破碎地层钻探施工及若干技术问题研究

松散破碎地层钻探施工技术研究与应用
李振风
【期刊名称】《四川冶金》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】广东省大宝山铜多金属矿床区域上位于南岭成矿带的中南部,矿区地质构造发育,岩石破碎、软硬互层多,钻孔结构复杂,易发生掉块、卡埋钻等事故。

针对该矿区的施工难点,通过优化钻进工艺、合理钻具级配、以及采用低固相钻井液护壁技术等措施有效地解决了松散破碎地层施工中遇见的问题。

同时,通过科学合理组织施工,制定切实可行的项目施工管理方案,得到较好的钻进效果,顺利地完成了本次钻探施工任务,取得了较好的经济和社会效益,对其他类似地层钻探施工具有一定的借鉴意义。

【总页数】5页(P78-82)
【作者】李振风
【作者单位】湖南省矿产资源调查所
【正文语种】中文
【中图分类】P634
【相关文献】
1.植物胶在松散破碎地层施工中的应用
2.松散破碎地层立井井筒注浆堵水技术研究
3.化学泥浆与黏土泥浆在松散地层防渗墙施工中联合应用的技术研究
4.松散破碎地层钻探泥浆研究与应用
5.松散破碎地层岩心钻探过程中的钻井液性能改进研究
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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。

与其他类型的地层相比，强烈破碎漏失地层表现为严重的破碎漏水状况，地层内部呈现裂隙发育的情形。

由于受到恶劣的地层条件以及施工地质影响，客观上又增大了护壁施工以及岩心取样的难度。

同时，关于以上的破碎漏失地层也应当格外关注钻探施工的安全，避免出现操作人[1]员受到伤害的状况。

从现状来看，关于此类特殊地层需要选择因地制宜的钻探方式，以达到安全完成地层钻探的目标。

1 强烈破碎漏失地层的施工实例以某矿区为例，经过勘察可知，该矿区施工条件恶劣，虽然钻探施工总量并不很大，然而相应的钻探施工难度却是十分明显的。

具体针对矿区现有的地质条件，该区域主要包含粉晶的白云岩、砂质岩层、杂色泥质、微晶以[2]及黄褐色的砂质板岩等特殊地质构造。

在以上的复杂岩层构造中，主要的岩层成分包含微晶的白云岩、碎屑岩层、变质程度较浅的碳酸岩与白云质的灰岩。

在整个钻探区域内，供水管线最长能够达到3km。

当地山间道路以及平坦地段之间至少相隔5km。

技术人员通过全面勘测当前的矿区整体地形，可以判断出地层裂隙都达到了相对较高的发育程度。

在局部区域内，由于受到频繁的强震影响，当地地层呈现较为明显的[3]破碎情形。

具体针对特殊地层在进行相应的钻进操作时，施工人员需要面对较大的钻孔护壁难度。

同时，施工人员还要结合当前的地层破碎状态来选择泥浆护壁的具体操作方式，切实避免埋钻事故。

由此可见，该矿区具有岩层裂隙相对较多、地质构造较为复杂以及严重破碎漏水的状态。

由于受到当地恶劣的地质影响，钻探施工将会面对较为明显的施工操作难度。

例如，针对破碎与漏水的多数孔位地层而言，施工人员首先要完成相应的地层堵漏处理，然后才能真正进入钻探施[4]工中。

此外，对于特殊的破碎漏失区域也要格外重视护壁与钻探取芯的两项施工措施，因此会延缓钻探施工的进程且耗费较高的钻探施工成本。

2 地层钻探必备的施工设备在此次钻探操作中，主要选择动力式的全液压取芯钻机用于完成地表钻探，并且配备岩心勘探的立轴式传统钻机装置，经过反复检查确保钻探装置都符合施工安全性。

复杂地层钻探困难原因及治理方法些问题的出现对于钻孔来说是十分不利的。

为了能够更好的提高在复杂地层的钻孔，就需要对这些地层进行合理的分析，这样才能够有效的避免这些问题的出现。

本文针对复杂地层钻探困难原因进行分析，然后根据实际情况及钻进要求，合理运用综合治理方法。

关键词：复杂地层；岩心钻探；；原因分析；综合治理引言复杂地层是指岩心钻探中孔壁不稳定（坍塌、掉块、遇水膨胀、遇水溶解等）、钻孔漏水或涌水的地层。

地质岩心钻探在我国社会经济建设中的有着举足轻重的地位，近几年发展速度也非常迅速的。

由于矿山地表的矿产资源被过度的开发，而现有地质岩心技术的落后，矿山的深部矿产资源得不到有效的利用，导致矿山现有的服务年限非常短暂，市场矿产资源需求也得不到满足。

为了解决以上问题，我国大部分地区将地质找矿的重心转向矿山深部资源的开发上。

开发矿山深部资源将会大大增加复杂地层深孔钻探的施工难度，这对于复杂地层岩心钻探技术的要求大大提高。

因此，提高我国复杂地层情况的岩心钻探技术水平的任务就显得十分紧迫。

1复杂地层岩心钻探困难的原因分析在钻探生产中，从复杂地层的护壁角度来说，是指阻碍钻进的一些特殊岩性的地层。

地层松散、胶结不良、软硬互层、吸水膨胀，遇水溶解或地质构造运动而造成的破碎、裂隙、断裂，再加上地下水的融蚀活动等等，给钻探生产带来坍、掉、涌、漏不利因素。

（1）风化作用形成的复杂地层。

风化作用破坏了坚固岩石的全部或部份的颗粒之间的联结，使岩石变得疏松，具有较大的缝隙，易于坍塌掉块与漏失。

（2）流水作用、沉积作用形成的复杂地层。

流砂层、沉积的泥质地层，皆为流水沉积作用从而使岩石胶结不牢而造成极为严重的坍塌、缩经。

（3）地质构造引起的复杂地层。

在地质构造运动形成的压力、振力和扭力等作用下，造成所谓压性、张性、扭性、压扭性和张扭性各类断层，这些大都由断层泥、糜棱岩、断层角砾，压碎岩、碎块岩和片状岩等分别组成，此类断层的延伸和宽度可以达几米、十几米、数百米不等。

矿区水文地质钻探存在的问题及改进措施探讨随着矿业的迅猛发展，矿区水文地质钻探在矿业勘探和开采中扮演着重要的角色。

然而，在矿区水文地质钻探过程中，仍然存在许多问题，如钻柱漏失、钻速过快、破损率较高等等。

如何解决这些问题，提高钻探效率和质量，将成为今后矿区水文地质钻探工作的重中之重。

1.钻柱漏失问题钻柱漏失是指在钻柱管壁与地层之间的缝隙里发生的钻柱材料流失现象，主要由于地层孔隙壁面的镜面水泥破裂、土粒崩落导致的。

解决这个问题必须从以下几个方面着手：1.选择合适的钻柱材料和密封材料。

2.钻探过程中，经常检查钻柱的完整性和密封性，及时进行维修和更换损坏的钻柱。

3.根据地层岩性和水文地质条件，选择合适的钻探技术和方法，避免过快的进钻速度，减少钻柱漏失发生的可能性。

2.钻速过快问题一般来说，钻速太快会导致钻探面不平，进钻过度等问题，从而影响钻探效率和质量。

为了解决这个问题，可以采取以下措施：1.督促钻探人员控制好钻速，根据钻探地层状况和钻杆的强度，合理控制进钻量和进钻速度。

2.在钻探当中，保证钻探杆的稳定性，并时刻留意地层条件的变化。

3.对于遇到特殊地质情况，进行钻探技术调整，如选用旋挖钻等工具进行钻探。

3.破损率较高问题钻探时，钻杆存在一定的磨损和损坏，这是钻探过程中的正常现象。

但当破损率较高时，不仅会增加工作人员的危险系数，还会影响钻机性能和钻探结果。

因此，需要注重以下几点：1.在钻探之前，仔细检查钻头和杆体的磨损情况，及时进行维护和更换。

2.采取一些措施，如调整合理的进钻和推拉力度，减少输送角度等还可以降低钻杆的破损率。

3.对于特殊地质情况，例如地质灾害严重的地区，采用高强度的钻杆材料和防护措施等，以降低钻探现场的危险系数。

综上所述，对于矿区水文地质钻探存在的问题，我们可以通过科学的技术手段和严格的管理措施来加以解决。

这既可以提高钻探效率和质量，也可以减少因钻探过程中发生的事故和损失，保障了矿业勘探和开采的顺利进行。

科技风2016年4月上浅谈破碎地层钻探施工朱泽淼吉林吉恩镍业股份有限公司吉林磐石132311摘要：随着我国矿产开发的力度的加大，钻探施工面临着更加艰巨的地质条件。

施工环境地质条件复杂，很容易在施工过程中钻孔出现坍塌、缩径、掉块、钻孔弯曲，钻具出现掉钻、卡钻、埋钻等现象。

本文从钻探方法，钻进工艺等方面出发，研究相应的解决方法，提高破碎地层钻探施工的效率和质量。

关键词：钻探；破碎地层；解决方法近30年来，我国经济飞速发展，对于矿产的需求也相应的增加。

因为大量的矿产资源开发，所以很多探矿工程面临着更为复杂的地质条件。

施工过程中很容易出现坍塌、掉块等现象，造成钻孔弯曲，钻具出现卡钻、夹钻等事故的出现。

这样既加大了施工难度，又容易出现安全事故。

在这些情况下，必须加强钻探技术研究，提出相应的解决方法，提高钻探施工效率和质量。

1破碎地层影响钻探施工的主要因素影响破碎地层施工的因素包括地层因素、施工设备和施工工艺等。

施工过程中根据不同的地质条件，要合理的选择合适的施工设备及方法。

如果协调不好各种因素，很容易导致钻孔施工不顺利，出现事故的现象。

1.1地层因素破碎地层一般层理和片理较发育、地层产状变化较大，地层的岩石或上体软硬不均，弹塑性、水溶性的性质变化很大，断层、断裂很多。

施工中常遇到漏水、坍塌、掉块、溶洞等现象。

这些现象，极容易影响钻机的正常施工，会出现岩心采取率不足，钻孔弯曲等问题。

1.2钻探设备因素钻探设备的好坏是直接影响钻探施工，所以钻探设备配置的合理至关重要。

现在有很多队伍采用立轴式钻机。

这类钻机采用机械传动，主动钻杆在孔口控制不稳定，设备产生强烈震动传入孔底，对岩心有一定的破坏。

如果钻探设备磨损严重，当遇到复杂地层时，不能精确合理控制转数和钻压，也将影响钻进效率和施工质量。

1.3钻进中出现的问题1.3.1岩心采取率低钻进时，岩心应该以柱状进入内管。

岩心在进入内管时与内管产生摩擦力，如果岩心完整受到的摩擦力相对较小。

钻探工程中的复杂地层钻进技术探讨摘要：我国煤矿井下地质条件复杂，特别是在松软煤层、断层褶皱等发育地带，受到多种因素的影响，经常容易出现钻孔垮塌、钻不进去等现象，浪费大量时间，大大增加劳动强度。

钻探工程中，相关人员需要全面分析复杂地层钻进技术的应用优势和价值，同时掌握多种类型的复杂地层，了解其形成原因，采用相应的勘探方法，选择最佳钻进技术，提高工作开展质量和效率。

关键词：钻探工程；复杂地层；钻进技术引言复杂地层钻井是小口径岩芯钻探生产中的一大难题。

钻探过程中容易遇到裂隙发育、断裂、结构松软、剥落等复杂地层，降低岩心采取率，破岩效率相对较差，增加成本，同时在钻进过程中经常产生漏失、坍塌等问题，增加钻探工程施工难度。

1钻进技术阐述煤矿开采过程中面对恶劣环境，当出现任何问题，容易造成生命财产等多个方面的严重损失。

所以煤矿开工之前，相关工作人员全面研究和分析实际地质条件，相对应的开采工作，开展地质勘测工作过程中，采用定向钻进技术全面提高煤矿开采工作质量和效率，进一步保证生产人员的安全。

定向钻进技术和其他井下地质勘探技术存在一定差异性，需要经过人工实践操作，转变钻头钻进轨迹、相关空间位置[1]。

实地探测过程中，相关工作人员需要将探头放在深井区域，合理调整钻头参数和孔深，之后结合钻进设备的钻孔轨迹，详细计算出孔垂周围的位移参数，不断改进和优化钻进探头数据，获得钻孔前方煤炭的实际地质条件。

相关工作人员在实践操作中通过钻孔设备的运行轨迹，明确勘测点和周围地层变化等信息，保证煤矿生产高效顺利开展。

2复杂地质形成原因分析⑴地层矿物岩石。

部分地层中，钻进工作开展会造成原有矿物岩石结构转变成复杂地层。

如，某地层主要包含黏土和泥页岩等物质，打开钻孔之后，冲洗液会立即进入到钻孔表面的底层中，造成黏土和泥页岩等遇水之后降低其强度，同时降低颗粒的胶结性，同时后续钻具和冲洗液的循环影响，造成地层破碎、掉块、地层泥质中包含较高含量的蒙脱石，泥质会吸收部分冲洗液、水分出现膨胀、缩颈，引发钻探安全事故。

工程地质钻探技术研究
要】工程地质钻孔的直径应根据工程要求、地质条件再结合钻探方法、钻探设备予以综合确定。

为了划分地层而进行的钻孔，钻孔直径一般不宜小于33mm；为采取原状土样而进行的钻孔，孔径大小不宜小于108mm；为采取岩芯试样的钻孔，对于软质岩石其直径不宜小于108mm，对于硬质岩石其直径不宜小于89mm。

常见的钻探方法有很多种，根据破碎岩土的方法可分为：冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探、振动钻探等。

常用的地质钻探设备主要包括动力机、钻机、泥浆泵、钻杆和钻头等。

本文就根据自身工作经验，针对地质钻探技术的相关要点进行详细阐述。

关键词】地质钻探；钻进技术；钻孔
1. 地质钻探技术设备现状
钻探技术设备是钻孔工程中的关键组成部分，它随着钻探工艺和钻探方法的发展而变化，同时它也直接影响着钻探技术水平的进步。

地质钻探设备是指直接用于钻探施工中的机械设备，主要包括动力机、钻机、泥浆泵等，其中最重要的部分，也是核心部分为钻机。

这里主要对钻机现状进行阐述。

1.1 全液压动力头岩芯钻机。

全液压动力头岩芯钻机现已成为国外钻探工程中的主流钻机机型，而且已经形成完整的规模，其具有如下结构特点：液压动力头式回转机构、无级调速模式、长行程的给进系统、机械化自动化程度高、液压绞车式提升系统、配套器具齐全、在钻孔中能做较大范围角度调整的桅杆。