金刚石钻进中泥浆的使用与护壁堵漏
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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。
钻探施工中泥浆的使用探究摘要:钻探施工中,泥浆的使用与管理是保证钻探施工顺利进行的关键。
制浆材料、泥浆处理剂的选用和配比直接关系到泥浆性能的优劣和效能的发挥。
文章分析了各种常用制浆材料及化学处理剂的性能以及在泥浆中所起的作用,阐述了在钻探施工中泥浆的调制方法和管理原则,为钻探施工中泥浆的使用管理提供了借鉴经验。
关键词:钻探施工泥浆使用泥浆是由水和细黏土组成的、具有乳浆稠度并用于注浆成形的一种混合物。
在钻探施工中,为了稳定孔壁,通常采用泥浆护壁的方式保证孔壁不坍塌。
另外,泥浆具有良好的携渣能力,可有效减少孔底淤积物的形成,减小混凝土流动阻力等。
同时,泥浆随着钻头钻入井下的过程还可冷却钻头、固着井壁并将岩屑带到地面的作用。
泥浆质量的好坏严重影响到钻探施工的质量。
1制作泥浆的材料对于制作泥浆材料的选择,我们主要分以下几方面:(1)水。
制作泥浆的水最好是自来水,但是由于钻探施工的场地通常位于田野或者山区,全部采用自来水是不现实的。
因而,我们要求所选的水只要钙离子的浓度不大于1*10-3,钠离子的浓度不大于5*10-4且酸碱浓度为中性的水即可。
但是如果选用的水含有大量的盐类,如海水,或者性质不好的地下水,那么容易造成性能指标不达标、稳定性差的泥浆。
(2)黏土。
黏土的性能和质量对泥浆性能以及泥浆处理剂的使用效果有很大影响。
黏土的分类很多,根据钻孔的深度和地质情况的不同,通常分为普通粘土泥浆和油田泥浆。
应根据不同场合选用合适的黏土,如正常情况下一般选用水化性强、吸附性好的膨润土。
在野外钻探施工中选择优质黏土的方法为:第一,应有良好的抗剪性,干燥后其后边棱应尖锐有力。
第二,切开黏土,切面应紧致有光泽。
第三,加水搅拌均匀后可制成塑性好的泥条,而且粘在手上不易清洗下去。
第四,吸水性好。
(3)泥浆处理剂。
现在流行于市场泥浆处理剂的种类繁多,按其作用可分为加重剂、降黏剂以及增黏降失水剂等。
我们应根据使用经济、性能可靠的原则选用合适的泥浆处理剂,下面针对不同的泥浆处理剂作详细阐述:加重剂通常用于涌水钻孔压涌处理,我们需要将适量重晶石粉混合到泥浆中,用于提高密度、黏度以及凝胶浓度等。
矿区复杂地层钻进护壁堵漏措施胡 栋(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队,新疆 昌吉 831100)摘 要:通过对新疆富蕴县别也萨麻斯矿区复杂地层条件下,钻进中护壁与堵漏方法与应用进行研究,归纳总结复杂地层条件下堵漏与护壁经验,采用水泥护壁堵漏能提高成孔率。
关键词:富蕴县;锂矿;钻探;护壁堵漏中图分类号:P634.8 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2018)05-0249-2Plugging measures of drilling wall in complex strata of mining areaHU Dong(The 701 team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region Nonferrous Geological Prospecting Bureau, Changji 831100,China)Abstract: Through the study of the method and application of the wall protection and leakage blocking in the complicated strata of the Fuyun County of Fuyun County, Xinjiang, the experience of leakage and wall protection under complex formation conditions is summarized, and the pore forming rate can be improved by using the cement wall to plug the leakage.Keywords: Fuyun County;Lithium Ores;Drilling;Wall plugging护壁又称护孔。
金刚石钻探在复杂岩层中护孔、堵漏的综合治理摘要金刚石小口径钻探在复杂岩层钻探时,坍塌、掉块、缩经、漏失、涌水等现象严重影响了钻探施工、质量、工期和成本,本文作者以多年在豫西地区的钻探工作实践,总结了采用综合治理方法处理复杂地层取得的方法与措施,以供同行参考与借鉴。
关键词复杂岩层;破碎;坍塌;掉块;漏失;护孔;堵漏;综合治理中图分类号TU 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)061-0178-01复杂岩层是一个客观存在,在钻探过程中随时都可能遇到。
作者长期在豫西地区从事地质勘探钻探工作,该区地处秦岭东西构造带,蕴藏着丰富的有色金属资源。
这些矿产在成因上几乎与各种构造密切相关。
因此,该区内的各矿区,大都是地质构造纵横交错,古老的变质岩有的完整坚硬打滑;有的破碎如同沙豆;有的破碎孔段厚达百米;坍塌、掉块、漏失、涌水现象屡见不鲜;因断层高龄土化引起的缩径也常常遇到;某些张性构造的岩层中会遇到大大小小的孔洞。
这些复杂地层给我们的钻探施工带来了许多困难。
几十年来饱尝了复杂岩层钻探困难的滋味。
特别在小口径钻探中,由于对坍塌、掉块、漏失缺乏有效的治理手段,使钻机生产受到严重影响,台月效率一直徘徊在一百余米的水平,且不少钻孔质量底下。
自20世纪八十年代初开始试用金刚石小口径钻进起,到实现金刚石小口径化的时期内,复杂地层钻进已成为一项主要的技术攻关项目。
通过漫长的道路,艰苦的探索,特别是在经历了多次失败以后,使我们认识到,在情况多变的复杂岩层中,单一的治理手段是行不通的,必须走综合治理的道路。
1 综合治理的发展过程1.1 初始期(六、七十年代)使用当地红土加碱和盐搅拌泥浆,取得初步发展,但泥浆质量同金刚石钻头的要求很不适应;后改用磁县土造浆,情况有所改善。
以后一连数年所施工的多数钻机主要是浅部孔壁掉块。
1.2 发展期(八十年代到目前)1)进行了土源换代,从试验到全面推广应用了山东高阳土粉,优选了非分散低固相优质泥浆,大大改善了泥浆质量,为高产、高效、低成本创造了良好条件。
钻井泥浆第一节钻井泥浆的分类与造浆粘土第一单元钻井泥浆的分类按适用条件,可以把泥浆分为:①用于沙层、砾卵石层、破碎带等机械性分散等地层的泥浆,简称松散层泥浆;②用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的抑制性泥浆,简称水敏抑制性泥浆;③用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆,简称水溶抑制性泥浆;④用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆,简称硬岩钻进泥浆;⑤用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆;⑥用于超深井、地热井等高温条件下的抗高温泥浆。
配制泥浆用的基本液体是水或油。
若粘土在水中分散形成的泥浆即以水为连续相的泥浆称为水基泥浆;若粘土在油中分散形成的泥浆即以油为连续相的泥浆称为油基泥浆。
大部分钻井场合下,使用成本较低,配制方便的水基泥浆。
油基泥浆在一些特定情况下使用,它又分为油包水乳化泥浆和油基泥浆两种类型,前者油水比在50~80和50~20之间,后者含水量不超过5%。
从粘土在泥浆中的分散程度来看,又可将水基泥浆划分为细分散淡水泥浆、粗分散抑制性泥浆和不分散低固相泥浆。
细分散淡水泥浆是靠粘土在水中高度分散得到,是泥浆的早期类型。
泥浆中的含盐量小于1%,含钙量小于120PPM,不含抑制性高聚物。
其组成除粘土、碳酸钠和水外,为了满足钻井需要,往往还加有降失水剂和防絮凝剂(稀释剂)。
依所加处理剂的不同,可有铁铬盐泥浆、木质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆等。
虽然这类泥浆在稳定性、流动性和对地层抑制性方面存在明显缺陷,但在一些以提高泥浆粘性为主的钻井场合还常使用。
粗分散抑制性泥浆是在细分散泥浆的基础上,加入无机聚结剂,使粘土颗粒适度变粗,同时加入有机护胶处理剂而形成。
它对井壁岩土的分散有抑制作用,自身抗侵能力强而且性能稳定、流动性好钻进效率高,在钻井工程中得到广泛的应用。
这类泥浆的含盐或含钙量较高,具体又分为钙处理泥浆(含钙量大于120MG/L,如石灰泥浆、石膏泥浆、氯化钙泥浆),盐水泥浆(含盐量大于1%,如盐水泥浆、海水泥浆、饱和盐水泥浆)和钾基泥浆(KCl含量大于1%)。
地质钻探中冲孔与护壁堵漏技术简要论述张建国;张文新【摘要】冲洗钻孔的目的是利用冲洗液较强的携带能力以及速度将钻头切削下来的岩石碎屑、岩石碎块携带至钻孔外,同时利用冲洗液对钻头降温,避免烧毁钻头和保持钻头性能稳定。
常用的冲洗钻孔的循环方式有正循环冲孔法、反循环冲孔法、局部反循环冲孔法、冲洗液内循环法。
护壁堵漏是保证钻孔孔壁稳定和冲洗液正常循环,确保钻进正常进行的必要条件。
【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P55-57)【关键词】冲孔;冲洗液;正循环冲孔法;反循环冲孔法;局部反循环冲孔法;冲洗液内循环法护壁堵漏【作者】张建国;张文新【作者单位】中铁隧道勘测设计院有限公司,天津 300133;中铁隧道集团技术中心,河南洛阳 471009【正文语种】中文【中图分类】P634随着我国基础建设快速发展以及隧道施工技术的巨大进步,特长隧道在铁路、高速公路、水利建设等基础建设中的存在已经是司空见惯。
特长隧道埋深都较大,一般在800~2 000 m,个别隧道埋深甚至超过3 000 m,精确进行隧道地质勘察已成为隧道设计、施工的前题。
地表踏勘、物探等手段不能准确反映拟建隧道的真实地质及水文地质等情况,地质钻探能有效弥补踏勘、物探不能实现的各项目的,准确直观反映拟建隧道地质岩性类别、地质构造、水文地质等情况。
然而地质钻探技术复杂,受制约因素较多,诸如岩石破碎程度、岩石强度、地下水位、深度,以及机械设备等都将严重制约地质钻探工作的成败,其中地质钻探中的冲孔与护壁堵漏技术是地质钻孔成败的最直接、甚至致命的原因,正确选择冲孔技术、冲洗液材料与护壁堵漏技术是地质钻探工作必须慎重选择且不可绕过的首要工作。
冲洗钻孔是地质钻探施工过程中的一个重要环节,在钻进过程中,钻头不断切削、破碎岩石,产生大量岩粉与岩石碎块,同时钻头与岩石之间的摩擦会产生大量热量,如果此时不能将钻头切削产生的岩屑、岩块送到钻孔外,会造成钻头再次对岩屑、岩石碎块进行破碎与切削,至使功效下降,消耗增加;当岩屑、岩石碎块堆积到一定程度时,随着摩擦力的增大,可能造成埋钻事故,致使地质钻探工作失败;钻头与岩石之间的摩擦产生大量热量,如果不及时进行降温处理,当摩擦产生的热量达到一定温度时,会烧毁钻头,造成烧钻事故。
谈煤田地质钻探施工中的水泥护壁堵漏的几种方法[摘要]在煤田地质钻探施工过程中,钻孔坍塌漏失是经常出现的问题,容易引起报废钻孔的事情发生,如何科学合理的处理钻孔坍塌漏失问题,关键在于采用的钻孔护壁堵漏工艺。
自二十世纪四十年代起,水泥就开始用于煤田地质钻探钻孔护壁堵漏工艺中,主要起到止水和封水的作用。
作为一种重要的固结材料,水泥跟其他的堵漏材料相比有很多优点,主要包括使用方便、成本较低、利于灌注和无环境污染等优点,水泥的渗透能力也比较好,与岩石的固结性能好,并且稳定耐久,有很高的强度。
水泥护壁堵漏工艺在煤田地质钻探钻孔施工中是很重要的环节,本文简要介绍的在煤田地质钻探钻孔施工中水泥护壁堵漏工艺的几种有效使用方法对保障钻孔顺利施工有较好指导意义。
[关键词]煤田地质钻探钻孔坍塌漏失水泥护壁堵漏工艺使用方法在煤田地质钻探钻孔施工过程中,当钻进过程遇到溶洞、裂隙发育带、构造破碎带这些复杂地层时,通常会导致钻孔冲洗液的漏失。
要解决好漏失问题,可以通过水泥护壁堵漏工艺来解决。
在水泥护壁堵漏工艺中,水泥浆必须具备一定的流变性能,其流动性要好、凝结的时间要适当、要具有一定的强度和比较高的粘结度。
由于煤田地层比较复杂,水泥护壁堵漏工艺的使用经常会遇到各种问题状况,必须要引起人们的足够重视。
本文主要介绍了煤田地质钻探钻孔施工中水泥护壁堵漏工艺的几种使用方法。
1快干水泥堵漏方法在进行钻孔护壁堵漏时,普通的水泥因为凝结的时间比较长通常不能满足护壁堵漏的各种要求,要想缩短水泥凝结的时间,可以加入一定量的速凝剂,通常使用的速凝剂主要有石膏、水玻璃、铝酸钠和氯化钙等,这种水泥称之为快干水泥。
快干水泥初凝时间较长,终凝时间比较短,泵入安全性比较高。
1.1适用的漏失地层快干水泥堵漏工艺适用于小溶洞漏水和有裂隙的地层。
一般在冲洗液流动进多出少的小裂隙漏失层较为有效;如果冲洗液流动只进不出则需要配合惰性材料才有效。
1.2材料的选择(1)快干水泥原材料应首选硫铝酸盐水泥,其次是普通硅酸盐水泥。
浅谈金刚石矿钻孔施工工艺1 工程概况1.1、概况安徽省宿州市栏杆-褚兰地区金钢石普查,通过前期工作,在吴庄东C-5-2、C-10岩管和C-13巖体中橄榄玄武岩、玄武质角砾熔岩、火山砾岩和辉绿岩内发现了原生金刚石晶体及大量指示矿物。
为加大金刚石找矿力度,决定采用钻探方式对矿山进行勘查。
本次钻孔位于宿州市栏杆镇老寨山,交通较为方便。
1.2、钻探施工技术条件①施工道路:该项工程勘查位于丘陵区,施工区内道路较为便利,施工机械均可用汽车运到现场附近,距离孔位约500米,采用小型运输机械运输到孔位,总体上交通较为方便。
②供水:距离孔位约300米处有一处水塘,采用泵送供水至施工现场集水箱。
2 工程质量要求2.1、岩矿芯采取率①岩芯采取率应大于85%,当采取率小于85%时,采取补救措施。
②在疏松、易碎矿层中,使用的钻探工艺应满足保持矿石原有结构特点和完整性。
为防止钻进中漏矿,应严格控制钻进回次长度及回次采取率。
③进入矿层时,必须严格遵守操作规程,进入矿层回次进次不得大于二米,且纯钻时时间不宜过长,以免造成矿芯破碎和磨损,影响矿芯采取率和矿石品位。
对打薄、打丢的矿层,必须用偏心补采。
2.2、钻孔弯曲度测定①钻孔均应按《岩芯钻探规程》要求测定顶角和方位角,并修正钻孔实际位置。
钻孔不同孔深的各测点实测角与开孔设计顶角之差不得超过下表。
②开钻后50行一次弯曲度测定并校正钻孔深度,误差不超过规定要求;以后每100米进行一次弯曲度测定并校正钻孔深度,在见矿点增加一次弯曲度测定。
③进出矿体应测量顶角、方位角和孔深。
④钻孔结构要求:钻孔开孔直径不得小于150mm,终孔直径不得小于75mm。
2.3、简易水文地质观测以泥浆为冲洗液的钻孔中,一般可不进行水位测量。
钻进中遇涌水、漏水、冒气其它特殊现象,要立即停止钻进,以便及时观察和收集资料,终孔时应测量静止水位。
钻孔静止水位标准根据规范要求,在连续四个小时观测的水位值上下误差在5cm内就达到稳定标准。
金刚石钻进泥浆的性能要求摘要:本文作者结合多年工作经验,对金刚石钻进对泥浆性能的要求与特点,及金刚石钻进用泥浆类型作了分析,供相关人员参考。
关键词:金刚石钻进;泥浆;特点(一)金刚石钻进对泥浆性能的要求与特点1.低固相与低比重这是金刚石钻进用泥浆应掌握的主要之点。
只有钻进过程中维持低固相(主要是指低纯土含量),才有可能当泥浆在狭小的环状间隙循环流动时,减少钻具回转阻力,开上高转速,同时减少泵压损失。
金刚石钻进要求低固相的目的与石油钻有不同之处,它主要是为了减少回转阻力,使钻具能开上高转速。
同时,金刚石岩心钻进的岩粉颗粒直径比石油钻全面钻进的岩屑要小德多,岩粉量也少得多。
因此,就不必按不分散低固相泥浆所要求的固相含量中岩屑与膨润土的比例控制在2:1左右的指标来控制固相,而可以尽可能降低粘土用量,使粘土用量控制在4%(重量比)以下,即泥浆比重1.03以下。
钻进漏失层时,为了防漏和减少漏失,可以加入发泡剂,进一步使泥浆比重降低至0.98以下,并同时能开上高转速。
2.泥浆的流变性主要是指泥浆粘度,切力和剪切稀释作用等问题。
在正常情况下金刚石钻进用泥浆的粘度要求不高,表现为相对漏斗粘度(Ф5)为17~18秒,或塑性粘度为3~5厘泊即可。
而在漏失层钻进时,泥浆粘度要升高,但不要用增加粘土用量的方法来提高泥浆粘度,而是要用高效增粘剂(瓜尔胶···等)来提高低固相泥浆的粘度,这样才不会使钻具回转阻力增加。
为了提高低固相泥浆的悬浮和携带岩粉的能力,还需保持一定的泥浆切力。
剪切稀释作用,在石油钻用泥浆中已得到重视。
它是指在高的剪切速度(流速梯度,dv/dx)下(如泥浆从牙轮钻头水眼排出时,特别是高压喷射钻井时),泥浆的表现粘度(视粘度)低如清水(即变稀作用),这时可以获得高的钻速及冷却钻头的效果;而在较低剪切速率下(如石油钻环状空间较大,上返泥浆速率较低时),同一泥浆的表现粘度变大,这是有利于提高悬浮和携带岩屑的能力。
金刚石钻进不同地层冲洗液的选择
鲍忠厚
【期刊名称】《探矿工程》
【年(卷),期】1992(000)003
【摘要】金刚石钻进中多数地层均存在不同程度的坍塌、掉块、漏水、涌水以及
溶胀、缩径等,在这些地层中钻进对冲洗液类型与性能的选择十分重要。
笔者根据所经历的某些矿区采用金刚石小口径钻进不同地层的护壁堵漏问题谈点浅见。
1.第四系未胶结或胶结很差的松散复盖层包括砂层、砾层、土层或其他混合物,属于不稳定地层。
其对策是采取快速穿过,下入套管封隔,尽可能缩短钻进时间。
如果地层不漏,可采用普通泥浆,失水量适当控制即可。
如漏失,应提高泥浆粘度,降低比重或采用清水顶漏钻进。
如复盖层很厚。
【总页数】3页(P42-44)
【作者】鲍忠厚
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P634.6
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