e l a t i v e l y c o m p l e x w i t h m u l t i p l e f r a c t u r ed z o ne s a n d a l t e r n a t i n gl a y e r s o f s o f t a n d h a r d s t r a t a T h e t h i c k n e s s o f t h e c a r b o n a c e o u s s h a l e i s l a r g e a n d i t e x p a n d s w h e n e n c o u n t e r i n g wa t e r c a u -s i n g s e r i o u sb o r e h o l e s h r i n k a g e D u r i n g d r i l l i n g ac c ide n t s s u c h a s s t i c k i n g c o l l a p s i n g a n d b u r y i n g a r e p r o n e t o o c c u r m a k i n gi t a t y p i c a l w a t e r s e n s i t i v e f o r m a t i o n I n v i e w o f t h e s e p r o b l e m s t h a t o c c u r r e d d u r i n g t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s i n t h i s t y pe of f o r m a t i o n m e a s u r e s s u c h a s o p t i m i z i ng th e d ri l l i n g s t r u c t u r e r e a s o n a b l e d r i l l i n g t o o l g r a d i n g u s i n g di a m o n d w i r e l i n e c o r e d r i l l i n g t e c h n o l o g y a n d l o w s o l i d -p h a s e d r i l l i n g f l u i d w a l l p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y a p p r o p r i a t e l y c o n t r o l l i n g t h e l e n g t h a n d t i m e o f t h e s f o o t a g e p e r r o u n d t r i p e t c w e r e t a k e n t o e n s u r e t h e s t a b i l i t y a n d e n g i n e e r i n g s a f e t y o f t h e d r i l l i n g ho l e w a l l t h e p r o b -l e m s i n t h e d r i l l i n g o f w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n s a r e e f f e c t i v e l y s o l v e d t h e c o n s t r u c t i o n p r o gr e s s i s a c c e l e r a t e d a n d t h e g o o d d r i l l i n g e f f e c t i s o b t a i n e d s o t h a t t h e p r o j e c t c a n b e s u c c e s s f u l l y c o m p l e t e d M o r e t h a n 9 500m o f d r i l l i n g w a s c o m pl e t e d i n t h i s d r i l l i n g p r o j e c t a n d t h e p u r p o s e o f g e o l o g i c a l p r o s p e c t i n g w a s a c h i e v e d w i t h g o o d e c o n o m i c a n d s o c i a l b e n e f i t s I n a d d i t i o n i t i s h o p e d t h a t t h e d r i l l i n g m e t h o d a p p l i c a b l e t o t h i s m i n i n g a r e a w i l l h a v e c e r t a i n r e f e r e n c e s i g n i f i c a n c e f o r t h e d r i l l i n g i n o t h e r s i m i l a r c o m pl e x w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n s K e yw o r d s w a t e r -s e n s i t i v e f o r m a t i o n l o w s o l i d -p h a s e f l u s h i n g f l u i d s t i c k i n g o f t o o l d r i l l i n g t e c h n o l o g y b o t t o m h o l e a s s e m -b l yB H A 收稿日期:20231120基金项目:金属危机矿山接替资源勘查立项(编号:200643043);中国地质调查局地质调查项目(编号:1212011085372) 作者简介:李振风(1986-),男,工程师,从事地质勘探行业钻探施工技术与管理工作,E -m a i l :578724928@q q.c o m ㊂0 引言水敏性地层即溶胀分散地层或水化剥落地层,遇水极易膨胀缩径,造成冲洗液增稠,钻头泥包,继而引起孔壁表面剥落,崩解或垮塌超径㊂本次钻探勘查施工的宝山矿区地质构造较复杂㊂该矿区钻遇地层有两个特点:一是第四纪表土层较厚,并且较松散,有的孔位堆积和回填物较厚,坍塌㊁掉块严重;二是炭质页岩厚度大,遇水膨胀,钻孔缩径严重㊂该矿34李振风:水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用第25卷第1期区存在多个断裂破碎带,地层软硬交替互层,钻进过程中易发生坍塌㊁埋钻等事故,属于典型的水敏性地层㊂因此,在钻孔施工过程中,孔壁的稳定性和冲洗液的性能指标是影响钻孔施工效率和钻孔质量的重要因素,也是本次钻探施工研究的重点与难点[1-5]㊂1工程概况1.1项目概况湖南省桂阳县宝山铅锌银矿边深部地质勘查工作于2020年9月起,至2021年9月止㊂该项目在实施过程中,基本按照 湖南省桂阳县宝山铅锌银矿边深部地质勘查实施方案 执行,但在实施过程中根据见矿效果及时调整了部分方案㊂主要实物工作量完成情况本次勘查工作主要由湖南省矿产资源调查所完成,宝山矿负责施工坑道和测量工作㊂2020~ 2021年完成的主要工作量有:竣工钻孔22个,共计9560m,主要为坑内钻探,少量地表钻探㊂1.2区域地质概况宝山矿田位于坪宝复式向斜的北端,区内地层比较发育,构造复杂,燕山期小岩体多,矿产资源丰富,地球物理㊁地球化学场特征显著,具长期地质发展历史㊂区域内岩石可钻性级别为4~7级,中等研磨性,岩石破碎㊁水敏性强㊂区内以坚硬至半坚硬的白云岩㊁白云质灰岩及炭质灰岩综合体为主,其次为半坚硬的泥质灰岩及中层状灰岩综合体,岩体完整性及稳固性较好,破碎带稳固性较差㊂灰岩㊁白云岩等碳酸盐岩岩溶化较弱,围岩蚀变以矽卡岩化为主,蚀变围岩硬度加大,但风化后强度显著降低㊂矿山内风化层较厚,一般达30~40m,最厚可达50~ 60m,风化岩石稳固性差㊂2项目施工情况2.1钻孔工程质量要求钻孔设计要求必须严格遵守‘地质岩心钻探规程“(D Z/T0227 2010),开孔采用146m m口径,终孔口径为75m m;钻孔终孔原则为钻穿矿体底板5.00~8.00m㊂钻孔终孔后用水泥全孔严实封孔,孔口标注标记㊂2.2主要施工难点分析据以往地质资料分析,该孔上部为泥质灰岩㊁炭质页岩地层,成岩性较差;下部为白云岩㊁石灰岩且软硬互层,岩性较致密,钻头适应性差,钻进效率低,且局部有溶洞,断层发育,易引起孔内钻井液漏失[6-7]㊂由于岩心采取率要求高,需采用绳索取心钻进工艺;但由于地层因素,岩心破碎㊁取心难度大,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故㊂施工地层炭质页岩水敏性强,钻进过程中井壁易失水缩径㊁坍塌,对冲洗液的抑制性和失水性等性能指标要求高[8]㊂该项目钻探工作量大㊁施工难度高㊁工期紧,对项目部的施工组织能力与技术保障要求也是不小的挑战㊂3钻孔施工工艺研究现以该项目施工的代表性钻孔K Z17402为例,进行钻孔施工工艺的具体阐述㊂3.1施工设备投入情况根据地质设计及技术要求等情况,设备选型㊁配套上把握 先进㊁适用㊁合理 的原则㊂考虑到该项目的任务为300~1200m以浅的钻孔,有斜孔也有水文孔,为确保按时完成任务,项目拟投入岩心钻机4台套(其中1台套为备用钻机),主要钻探设备情况见表1:表1主要钻探设备T a b l e1M a i n d r i l l i n g e q u i p m e n t设备名称型号规格数量额定功率/k W生产能力/m 立轴钻机X Y-6B1台套552000立轴钻机X Y-4T3台套301000柴油发电机组Y C D6Q23H82101台套120柴油发电机组Y C4D140-D313台套90钻塔S G X181副钻塔S G X133副泥浆泵B W-3201台25泥浆泵B W-2503台15绞车S J20004台5.52000 3.2钻孔结构及钻进施工情况分析该孔根据宝山矿区内岩石性质(岩石研磨性在弱~中硬之间),依据矿山地质设计的钻孔深度和终孔孔径,并结合自身设备能力与钻进工艺方法等综合考虑来设计钻孔结构㊂开孔采用直径150m m合金钻头或电镀金刚石钻头开孔,钻穿基岩一定深度后下直径146m m套管作井口管并用橡胶皮封堵好井口;换绳索P Q122m m绳索取心钻进300.00m,采心提钻,并下入直径114m m套管后换H Q96m m绳索取心钻进900.00m,下入直径89m m套管换N Q76m m绳索取心钻进至终孔㊂442024年2月地质装备钻孔一开钻进0.00~36.00m ㊂直径150m m 普通金刚石取心钻进,穿过4.50m 表层黏土后钻见灰岩,钻至36.00m 时,由于表土与岩层界面钻井液漏失严重,钻进困难,下入直径146m m 套管,用水泥固定井口,封闭井口,防止掉块㊁溢流㊂钻孔二开钻进36.00~235.00m ㊂采用P Q122m m 绳索取心继续钻进,钻至235.00m 时,由于灰岩裂隙发育,孔内漏水严重,下入直径114m m 套管㊂钻孔三开钻进235.00~850.00m ㊂下入直径114m m 套管后,采用H Q 96m m 绳索取心继续钻进㊂由于施工区域灰岩㊁炭质页岩遇水膨胀发育,该孔在300.00m ㊁600.00m ㊁700.00m ㊁900.00m 附近均出现不同程度的卡钻㊁井壁掉块㊁憋车㊁钻井冲洗液漏失等情况㊂钻至850.36m 后,孔内情况复杂,卡钻严重,钻机严重憋车,出现停车现象㊂考虑到孔内复杂情况,经研究下入直径89m m 套管㊂钻孔四开钻进850.00~1165.00m ㊂下入直径89m m 套管,最后采用N Q 76m m 绳索取心钻进至井深1165.00m 终孔㊂钻孔结构见图1㊂图1 钻孔结构示意图F i g .1 S c h e m a t i c d i a g r a m o f d r i l l i n g ho l e s t r u c t u r e 3.3 钻具组合及钻头选用情况分析考虑到宝山矿区全孔段地层复杂,水敏性岩层发育,为保证钻孔在钻进过程中安全与稳定,顺利完成钻孔的施工,该孔采用绳索取心钻进工艺㊂选用薄壁孕镶绳索取心钻头及对应扩孔器㊂鉴于岩层情况,选择胎体硬度H R C 30~35,金刚石浓度25%,金刚石粒度46~60目,也可根据地层情况调整胎体硬度及选择金刚石目数㊂如存在地层情况复杂,取心难度大等情况,可采用Q 3系列底喷钻头,使用半合管钻进㊂3.4 钻进技术参数分析钻进技术参数的选择是保证钻孔质量的关键,为确保钻孔6项质量指标,根据以下原则进行钻进参数选择:正常钻进时,应在机械能力㊁钻具管材强度允许的前提下,尽可能提高转速;在孔深㊁钻孔弯曲㊁超径的情况下或钻进强研磨性㊁破碎岩层时,钻压应适当降低;钻进过程中随着硬质合金㊁金刚石的磨钝,适当增大钻压;转速较高㊁岩石研磨性较强㊁岩石颗粒较粗时,选用较大泵量,反之则泵量应减小[9-12]㊂本次钻探施工采用的钻进技术参数如表2所示,并根据实际施工条件作出相应调整㊂表2 钻进技术参数选择T a b l e 2 D r i l l i n g pa r a m e t e r s e l e c t i o n 井段/m 井径/m m钻压/k N转速/(r ㊃m i n -1)泵量/(L ㊃m i n-1)0.00~36.0015012~1630~150150~25036.00~235.0012216~18230~48080~100235.00~850.009617~20350~50090~130850.00~1165.007610~18260~48080~1403.5 冲洗液现场配制与选择应用根据现场地质条件㊁钻进方法㊁钻孔深度和工程技术要求,正确选择使用润滑性能和排粉效果好的冲洗液㊂该孔现场配置钻井冲洗液的主要材料为:膨润土㊁纤维素㊁植物胶㊁P A N ㊁P A M ㊁C M C ㊁纯碱㊁腐殖酸钾㊁润滑剂等㊂配浆步骤如下:先加水,将土粉重量5%~8%的纯碱加到搅拌机内,再加膨润土粉搅拌均匀,静置24h 钠化后加入处理剂㊂用检测仪器测定新浆性能,合格后方可使用㊂若需加入几种处理剂,应按照先加分子量小的无机化学材料,再加有机高分子化学材料㊂3.5.1 冲洗液的选择钻进完整㊁孔壁稳定的地层,采用清水加聚合物的无固相冲洗液㊂钻进较完整㊁有轻度坍塌的地层,采用低固相有胶结性的优质泥浆㊂钻进未胶结或胶结很差的松散覆盖层时,在穿过覆盖层后下入套管护壁㊂钻进破碎㊁裂隙发育㊁掉块㊁坍塌或有不同程度的漏失地层,采用不同的优质泥浆做冲洗液;轻微漏失时可用增粘泥浆或堵漏泥浆,严重漏失时先进行54李振风:水敏性复杂地层深孔绳索取心钻进工艺研究与应用第25卷 第1期堵漏,然后再进行钻进㊂3.5.2 冲洗液的应用表土覆盖层为第四纪层,钻探施工冲洗液首先为泥浆,钻入完整基岩,下好套管后,再换低固相泥浆㊂遇到岩石破碎㊁孔壁坍塌时使用植物胶 腐植酸钾低固相的冲洗液,随孔深增加添加适量润滑剂或乳化剂;在中深孔施工中,为减轻钻进过程中的摩擦阻力及提高冲洗液携带岩粉能力,采用H P A N -H P A M 不分散低固相冲洗液㊂如遇到破碎带㊁小裂隙,采取灌注水泥浆封堵护壁;遇到井壁坍塌㊁缩径时,使用防塌剂或超重泥浆作冲洗液,控制井壁失水量来保护井壁;遇到大的断层或溶洞时,只有通过下套管来把它彻底隔离,然后换径继续向下施工㊂4 钻遇问题及解决措施矿区岩层水敏性发育,岩石破碎,取心难度大,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故,严重影响了钻探施工的进度,给安全高效绿色施工带来极大的挑战㊂通过对矿区地层情况分析和对岩性的初步识别判断,并结合钻孔施工所遇的具体问题,采取如下解决措施:(1)调整泥浆性能㊂矿区覆盖层较厚,一开钻进时采用单管取心工艺,起下钻时间多,辅助时间长㊂且由于岩性松软,黏土质成分较多,泥浆造浆严重,滤失量大,孔内缩径严重,致使钻井效率低,反复扩孔,施工效果不佳㊂针对此种问题,在扩孔时对泥浆性能进行了调整,提高泥浆p H ,循环净化除砂,全井彻底循环更换,降低滤失量及含砂量,提高了钻进效率㊂(2)优化钻孔结构㊂针对钻孔憋泵㊁取心困难等问题,采取优化钻孔结构的措施,增大开孔口径,增加套管程序,同时实际施工中采用超前裸眼钻进优化钻孔结构,为下部孔段留足安全储备口径㊂在复杂地层钻进时可适当增加钻头外径,如采用N Q+1或N Q +2的方式,增大外环状间隙,降低缩径和卡钻风险,也降低了循环压耗㊁憋泵等问题㊂在取心困难的岩层中钻进时应降低转速㊁压力和泵量,应适当控制回次进尺长度和回次进尺时间㊂(3)针对粘附卡钻的现象采取措施㊂加强泥浆的封堵防塌能力,控制滤失量,钻孔上部采用粗分散泥浆护壁,中下部采用低固相冲洗液护壁,确保在孔壁形成薄而韧的优质泥皮㊂严格控制起下钻速度,减轻抽吸作用所造成的孔壁失稳㊂(4)面对矿区钻探施工工作量大㊁难度高㊁工期短等施工挑战,制定完善切实可行的施工保障方案㊂以技术管理为支撑,严格落实安全㊁质量㊁进度㊁环保等各项要求,为项目的安全高效实施奠定坚实的基础㊂5 绿色施工及创新应用针对该项目施工地层及矿区环境特点,从人员㊁机械设备㊁材料㊁方法㊁环保㊁监测6个方面,建立完整的环境保护保障管理体系㊂在该项目实施过程中,加强绿色施工建设,充分分析评估该项目对生态环境可能造成的影响,在钻探施工过程中制定并做好详细的环境保护措施㊂(1)减少对植被㊁土地㊁地下水资源的破坏㊂在满足施工要求的前提下,减少场地占用,保护好不影响施工的树木,影响施工的树木做移栽处理㊂(2)减少施工对环境的污染㊂对钻探施工现场泥浆冲洗液循环系统沟槽做好防渗处理,设置废浆池,废浆静置沉淀后,取回上层浆水重复利用,减少废浆排放,不能利用的废浆委托第三方清运处理,现场做好各滴漏油液收集,减少对环境的污染㊂(3)采用绿色㊁无害㊁环保型低固相冲洗液㊂减少施工中泥浆冲洗液对矿区以及周边环境的影响,钻探施工中所用冲洗液尽量采用低固相冲洗液,遇复杂地层必须使用泥浆时,才可使用泥浆作为冲洗液进行钻进施工,尽量选择不改变土壤性质㊁不伤害植被㊁不破坏水质的泥浆材料㊂6 施工效果与经济分析针对该矿区地层水敏性发育,钻进过程中井壁易失水缩径㊁坍塌,易发生钻头泥包㊁粘附卡钻及埋钻事故等复杂地层钻进难点[13-16],通过优化钻孔结构㊁合理钻具级配,采用金刚石绳索取心钻进工艺和低固相钻井液护壁技术,适当控制回次进尺长度和回次进尺时间,保证了钻孔孔壁的稳定性及工程安全,加快了施工进度,取得了较好的钻进效果㊂在本次坪宝地区宝山矿区钻探施工过程中,由于工艺合理,措施得当,通过科学部署,精细施工,每台钻机台月效率达到450m ,纯钻时间利用率达到80%以上,具体施工进度分析如图2所示㊂经现场验收,钻孔各项质量技术指标均满足地质设计要求,达到了本次地质找矿的目的,并赢得了业主方的好评,取得了较好的经济和社会效益㊂642024年2月地质装备图2 施工进度分析F i g .2 C o n s t r u c t i o n p r o g r e s s a n a l ys i s 7 结语通过本次坪宝地区宝山矿区水敏性复杂地层的钻探施工,积累了以下几点经验体会:(1)在项目施工进场前,应通过现场踏勘㊁查阅矿区以往地质资料等方式了解矿区工程地质㊁水文地质㊁环境地质等资料,全面准确地掌握矿区地质概况与岩层属性等基本情况,从而为现场施工方案的编制与实施提供指导性意见㊂对施工中可能遇到的问题,应采取针对性措施,以利于项目的实施㊂(2)针对项目施工过程中遇到的粘附卡钻㊁埋钻等技术难题,通过加强管理㊁优化钻进工艺等措施进行技术攻关,取得了良好的施工效果㊂同时,在地层条件允许的情况下,通过钻孔结构优化设计和选择合理的钻探设备及施工工艺可有效提高钻探施工效率㊁降低施工劳动强度和节约施工成本,也有利于项目的组织管理㊂(3)该孔钻探施工钻井冲洗液采用不分散低固相泥浆,对钻进中破碎㊁分散㊁水敏性地层具有较强的封堵㊁抑制孔壁坍塌掉块作用,能够满足现场施工的要求㊂该泥浆冲洗液携砂能力强㊁流动性好㊁配制简单㊁维护方便,能有效地保证了钻孔取心质量和施工进度㊂(4)应加强组织管理,钻孔事故主要在于预防,预防主要靠人㊁靠责任心,有了责任心就能减少一些由于责任心不强而造成的孔内事故㊂遇到井内情况不明时,不要忙于进尺,要先把钻具提上来,分析情况,做好预防再进尺㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] 王达,何远信.地质钻探手册[M 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绳索取心钻进工艺在深孔铁矿勘探中的应用针对孔深超过1300～2000m时，原有绳钻设备、机具、工艺、技术无法达到钻探施工的要求。

为解决深度钻孔施工难题，通过对河南省新蔡县练村镇豫东南平原地区深部勘探应用实例，证明该方法可有效缩短工期，提高经济效益。

标签：绳索取心钻进深孔勘探0引言近年来，随着攻深找盲，深部勘探量日益增多，勘探深度1300～2000m的地质工作已经开始，这对绳钻队伍来讲，原有的设备、机具、工艺、技术已经无法达到钻探施工的要求，所以钻探工作者要为深部勘探做好技术准备工作。

1地层概况新蔡铁矿勘探区位于河南省新蔡县练村镇，钻孔位于豫东南平原地区，勘探区地势平坦，交通便利。

地质设计钻孔深度1380米，钻孔上部为第四系粘土、砂层，厚度在600～650m左右，下部为基岩层。

2钻探设备及机具的选择根据该区地层特点和地质要求，钻探施工选择主要设备和机具有：XY-6B 型钻机，NBB260/7型泥浆泵，JJ30-18mA字型钻塔，XJS71绳索取心钻杆1350m。

双管总成2套：∮146套管5～10m，∮114套管700m。

3深孔施工中采取的措施3.1鉆具级配和钻孔结构3.1.1钻具级配：深孔钻探必须采用合理的钻具级配，该钻孔采用如下级配：（1）开孔孔径∮152mm，钻具级配∮152mm钻头+∮146导向+∮68mm钻铤+∮89立轴钻杆；（2）孔径130mm，钻具级配∮133mm金刚石钻头+∮127导向+∮68mm钻铤+∮50钻杆+∮89立轴钻杆；（3）孔径77mm，钻具级配∮77mm钻头+∮71mm绳索取心钻杆+∮89立轴钻杆。

3.1.2钻孔结构：在厚覆盖层的地层中钻探，钻孔结构宜采用多级，对不稳定孔段采用套管隔离，以确保绳索取心钻进顺利进行。

根据本区钻孔穿越地层特点，采用如下钻进方法和钻孔结构。

（1）0～650m上部覆盖层孔段：采用∮153mm非取心复合片钻头钻进，当钻至砂砾岩层钻进困难时，更换∮133mm金刚石取心钻头钻进至完整砂质泥岩30～50m后；再使用∮127mm管子顺孔，通过电测井，以便掌握钻孔弯曲及孔径情况；然后下入∮114套管，并在孔口5～10m下入∮146套管，以防立轴下接头敲打上部套管；在套管内下入∮50钻杆离孔底10～20m，把钻杆和套管接头及立轴连接上，根据测井孔径准确计算水泥用量，先用泥浆冲孔循环一下，然后开始连续注水泥浆封闭套管和孔壁间隙，全孔封闭套管，避免造成钻进时套管打脱事故的发生，给下一步的施工造成困难。

绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用摘要：绳索取芯技术在深孔钻探施工中的使用可以有效避免施工过程中意外事故的出现概率，有效提升了工程进行的安全性。

绳索取芯技术的系统性较强，在实际使用的过程之中对于其设备的使用正确性有较高的要求，下文介绍了绳索取芯技术的使用优势和设备，并对当前绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用进行了论述。

关键词：绳索取芯技术；深孔钻探施工；应用情况一、绳索取芯技术概述绳索取芯技术在深孔钻探施工中的使用可以有效避免施工过程中意外事故的出现概率，有效提升了工程进行的安全性。

绳索取芯技术的系统性较强，在实际使用的过程之中对于其设备的使用正确性有较高的要求，下文对于绳索取芯技术进行了介绍。

1、技术的应用背景绳索取芯技术在金银矿以及多金属矿产开采行业之中应用较多，当前随着我国金属矿产用量的逐渐增加，钻探深度逐渐增加，矿层越深其结构的稳定性越差，在实际钻探过程之中可能会出现安全事故。

因此，在当前的矿产开采工作之中对于绳索取芯技术的需求逐渐提升。

同时，由于传统的钻掘技术无法达到当前的钻探深度，因此，我国的矿产开采企业开始更多的使用绳索取芯技术，该技术可以实现对地层的结构情况和成分的钻探和检测，对于深孔钻探施工的安全高效进行有很大的意义。

2、施工设备的选择绳索取芯技术的高质量应用和钻探设备有很大关系，在进行钻探设备的选择过程之中，技术人员需要对钻探地点的地质情况有初步的了解，根据其地质成分和设备使用成本来进行钻探设备的合理选择。

其次，为了保证钻探工作的进行效率，针对钻探机具进行合理的级配可以减少钻探工作的进行次数。

比如通过选择合适的机具可以在进行岩芯的检测过程中不需要取出全部的钻杆，减少了重复进行下钻工作的数量，提升了钻探工作的进行效率。

一般在选择合适的机具时，需要遵照三高一低的需求进行选择，即机具的转速高、钻头的强度高、工作进行效率高以及工作人员的劳动强度低。

在钻探工作的进行过程之中，钻探工作人员需要尽可能减少钻杆和岩壁的间隙，保证钻探工作的高效进行。

绳索取芯钻进技术应用及工艺分析摘要：在岩土钻探工程中，为了保障施工效率和质量，避免施工安全问题的出现，采用科学有效的钻探技术是十分必要的。

绳索取芯技术是一种十分常见的钻探技术，该技术可以不提出钻头、钻具也能获取岩心的钻探技术，其不仅能够节省人工成本的投入，还能够提升钻探工作的效率和质量，受到了我国钻探技术人员的青睐。

本文主要就绳索取芯技术在岩土钻探施工中的应用进行了相应的分析和说明。

关键词：绳索取芯；岩土钻探；技术应用绳索取芯技术不需要大量的人力资源亦可完成，其效率、质量、安全性相对较高，且对设备的消耗较低，所以受到了钻探施工人员的青睐。

随着该技术的广泛应用，其也在不断的改进和创新。

该技术不需要提出钻头、钻具也可以获取岩芯，在钻杆内部填满岩芯，然后从钻杆内将岩芯搬运到地面。

在实际施工的过程中，受到钻探地质、土层环境等因素的影响，钻探效果会产生一定的差异，所以技术人员要根据实际施工环境进行技术的应用和设备的选取，不能盲目施工。

如果选用绳索取心技术，首先要做好钻杆的检测工作，避免钻杆断裂、脱扣等问题，这些问题不仅影响钻探工作的开展，还会造成钻孔、器材的损失，进而影响工程效率和经济效益。

为此，如果钻探环境复杂，一定要结合实际情况进行施工，确保绳索取芯技术的有效性。

1、绳索取芯技术的应用范围由于该技术的普遍应用，我国对该技术已经有了一定的研究，但与发达国家仍有差距。

随着技术的进步，绳索取芯技术的应用范围也在不断的扩大。

目前其主要应用于岩土地质勘察、水利工程等方面。

在钻探工程中使用该技术要从多方面进行考虑，其中包括地层条件、钻头质量、辅助设备、钻孔深度等等，也要考虑工程的资金和资源成本，不仅确保钻探工作的技术性，还要保障其经济性。

目前，在我国该技术的使用效率已经达到了每月每台设备钻进600m-1000m，平均1小时钻进7-10m，且钻杆使用寿命较长，普遍在2万米左右。

从实际应用情况来看，该技术可以应用在各种环境之中，即使是6-9级的硬岩层，应用该技术也能够确保钻探的效率和质量。

矿山深孔钻探绳索取芯钻进技术的应用研究李军委1，李凤乐2，魏冬哲1（１．内蒙古自治区包头市昆都仑区核工业二〇八大队，内蒙古　鄂尔多斯　０１０４１０；２．山东省青岛市石大华通科技有限公司，山东　青岛　２６６４００）摘 要：众所周知，对于矿山开采将要面临的困难数不胜数，岩石、细砂等复杂地貌多见。

随着矿山开采历史的发展，开采技术也在不断革新。

新型工艺层出不穷，本文介绍的这种深孔钻探绳索取芯钻进技术，与往日使用开矿用的金刚石钻具不同，它属于液动冲击回转钻具，无论在工作效率还是精准度方面都比老式金刚钻式工具有明显提高，是一种现实可行的高效、优质且低消耗率的钻进工艺，此种技术的发展对于日后的矿山开采工程的顺利进行具有重要意义。

关键词：矿山开采；岩层状态；深孔钻探绳索取芯钻进技术中图分类号：Ｐ６３４．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０３－０２８１－２Research on Application of Wire Coring Technology in Mine Deep Hole DrillingLI Jun-wei1,LI Feng-le2,WEI Dong-zhe1（１．Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　２０８　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　Ｋｕｎｄｕｌｕｎ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，　Ｂａｏｔｏｕ　Ｃｉｔｙ，　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ，Ｏｒｄｏｓ　０１０４１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｓｈｉｄａ　Ｈｕａｔｏｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｓ　ｗｅ　ａｌｌ　ｋｎｏｗ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｎｕｍｅｒｏｕｓ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ，　ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｌａｎｄｆｏｒｍｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｒｏｃｋｓ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓａｎｄ　ａｒｅ　ｃｏｍｍｏｎ．　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｈｉｓｔｏｒｙ，　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ　ｉｎｎｏｖａｔｉｎｇ．　Ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｅｍｅｒｇｅｓ　ｅｎｄｌｅｓｓｌｙ．　Ｔｈｅ　ｗｉｒｅ－ｌｉｎｅ　ｃｏｒｉｎｇ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ．　Ｉｔ　ｂｅｌｏｎｇｓ　ｔｏ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ　ｒｏｔａｒｙ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ．　Ｉｔ　ｈａｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｌｄ　ｄｉａｍｏｎｄ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｏｏｌ．　Ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ，　ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，　ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｏｗ－ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｍｏｏｔｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Keywords:　ｍｉｎｉｎｇ；　ｓｔｒａｔａ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；　ｗｉｒｅ－ｌｉｎｅ　ｃｏｒｉｎｇ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ我国地大物博，地势复杂，复杂地层是矿山开采时最常遇到也是最为棘手解决的问题。

绳索取芯钻探技术浅析【摘要】“绳钻”技术，被广泛应用于岩芯钻探。

随地质勘探钻孔深度的不断增加，以及起下钻占辅助作业时间的逐渐增大，严重影响整体钻进效率。

因此，绳钻技术在地质勘探中得到广泛应用。

【关键词】地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺引言随着我国国民经济的发展，矿产资源供需形势严峻。

全国开展了新一轮地质矿区勘察工作。

钻探是深部找矿最基本的重要手段和技术方法。

所谓绳索取芯钻探，是不提钻而由钻杆内捞取岩心的先进钻进方法。

具有结构简单，钻进效率高，岩芯质量好，岩芯浸泡时间最短，钻头寿命长，劳动强度低等特点。

对于地质构造多变、地层条件复杂的钻孔，施工中常遇漏失、涌水、水敏性地层与矿层的坍塌等问题，严重影响绳索取芯钻进工艺性能的发挥。

1 设备选择1.1 配套三级绳索取芯钻具地质勘探中，搞好绳索取芯钻具三级配套，是解决地质勘探过程中复杂水敏性地层严重塌掉块、涌水、漏失等问题，实现安全高效钻进最有效的方法。

三级配套，是指S95钻具、S75钻具、S59钻具配套使用。

在钻进矿区地层之前，用S95钻具穿过复杂层下Φ89 mm技术套管（扣型为反扣，套管为外丝，接头为内丝），换S75+2绳索取芯钻具钻进至终孔。

如S75+2绳索取芯钻具再遇较大漏失或坍塌难以处理时，则以Φ71mm为套管换S59绳索取芯钻具钻进至终孔。

1.2 附属机具配置由于绳索取芯钻进是满眼钻具环状间隙小，对冲洗液的质量有较高要求，所以，现场必须配泥浆搅拌机，且能在钻孔漏失情况下，满足不停止钻进配置泥浆的需要。

深孔或超深孔（1000～1500m以上）施工，应采用新钻杆或加强型钻杆以提高钻杆的密封性与强度；采用加强型夹持器和双滑车系统与其配套，以达到预防与减少孔内事故，实现安全高效钻进目的。

各类机械配件及泥浆材料等为钻机提供可靠后勤保障，减少停待料时间提高生产效率。

2 钻进工艺及参数选择2.1 钻孔结构的设计应根据钻孔目的、孔内岩层及可能遇见的复杂情况、钻孔深度和终孔孔径等因素来设计钻孔的孔身结构。

深孔绳索取芯钻探技术应对探析摘要：本文主要针对深孔绳索取芯钻进在坍塌缩径地层的技术实践进行探讨，供同行参考。

关键词：深孔；绳索取芯钻探；技术应用1 深孔绳索取芯钻进的特点深孔绳索取芯钻进，有如下特点：①孔壁与钻杆环状间隙小，冲洗液上返阻力大，泵压高。

②钻杆柱在孔内受力复杂。

③深孔地层压力平衡问题。

在深孔复杂地层中采用绳索取芯钻进，以上特点尤为突出，其中最难的是坍塌缩径地层的绳索取芯钻进。

2 坍塌缩径地层的成因所谓坍塌缩径地层，是指钻孔孔壁容易坍塌或者容易产生膨胀缩径的地层。

此类岩层，一般强度和硬度低，或呈水溶、水化、水蚀、水敏特性，其弹塑性呈极低或极高状态。

其岩层在形成过程中或形成以后，由于扭转、挤压、风化、沉积、溶蚀等内、外动力地质作用，形成松散层、破碎带、断层、孔隙环境、裂隙环境以及溶隙性环境。

当钻孔进入后，岩层由三维受力变为一维受力状态，岩层特性、钻柱扰动和冲洗液浸泡、冲刷造成钻孔孔壁不稳定，或坍塌或缩径或两者兼而有之。

那么为什么会产生孔壁坍塌缩径呢？孔壁坍塌缩径的作用机理是怎样的？分析原因，包括以下3个方面：①地质因素。

地层自重应力和上覆附加应力、构造应力释放、孔隙毛细水压力或承压水压力、岩层层理或片理构造、岩层松散破碎无胶结成分或胶结成分很少，或者部分水蚀、水化、水溶后呈高粘性。

②工程因素。

起钻抽吸作用及下钻液动压力作用、钻进泵压作用，冲洗液对孔壁的侧压力平衡，冲洗液冲刷作用，钻杆碰撞。

③物理化学因素。

岩层中的湿陷性黄土、粘土质（蒙托石、伊利石、高岭石）等含量重，遇水膨胀缩径；水敏性（如部分辉长岩）、水溶性（如炭质板岩破碎带、蚀变带，石膏）、水化性（如凝灰岩、白云岩）、水蚀性（如煤层）地层遇水膨胀缩径，或者因为水浸泡后强度降低，扰动造成坍塌，坍塌后包钻，经回转扰动而表面呈糊状、浆状、泥状，粘滞性增大，吸水膨胀缩径；冲洗液以及部分矿物质盐对岩层的化学作用，例如矿石中硫化物在浸蚀基准线以下，由于地下水位多次升降对岩层浸蚀，使岩石脆性增大、强度降低。

深部钻探泥浆护壁技术研究与应用蔡正水;朱恒银【摘要】随着深部钻探工作的深入开展,孔内施工条件空前复杂,有了更多的不可预见性,施工风险大幅度增加.钻孔孔壁的稳定成了工作的重中之重.因此,各个施工单位和机台都把泥浆的使用和维护,作为施工的重要内容去抓.本文从钻遇不同的地层着手,探讨泥浆在各种地层情况下的配比、使用、维护和废浆处理.【期刊名称】《安徽地质》【年(卷),期】2016(026)003【总页数】5页(P212-216)【关键词】泥浆体系;不同地层;泥浆性能;使用和维护【作者】蔡正水;朱恒银【作者单位】安徽省地质矿产勘查局313地质队,安徽六安 237010;安徽省地质矿产勘查局313地质队,安徽六安 237010【正文语种】中文【中图分类】P634.62泥浆与护壁技术的优劣是深部钻探成败的关键之一。

近年来，我们根据深部钻探及科学钻探需要，针对不同岩矿层、钻孔类型、孔深和口径开展了泥浆与护壁技术研究，并取得可喜的成果。

本文着重介绍其研究与应用情况。

1.1 松散软地层松散软地层主要为黏土、淤泥、砂、砂砾石、砾卵石、泥岩、灰岩等。

这类地层用泥浆护壁主要是增加孔壁地层颗粒之间的胶结力和孔壁地层的抑制性（黏土、淤泥层）。

关键措施是选择细分散泥浆体系，通过增加泥浆中的黏土含量，加入有机或无机增黏剂等方法来提高泥浆黏度。

体系中除黏土、Na2CO3和水外，往往加入提黏剂、降失水剂和稀释剂（或抑制剂）。

该泥浆体系的配方：膨润土10%～15%+CMC0.1%～0.5%（可选择低黏、中黏或高黏）+KHm（腐殖酸钾）2%～4%（或NaHm）。

主要性能指标：密度1.10～1.15g/ c m3，黏度2 5～4 0 s，滤失量≤15ml/30min。

该泥浆体系曾用于安徽霍邱和阜阳地区铁矿区第四系覆盖层（厚200～600m）、上海市地面沉降监测标孔、三维地质取样孔（第四系黏土及粉砂质黏土、砂砾层厚300～400m）、北京市地面沉降监测标孔、三维地质取样孔（第四系黏土、砂、砾卵石层最高厚950m）以及环境科学钻探，解决了孔壁缩径、超径、坍塌问题，完全满足松散软地层护壁要求。

绳索取芯钻进钻杆内壁泥皮固结的原因及对策随着绳索取芯钻进方法的不断发展进步，极大的促进了岩芯钻探工作的效率和变革，与之传统的钻进方法有着极大的优越性。

但是在长期的应用过程中我们也发现在复杂地层钻进，使用泥浆护孔，钻杆内壁往往会不同程度的形成一层泥皮，严重的会阻碍内管的投放，从而直接影响绳索取芯钻进的应用。

针对以上现象，结合我的工作实践，对这一现象形成的机理以及应对方法进行一些探讨。

标签：绳索取芯钻探泥皮固结1现象与分析使用绳索取芯钻进方法在复杂地层中钻进，如使用泥浆护孔等措施会不同程度的在钻杆内壁形成一层固态的泥皮，影响取芯器的下放或提取，泥皮的形成与泥浆性状、失水量、钻速以及回次时间有关。

提取钻杆内壁固结物进行分析，其中泥浆中较大颗粒固相物质，以及岩粉颗粒等占绝大多数。

另外，在生产实践中我们发现在使用高转速（849转以上）泥皮固结现象较严重，转速较低则这一现象较弱，对此我认为这主要是因为在较高的转速下固体颗粒会产生较大的离心惯性力，从而附着在钻杆内壁上，逐渐形成一层固态层。

但是形成泥皮是复杂地层护孔的需求，如何解决这一矛盾是我在以下章节中要探讨的。

2形成钻杆内壁泥皮的机理探讨在生产实践中，我们可以发现在绳索取芯钻进时形成钻杆内壁泥皮固结需具备以下几个要素：（1）复杂地层钻进需要使用泥浆以及高分子物质护孔且护孔液粘度较高。

（2）较高的转速（3）钻杆内冲洗液流速较低。

形成钻杆内壁泥皮的主要原因是在钻杆高速旋转下，冲洗液中固态颗粒在离心惯性力作用下被抛向钻杆壁，护孔液中粘度较高的高分子聚合物形成的网状结构包裹住固体颗粒，在冲洗液径向冲刷力不能冲除的情况下逐渐形成稳定的泥皮层，在这一进程中护孔液中的高分子物质以及泥浆中的微小颗粒又是维护孔壁稳定不可缺少的条件，因此如何解决护孔问题，钻杆内泥皮固结问题这一矛盾就是以下章节需探讨的。

3各种因素对形成钻杆内壁泥皮的影响及解决方法在产生钻杆内泥皮固结的多种因素中有些因素是体现绳钻优势的关键因素，较难以改变，而有些因素则可以通过优化组合，在不改变维持孔壁稳定，又要钻进效率的情况下，找到一个平衡，从而解决问题。

浅谈绳索取芯钻孔泥浆技术在新疆吐鲁番鄯善沙尔湖煤田勘查工程中的应用摘要：本文结合作者在新疆沙尔湖煤田勘查的工程实例，在施工过程中，通过对泥浆技术的攻关，钻孔质量、钻探效率得到了提高，钻探成本得以下降。

对水敏性地层从事煤田勘探技术提供了宝贵的经验。

仅供同行参考。

关键词：煤田勘查；绳索取芯钻孔泥浆技术；钻孔技术1概述2008年10月，我队进入沙尔湖煤田金水沙西煤矿勘探。

这是我队第一次在漏失严重的水敏性地层从事煤田勘探工作，截止到2009年6月20日，两台钻机共计完成4276.25米，期间报废362米钻孔一个，丢失钻具324米。

2010年9月，我队派一台XY_6B钻机进入新疆地矿局第一地质大队沙尔湖煤田湘煤集团工地施工，此次采用绳索取芯工艺。

由于孔壁间隙小，孔内特别是进入主煤层后（巨厚煤层，我队在新疆沙尔湖煤田施工的钻孔中单层煤最厚达273.5米）根本就不返浆，稍不注意糊钻、埋钻甚至烧钻事故就会发生。

通过不断的探索，我们主要在泥浆的护壁和降失水量上下功夫，通过对泥浆技术的攻关，很好的保护了钻孔孔壁，历时45天完成钻孔450.28米，取得了在沙尔湖煤田绳索取芯工艺钻探的宝贵经验。

2钻孔泥浆技术2.1覆盖层类覆盖层多为第四系冲洪积砂砾石、淤积亚砂土和风积沙等岩石，厚度一般20米-30米。

冲洪积砂砾石属于胶结性很差的地层，极易出现坍塌和漏失；沙尔湖覆盖层中的砂砾石裂隙充填有淤积亚砂土和风积沙，所以坍塌和漏失的程度有所减小，维持钻进不成问题；如果泥浆控制不好，砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙极易被水冲刷，此时，砂砾石裂隙暴露出来，其结果还是产生坍塌和漏失。

所以，如何保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷是我们解决的重点问题。

要保护砂砾石裂隙中的淤积亚砂土和风积沙不被冲刷，孔壁必须要形成一层保护泥皮，膨润土是形成泥皮的基础原料，膨润土加量多，形成的泥皮厚，但泥浆失水量大，时间一久，淤积亚砂土中的土由于吸水，裂隙还是会暴露出来，最终结果还是坍塌漏失，考虑到覆盖层厚度小，在穿过覆盖层后，淤积亚砂土还未吸足水前，我们就用套管彻底隔离覆盖层，这样达到了保护孔壁的目的。

世界有色金属 2021年 3月下172探讨绳索取芯技术在岩土钻探施工中的应用问题及建议胡传宏（山东省物化探勘查院，山东　济南　２５００１３）摘 要：所谓绳索取芯技术，是一种先进的岩土地质钻探工艺技术，指的是在钻探施工的钻进过程中，如果钻杆内的岩心管已经被岩心装满，那么可以不将孔内钻杆提升到钻孔地表，直接借助岩心钻探专用打捞器将岩心管提取到地面。

目前，我国的绳索平均月效率已经超过６００ｍ～１０００ｍ，平均工作效率已经在７ｍ／ｈ～１０ｍ／ｈ以上。

也就是说，钻杆的综合使用寿命已经在２００００ｍ以上。

但是，在实际的钻探施工过程中，发现并不是每一次应用绳索取芯技术，都可以获得预期的钻探效果。

尤其是在岩土钻探施工中，必须要对实际的钻探条件进行充分的考虑，例如钻孔深度、钻头质量、绳索取芯钻具等。

只有选择与实际情况最符合的钻探技术，才能够获得相对理想的钻探效果。

基于此，本文重点针对绳索取芯技术在岩土钻探施工中的应用问题及建议进行了详细的分析，以供参考。

关键词：绳索取芯技术；岩土钻研施工；应用中图分类号：Ｐ６３４．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０６－０１７２－２This paper discusses the application of rope coring technologyin geotechnical drilling construction and its suggestionsHU Chuan-hong（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，　Ｊｉｎａｎ　２５００１３，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｔｈｅ　ｓｏ－ｃａｌｌｅｄ　ｒｏｐｅ　ｃｏｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａｎ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ，　ｒｅｆｅｒｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｉｆ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｐｉｐｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｉｐｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｆｕｌｌ　ｏｆ　ｃｏｒｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｔｈｅ　ｈｏｌｅ　ｄｒｉｌｌ　ｐｉｐｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｒｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｅｘｔｒａｃｔｏｒ，　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｔｕｂｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ．　Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｍｏｎｔｈｌｙ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｐｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｈａｓ　ｅｘｃｅｅｄｅｄ　６００ｍ～１０００ｍ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｂｏｖｅ　７ｍ／ｈ～１０ｍ／ｈ．　Ｉｎ　ｏｔｈｅｒ　ｗｏｒｄｓ，　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌ　ｐｉｐｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　２０，０００　ｍ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｎｏｔ　ｅｖｅｒｙ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｐｅ　ｃｏｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｏｂｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ．　Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ，　ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｆｕｌｌｙ　ｃｏｎｓｉｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｄｅｐｔｈ，　ｂｉｔ　ｑｕａｌｉｔｙ，　ｃｏｒｉｎｇ　ｔｏｏｌ　ａｎｄ　ｓｏ　ｏｎ．　Ｏｎｌｙ　ｂｙ　ｃｈｏｏｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｈａｔ　ｉｓ　ｍｏｓｔ　ｉｎ　ｌｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｉｄｅａｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｂｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｐｅ　ｃｏｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ａ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Keywords:　ｒｏｐｅ　ｃｏｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ在实际的岩土钻探施工中，绳索取芯技术的应用发挥着十分重要的作用。

248浅谈绳索取心堵漏技术叶尔那·胡沙音（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆 阿勒泰 836500）摘 要：钻孔漏失是指在钻进过程中，泥浆渗入地层的一种现象，泥浆池液面非正常下降，孔口返浆量减少或不返浆，孔内水位下降甚至测不出水位（干孔）。

钻孔漏失对钻探施工危害极大，轻则增加泥浆成本，严重时导致无法正常钻进，甚至钻孔报废。

目前国内在堵漏方面，石油钻探搞得较好，引进石油泥浆堵漏防漏技术有效的解决了今年大多数钻孔漏失问题，为今后施工打下了初步的技术基础。

关键词：绳索取心钻探；漏失；堵漏技术中图分类号：P634.5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）03-0248-2收稿日期：2020-03作者简介：叶尔那•胡沙音，男，生于1985年，哈萨克族，新疆人，本科，工程师，研究方向：固体岩芯钻探。

1 钻孔漏失的危害大多数钻孔都会发生漏失，钻孔漏失对钻探施工造成极大的危害，主要表现在以下几个方面：（1）增加泥浆成本。

堵漏要消耗大量的泥浆材料，说一个孔的大部分泥浆材料都漏掉了，一点也不过分。

（2）延长施工期。

孔漏到无法继续钻进时，必须停下来进行堵漏，少则几个小时，多则几天甚至几个月。

（3）造成粘附卡钻。

堵漏泥浆往往造成粘度大，固相含量高，如果润滑性跟不上，就可能发生钻具与孔壁粘附卡钻。

（4）造成孔塌埋钻事故。

钻孔漏失使孔内液面下降，液柱压力降低，使得液柱压力不能平衡地层压力，导致孔塌，甚至埋钻，如果处理不当，还会导致部分孔段或整个钻孔报废，造成巨大的经济损失。

（5）影响地质资料的准确性、钻孔冲洗液大量漏失后，大多出现大量的掉块，混入岩心中对地层就无法正确鉴别[1]。

2 冲洗液漏失的因素冲洗液漏失的原因分为自然因素和人为因素。

2.1 冲洗液漏失的自然因素①地层中存在孔隙、裂隙、断层或溶洞，并且相互贯通，使泥浆有流动通道。

②泥浆液柱压力大于地层中的液体、气体的压力。

③泥浆柱压力及侧压力大于地层自身破裂压力，将地层压裂，产生孔漏俗称“压漏”。