深厚砂卵砾石层金刚石钻探施工技术和工艺
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某水库河床深厚砂卵石层钻探施工技术和工艺
＊ 收 稿 日期 ：０ ９１—２ ２０ —２０
注 ： 头品级为特级。 钻
６ Ｓ 植物胶 的配 制及使 用 Ｈ
作者简介 ： 胡生荣 （９ ０）男 （ ）陕西吴旗县人 ， １ ６一 ， 汉族 ， 工程师 ， 现从事钻探工程施工管理工作。
２１ ００年第 １ ０期
６１ Ｓ ． Ｈ植物 胶具 有功 能
择如下 ：
钻机 ： ＸＹ一２ＸＹ一２ Ｃ型 ， 庆探矿机 械厂 ； 、 Ｐ 重 泥浆泵 ：Ｗ －２０ Ｂ 一１０型 ， 阳探 矿机械 厂 ； Ｂ ５ 、Ｗ ６ 衡 搅 拌机 ：Ｇ１０型 ， Ｊ ５ 成都李 工钻探 设备有 限公 司 ；
钻 塔 ：． ｍ 钢制龙 门塔 ， ６５ 自制 。 ４ 钻 进方 法及钻 孔结构
一
西部探 矿工 程
９ ５
是保护岩芯作用 ， 在岩芯表面形成胶质膜 ， 包裹
碎地层 钻进 时 ， 注 意按 照 “ 高 两 小 ” 要 一 的三 要 素操 作 ， 即“ 高转 速 ， 小泵 量 ， 小压 力 ” 才能 得 到最 好 的钻 进和 取
芯效果 。
表 ２ 砂 卵石 地层 金刚石钻进参数
人 １ ８ ０ ｍｍＸ４ ５ 套 管来 完 成 护壁 工 作 ， 部基 岩 ｍｍ ． 下
该工程钻探工作的特点： 河床砂卵石层厚度较大， 直径 在 ３ ｃ 以上 占 ４ ， 下水 大 。且地 层 结构 非 ０ｍ Ｏ 地 常复 杂 ， 给钻探 工作 带 来 很大 的困难 。因此 ， 经过 认 和工艺 ， 保 证 了钻 探质 量和 圆满完成钻探 工作 。 ２ 坝址 区地 质条 件 坝址两 岸基岩裸 露 ， 岩性 由石英 砂岩 、 页岩 、 状 泥 层 灰岩 、 顶岩夹 生物碎 屑灰 岩 、 巨厚层 状 白云 质 灰 岩等 组 成， 两岸地层产状不对称 ， 防渗范围尚不明确 ， 河床覆盖 层 巨厚 ， 为含 漂石 冲积砂 卵砾 石 ， 间局部有 架空结构 。 其
注 ： 头品级为特级。 钻
６ Ｓ 植物胶 的配 制及使 用 Ｈ
作者简介 ： 胡生荣 （９ ０）男 （ ）陕西吴旗县人 ， １ ６一 ， 汉族 ， 工程师 ， 现从事钻探工程施工管理工作。
２１ ００年第 １ ０期
６１ Ｓ ． Ｈ植物 胶具 有功 能
择如下 ：
钻机 ： ＸＹ一２ＸＹ一２ Ｃ型 ， 庆探矿机 械厂 ； 、 Ｐ 重 泥浆泵 ：Ｗ －２０ Ｂ 一１０型 ， 阳探 矿机械 厂 ； Ｂ ５ 、Ｗ ６ 衡 搅 拌机 ：Ｇ１０型 ， Ｊ ５ 成都李 工钻探 设备有 限公 司 ；
钻 塔 ：． ｍ 钢制龙 门塔 ， ６５ 自制 。 ４ 钻 进方 法及钻 孔结构
一
西部探 矿工 程
９ ５
是保护岩芯作用 ， 在岩芯表面形成胶质膜 ， 包裹
碎地层 钻进 时 ， 注 意按 照 “ 高 两 小 ” 要 一 的三 要 素操 作 ， 即“ 高转 速 ， 小泵 量 ， 小压 力 ” 才能 得 到最 好 的钻 进和 取
芯效果 。
表 ２ 砂 卵石 地层 金刚石钻进参数
人 １ ８ ０ ｍｍＸ４ ５ 套 管来 完 成 护壁 工 作 ， 部基 岩 ｍｍ ． 下
该工程钻探工作的特点： 河床砂卵石层厚度较大， 直径 在 ３ ｃ 以上 占 ４ ， 下水 大 。且地 层 结构 非 ０ｍ Ｏ 地 常复 杂 ， 给钻探 工作 带 来 很大 的困难 。因此 ， 经过 认 和工艺 ， 保 证 了钻 探质 量和 圆满完成钻探 工作 。 ２ 坝址 区地 质条 件 坝址两 岸基岩裸 露 ， 岩性 由石英 砂岩 、 页岩 、 状 泥 层 灰岩 、 顶岩夹 生物碎 屑灰 岩 、 巨厚层 状 白云 质 灰 岩等 组 成， 两岸地层产状不对称 ， 防渗范围尚不明确 ， 河床覆盖 层 巨厚 ， 为含 漂石 冲积砂 卵砾 石 ， 间局部有 架空结构 。 其
雅鲁藏布江深厚砂砾卵石覆盖层钻探工艺
关键词 ： 雅 鲁 藏 布 江 流域 ； 深 厚 砂 砾 卵石 覆 盖 层 ； 成孔工艺 ； 护 壁 堵 漏 中图 分 类 号 ： Ｐ ６ ３ ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ６ ２ ７— ７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８— ０ ０ ２ １— ０ ５
Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｓ ａ ｎ ｄ ｙ Ｇｒ ａ ｖ ｅ ｌ Ｏｖ ｅ ｒ ｂ ｕ ｒ ｄ ｅ ｎ Ｌａ ｙ ｅ ｒ ａ ｔ Ｂｒ ａ ｈ ｍａ ｐ ｕ ｔ ｒ ａ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ ／ Ｘ Ｉ ＡＯ Ｄｏ ｎ ｇ — ｓ ｈ ｕ ｎ，ＺＨ Ａ ＮＧ
ｐ ｒ ｏ ｏ ｆ
０ 引 言
１ 工程概 况
雅 鲁 藏 布 江 是 我 国 西 南地 区 重 要 的跨 国界 河
雅鲁 藏布 江基 本顺 雅 鲁藏布 江缝 合带 发 育 ， 北、
东 为欧 亚板块 中的 冈底 斯一 念青 唐古 拉板 片 ， 南、 西 为 印度板 块 中 的喜 马 拉 雅 板 片 ， 区域 构 造 很 复 杂 。 河段 大 拐弯 内侧南 迦 巴瓦 峰是一 个 向北东 倾伏 的背
２ ０ １ ４年 第 ４ １ 卷第 ８期
探 矿工 程 （ 岩土 钻掘 工程 ）
２ １
雅鲁藏布江深厚砂砾卵石覆盖层钻探工艺
肖冬顺 ， 张 辉， 黄 炎普 ， 梁亚农 ， 赵建强 ，曹有顺 ， 谢 庆蛟
（ 长江岩土 工程 总公 司（ 武汉） ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘
要： 为了开展雅鲁藏布江流域综合规划及其水资 源开发利 用与保 护专题 研究 工作 ， 在雅鲁 藏布江 干流里 龙坝
址和本宗坝址共布置 了 ４个 ２ ０ ０— ３ ０ ０ ｍ深 的钻孑 Ｌ 。主要 通过在西藏高寒地 区 ４个深厚覆 盖层钻孔 的成功 实施 经 验， 对 西藏 高寒 地区深厚覆盖层勘探成孔工艺 与技术进行研究 探讨 。
Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｓ ａ ｎ ｄ ｙ Ｇｒ ａ ｖ ｅ ｌ Ｏｖ ｅ ｒ ｂ ｕ ｒ ｄ ｅ ｎ Ｌａ ｙ ｅ ｒ ａ ｔ Ｂｒ ａ ｈ ｍａ ｐ ｕ ｔ ｒ ａ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ ／ Ｘ Ｉ ＡＯ Ｄｏ ｎ ｇ — ｓ ｈ ｕ ｎ，ＺＨ Ａ ＮＧ
ｐ ｒ ｏ ｏ ｆ
０ 引 言
１ 工程概 况
雅 鲁 藏 布 江 是 我 国 西 南地 区 重 要 的跨 国界 河
雅鲁 藏布 江基 本顺 雅 鲁藏布 江缝 合带 发 育 ， 北、
东 为欧 亚板块 中的 冈底 斯一 念青 唐古 拉板 片 ， 南、 西 为 印度板 块 中 的喜 马 拉 雅 板 片 ， 区域 构 造 很 复 杂 。 河段 大 拐弯 内侧南 迦 巴瓦 峰是一 个 向北东 倾伏 的背
２ ０ １ ４年 第 ４ １ 卷第 ８期
探 矿工 程 （ 岩土 钻掘 工程 ）
２ １
雅鲁藏布江深厚砂砾卵石覆盖层钻探工艺
肖冬顺 ， 张 辉， 黄 炎普 ， 梁亚农 ， 赵建强 ，曹有顺 ， 谢 庆蛟
（ 长江岩土 工程 总公 司（ 武汉） ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘
要： 为了开展雅鲁藏布江流域综合规划及其水资 源开发利 用与保 护专题 研究 工作 ， 在雅鲁 藏布江 干流里 龙坝
址和本宗坝址共布置 了 ４个 ２ ０ ０— ３ ０ ０ ｍ深 的钻孑 Ｌ 。主要 通过在西藏高寒地 区 ４个深厚覆 盖层钻孔 的成功 实施 经 验， 对 西藏 高寒 地区深厚覆盖层勘探成孔工艺 与技术进行研究 探讨 。
金刚石绳索取心钻探技术
第二节 绳索取心钻具
在目前的技术条件下，一般不宜钻进10～12级岩石，尤其是岩石的组织致密、颗粒细小无研磨性的极坚硬岩石，如石英闪长岩、石英
砂砾岩、石英磁铁矿等，或研磨性很强的硬、脆、碎岩石。
对粗粒金刚石: p约2-3 Kg/粒; 特优级金刚石: p约5 Kg/粒;
内、外管之间能保证有良好的通水性。
试验表明：当转速为800r/min，钻头唇面压力为10Mpa时，钻头每转一圈，胎体温度升高1.
金刚石钻进的临界规程（Critical condition of drilling）
转速过大或过小，金刚石的磨损量都较小。
p—单位底唇面积允许的压力，Kg/ cm2 。
在正常规程中，钻头胎体温度正常，功率消耗平稳，同时钻头磨5.37 6.56 6.91
1180
2.16 2.64 5.52
1500 0.48 1.44 2.16 5.56
用该 钻头钻进花岗岩时,其最高钻速不得超过临界值 37mm/min,否则将出现胎体温度剧增的严重后果。
冲洗液泵量对胎体温度和功率消耗的影响
指标
胎体温度℃ 钻进功率消耗kw
90 120 640
1500 50 70 120 550
钻进功率消耗(kw)与轴向压力和转速的关系
转速
轴向压力（kg）
r/min 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
600
1.71 1.86 1.92 2.32 5.34
750
1.80 1.86 2.04 5.67
由于绳索取心钻进效率高、钻头管材以及动力消耗比较小，因此，钻进成本可大幅度下 降。据有关资料统计，使用绳索取心钻进成本降低30％一40％。
浅谈砂卵石层钻探工艺
ｌ 业 仅 不
Ｃ ｈｉ ｎ ａ Ｓ Ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
●Ｉ
浅 谈 砂 卵 石 层 钻 探 工 艺
王景 维
（ 辽宁省 核 工业地 质 局二 四一 地质 大 队）
［ 摘 要］ 对于 卵石 地 层钻 探 ， 目前 一般 采 用钢 粒钻 进 、 跟管 扩 孔泥 浆循 环等 常规 钻 进方 法 。 取 芯 低劣 、 效率 低 。 采 用金 刚 石钻 进 ， 选 用植 物胶 做 冲洗 液 ， 取 芯 效 果 鼎著 ， 能够 完整 的保 持岩 芯 的原状 结 构 ， 是 目前在 这 类地 层钻 进取 芯 比较先 进 的钻 进工艺 。 ［ 关键 词］ 卵石地 层 、 植物 胶 、 金 刚石 钻 具 、 钻 探工 艺 、 取 芯效 果 。 中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ ｌ ４ ｘ （ ２ ０ ｌ ５ ） ２ １ — ０ ０ ３ ３ 一 Ｏ ｌ
芯 比较先进 的一 种方法 。 该 方法 是以植物 胶为 冲洗液 金刚石 为钻进 工具 的钻进
实 时可适 当加大 泵量 。 一般 可选 ２ ５ －４ ０ １ ／ ａｉ ｒ ｎ
无规 律 ， 取芯 取样 困难 。 常规钻探 只 能取 出部分大 粒径 的卵石 ， 细 颗粒被 冲洗液 冲失 ， 因而要 查明其 结构 与颗粒 级配结 构 关系极为 困难 。 泥 卵石质地 坚硬 、 结构 复杂 ， 漏 失情 况相对 砂卵石 层较 轻 ， 但 容易 出现鳖 泵现象 。 同时 由于岩芯在 钻具 中旋 转 碰撞 及冲 洗 液的 作用 取芯 效果 仍难 以保 证 。 ２ ． 卵石层 钻 进方 法
架 空层 ， 渗 透性 强 ， 漏失 严 重、 质 地坚 硬 ， 结 构复杂 松散 和软 硬不 均 ， 颗 粒 级配
Ｃ ｈｉ ｎ ａ Ｓ Ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
●Ｉ
浅 谈 砂 卵 石 层 钻 探 工 艺
王景 维
（ 辽宁省 核 工业地 质 局二 四一 地质 大 队）
［ 摘 要］ 对于 卵石 地 层钻 探 ， 目前 一般 采 用钢 粒钻 进 、 跟管 扩 孔泥 浆循 环等 常规 钻 进方 法 。 取 芯 低劣 、 效率 低 。 采 用金 刚 石钻 进 ， 选 用植 物胶 做 冲洗 液 ， 取 芯 效 果 鼎著 ， 能够 完整 的保 持岩 芯 的原状 结 构 ， 是 目前在 这 类地 层钻 进取 芯 比较先 进 的钻 进工艺 。 ［ 关键 词］ 卵石地 层 、 植物 胶 、 金 刚石 钻 具 、 钻 探工 艺 、 取 芯效 果 。 中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ ｌ ４ ｘ （ ２ ０ ｌ ５ ） ２ １ — ０ ０ ３ ３ 一 Ｏ ｌ
芯 比较先进 的一 种方法 。 该 方法 是以植物 胶为 冲洗液 金刚石 为钻进 工具 的钻进
实 时可适 当加大 泵量 。 一般 可选 ２ ５ －４ ０ １ ／ ａｉ ｒ ｎ
无规 律 ， 取芯 取样 困难 。 常规钻探 只 能取 出部分大 粒径 的卵石 ， 细 颗粒被 冲洗液 冲失 ， 因而要 查明其 结构 与颗粒 级配结 构 关系极为 困难 。 泥 卵石质地 坚硬 、 结构 复杂 ， 漏 失情 况相对 砂卵石 层较 轻 ， 但 容易 出现鳖 泵现象 。 同时 由于岩芯在 钻具 中旋 转 碰撞 及冲 洗 液的 作用 取芯 效果 仍难 以保 证 。 ２ ． 卵石层 钻 进方 法
架 空层 ， 渗 透性 强 ， 漏失 严 重、 质 地坚 硬 ， 结 构复杂 松散 和软 硬不 均 ， 颗 粒 级配
复杂地层金刚石钻进取芯技术
取有效的措施就可能达不到地质要求而造成损失。 性。 新 疆 有色 地勘 局 岩 芯钻 探推 广 金 刚石 小 口径 钻 粘弹性流体的一个很重要特点是时间效应。 它的
进 技 术 已有 ３ ０多年历 史 ， 从 小 口径 普 通金 刚 石钻 进 弹性模 量 Ｅ （ ｔ ） 是时 间 （ ｔ ） 的反 函数 。 即作 用 于它 的速 到绳 索取 芯金 刚石钻 进技 术 ，仅 有 短 短几 年 便完 成 度越快 ， 作用时间（ ｔ ） 越短， 则弹性模量 Ｅ （ ｔ ） 越高 ， 抵抗 了更替 ， 钻探技 术有 了较 大进 步 。 通 过 不 同矿石 ，地 质构 造 多样 性 的各 种 复 杂岩 变形 的阻力 酒越 大 ， 高分 子移 动 的距 离 就越小 。 钻杆在 高速 回转 时 ， 由于径 向离心 力作用 于钻 井
复 杂地 层包 括松 散 地层 和 破 碎地 层 。松 散 地层 岩 芯溃散 和 冲刷 。 指第 四系砂 卵砾 石 覆盖 层 ；破 碎 地层 指 基岩 经 风 化 （ ２ ） 减振作用 ： 金 刚石 钻 进 的振 动 ， 主 要是 指 钻 由于离心 力 的作用 产生径 和 构造 运 动而 形成 的硬 、 脆、 碎、 酥、 松软 地 层 。在 上 杆和岩 芯管 在高速 回转 时 ， 述 地层 进行 岩 芯钻 探取 芯 难度 大 ，采取 率 往往 达 不 向振动 力 和变形 ， 限制 了转速 的提 高和增 加 了动力 消 同时降低 了孔 壁 的稳 定性 和增加 了断钻杆 的可 能 到规范要求 。同时孔壁维护难 ， 易坍塌 。如果没有采 耗 ，
植物 胶 钻井 液 减振 作 用 的原 理 只有 用 粘 弹性 液
体的特性才能解释， 其他模式 的流体无法解释这种现
象。
的应 用 对 比 出植 物 胶类 钻 井 液 是 典 型 粘 弹性 流体 。 但 品种 多样 ， 粘弹性 程度 不一样 。 植 物胶类 粘 弹性 钻 井液 的特殊 功能 ： （ １ ） 保 护 岩矿 芯 作 用 ， 形 成 胶 膜 包裹 岩 芯 ， 防止
进 技 术 已有 ３ ０多年历 史 ， 从 小 口径 普 通金 刚 石钻 进 弹性模 量 Ｅ （ ｔ ） 是时 间 （ ｔ ） 的反 函数 。 即作 用 于它 的速 到绳 索取 芯金 刚石钻 进技 术 ，仅 有 短 短几 年 便完 成 度越快 ， 作用时间（ ｔ ） 越短， 则弹性模量 Ｅ （ ｔ ） 越高 ， 抵抗 了更替 ， 钻探技 术有 了较 大进 步 。 通 过 不 同矿石 ，地 质构 造 多样 性 的各 种 复 杂岩 变形 的阻力 酒越 大 ， 高分 子移 动 的距 离 就越小 。 钻杆在 高速 回转 时 ， 由于径 向离心 力作用 于钻 井
复 杂地 层包 括松 散 地层 和 破 碎地 层 。松 散 地层 岩 芯溃散 和 冲刷 。 指第 四系砂 卵砾 石 覆盖 层 ；破 碎 地层 指 基岩 经 风 化 （ ２ ） 减振作用 ： 金 刚石 钻 进 的振 动 ， 主 要是 指 钻 由于离心 力 的作用 产生径 和 构造 运 动而 形成 的硬 、 脆、 碎、 酥、 松软 地 层 。在 上 杆和岩 芯管 在高速 回转 时 ， 述 地层 进行 岩 芯钻 探取 芯 难度 大 ，采取 率 往往 达 不 向振动 力 和变形 ， 限制 了转速 的提 高和增 加 了动力 消 同时降低 了孔 壁 的稳 定性 和增加 了断钻杆 的可 能 到规范要求 。同时孔壁维护难 ， 易坍塌 。如果没有采 耗 ，
植物 胶 钻井 液 减振 作 用 的原 理 只有 用 粘 弹性 液
体的特性才能解释， 其他模式 的流体无法解释这种现
象。
的应 用 对 比 出植 物 胶类 钻 井 液 是 典 型 粘 弹性 流体 。 但 品种 多样 ， 粘弹性 程度 不一样 。 植 物胶类 粘 弹性 钻 井液 的特殊 功能 ： （ １ ） 保 护 岩矿 芯 作 用 ， 形 成 胶 膜 包裹 岩 芯 ， 防止
地质勘探金刚石岩心钻探施工技术
地质勘探金刚石岩心钻探施工技术摘要：目前我国正处于资源紧张的状态，因此进一步开发能源将是未来地质部门的主要工作，要开发更多的资源就需要做好前期的地质勘探工作，通过有效的地质勘探寻找更多深部资源供给工农业和生活使用。
在地质勘探工作中常用金刚石岩心钻探技术，该技术在地质勘测过程中可以保证快速安全地展开地质钻探工作，在目前地质领域具有良好的应用和发展前景。
本文首先介绍了金刚石岩心钻探技术在具体施工时的主要工作内容与相关施工要求，阐述了该工艺具备的主要优势和特点，并在实际应用中分析该技术的操作方法，希望给岩心钻探工作人员带来一定的参考作用。
关键词：施工技术；地质勘查；岩心钻探；金刚石前言：当前我国地质勘探工作正如火如荼的展开，地质勘查工作中金刚石岩心钻探技术在实际应用中逐渐去的良好的使用效果，因此在地质勘查领域得到了更加广泛的推广和应用。
随着我国工业化进程不断深入，市场和社会对于资源的需求量也越来越大，目前找矿工作已经成为解决组员短缺的突破口，因此对地质勘探工作使用金刚石岩心钻探技术也有了进一步的要求。
基于一些实际勘查找矿工作中面对的复杂地质结构，希望采用精确地钻探技术进一步提升勘查工作的精确性和价值。
1金刚石岩心钻探施工内容和要求1.1施工内容在使用金刚石岩心钻探技术进行地质勘查项目现场施工时，要注意一下几个方面的问题：（1）严格按照规定的采集率对可能含有矿产资源的岩石进行数据采集和整理；（2）施工时要按照钻孔实际需求控制弯曲与测量距离；（3）钻孔深度要根据实际施工现场测量的为准，并要对测量数据误差进行校正；（4）前期要做好充分的水分和地质结构检测工作；（5）进行钻孔后要及时进行封闭并定期校验是否封闭完全；（6）现场勘测到的所有原始数据都需要记录在相应的数据库中；（7）钻探后要对钻孔位置进行反复确认并及时复查校验。
1.2一般要求在实际施工过程中，采用金刚石岩心钻探技术需要专业的操作人员针对上述七项基本工作内容制定相应的施工要求。
砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈
砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈周宝惠（安徽省水利水电勘测设计院233000）[摘要] 砂卵石层钻进一直是水利钻探中的的难题之一，传统钻探一般采用以清水作冲洗液，跟管护壁，金钢石钻进。
这种钻探方法效率低、勘探周期长、取样质量较差，难以查明砂卵石层的级配和物理力学性质等。
本文介绍用木质纤维素制作的胶体加入粘土粉制备的泥浆作冲洗液，结合SD双管单动钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，该方法较传统钻探方法有较大的改进，技术经济效果显著。
[关键词]砂卵石木质纤维素单动双管钻具1 前言我省长江以南地区以丘陵和山地为主，河流、湖泊众多，山区水力资料丰富，这一地区河流均分布有厚度不同的沉积岩、火成岩组成的砂卵石覆盖层，常见在厚度多在10～30m，局部厚度超过40m。
砂卵石层常夹有10～50cm的漂、卵石，偶夹有5m以上的大孤石；砂卵石层胶结与级配状况变化很大，夹有细砂透镜体，局部有架空层，透水性很强，是一种勘探取样难度很大的地层。
过去在对这类河床砂卵石覆盖层勘探中，一直采用跟管护壁，以清水作冲洗液，金钢石钻具钻进；遇砂卵石层松散时先行采用重型动力触探冲击、挤密，再用金钢石钻具钻进。
这种钻探方法效率低、勘探周期长，取样质量差，不能探明地基的承载力、沙性土层液化等问题。
本文作者在对江南石台县城市防洪墙勘探中，采用将木质纤维素胶体加入粘土粉泥浆中作冲洗液，结合SD钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，取得了成功，现将该方法介绍如下。
2 冲洗液的配制与使用近年来在覆盖层钻探中常常以SM植物胶作冲洗液，利用SD钻具对砂卵石层进行钻进和取样。
SM植物胶冲洗液具有良好的护壁、冷却和润滑减阻作用，但SM植物胶在夏季发酵快，易变质，重复利用困难，浪费严重等问题。
我省江南地区粘土丰富，利用粘土粉制备的浆液粘度不够，疏水性差，钻进时达不到很好的护壁效果，因此作者想到利用木质纤维素胶体对土粘土粉制备的浆液进行改良。
2.1冲洗液的配制石台县附近砂卵石层结构较松散，多夹细砂透镜体，根据以往经验，该类地层钻探需冲洗液的漏斗粘度在5min左右。
浅谈金刚石矿钻孔施工工艺
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。
浅谈砂卵石层钻探工艺
浅谈砂卵石层钻探工艺作者：王景维来源：《中国科技博览》2015年第21期[摘要]对于卵石地层钻探，目前一般采用钢粒钻进、跟管扩孔泥浆循环等常规钻进方法。
取芯低劣、效率低。
采用金刚石钻进，选用植物胶做冲洗液，取芯效果显著，能够完整的保持岩芯的原状结构，是目前在这类地层钻进取芯比较先进的钻进工艺。
[关键词]卵石地层、植物胶、金刚石钻具、钻探工艺、取芯效果。
中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0033-01引言我公司承接了新东方大厦工程勘察任务，该项目属地下、地上结合的高层建筑，基底压力850kpa，勘察等级为甲级，鉴于该工程的重要性，对现场钻探质量提出了很高要求。
经现场钻探，钻进4至6米范围钻机跳动剧烈，漏水严重。
依据取芯情况将该底层定为卵石，由于采用的是传统钻探工艺取芯质量较差，对该层的性状结构及其工程地质条件无法进行准确判断。
为此我们经过研究决定。
试用金刚石钻进配用植物胶进行比对施工。
结果取芯质量得到了显著成效。
通过新老工艺的比对浅谈一下卵石地层的钻探施工工艺，已积累宝贵经验。
1.卵石层的结构特点卵石层根据充填物的不同可分为砂卵石和泥卵石。
砂卵石为散胶结局部有架空层，渗透性强、漏失严重、质地坚硬、结构复杂。
松散和软硬不均，颗粒级配无规律，取芯取样困难。
常规钻探只能取出部分大粒径的卵石，细颗粒被冲洗液冲失，因而要查明其结构与颗粒级配结构关系极为困难。
泥卵石质地坚硬、结构复杂，漏失情况相对砂卵石层较轻，但容易出现鳖泵现象。
同时由于岩芯在钻具中旋转碰撞及冲洗液的作用取芯效果仍难以保证。
2.卵石层钻进方法2.1 常规钻探方法及特点目前一般采用钢粒钻进，清水冲洗跟管扩孔及泥浆循环等常规钻进方法，采芯则采用回转钻进、干钻、跟管、冲击、钢丝钻头等取芯方法。
这些方法钻进卵石层的缺点是钻机负荷大孔内事故多、钻进效率低、取芯质量差。
2.2 金刚石钻具配合植物胶冲洗液钻进方法及特点为适应各种硬脆碎地层钻探的要求，成都勘测设计院专门研制了系列单动双管金刚石钻具配合植物胶冲洗液的钻进新技术。
砂卵石地层金刚石钻进工艺
砂卵石地层金刚石钻进工艺陈凯;李庆庆;顾敏智【摘要】采用土力学原理和弹性力学的拉梅解答，分析了钻孔孔壁泥浆护壁力学机理，对比硬质合金、钢粒、金刚石钻进工艺，并在此基础上研究了孕镶金刚石钻进的工艺方法、技术参数及泥浆的相关指标参数，同时针对卵石层取芯率低的问题，采用自行焊接的岩芯管进行取芯，结果表明，取芯率达到80％以上。
%Using the principle of soil mechanics and Lame solutions of elasticmechanics,mechanics mechanism of slurry wall of borehole were analyzed. This research contrasts carbide drilling,steel grains drilling and diamond drilling. The process of diamond drilling method,technical parameters and mud performance were discussed. For the problem of poor core recovery rate,the research uses welded core barrel of its own de-sign to drill. The results indicate that core recovery rate is more than 80%.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P76-77,78)【关键词】砂卵石层;金刚石钻进;泥浆护壁;力学机理【作者】陈凯;李庆庆;顾敏智【作者单位】中交第三航务工程勘察设计院有限公司勘察工程分公司，上海201612;中交第三航务工程勘察设计院有限公司勘察工程分公司，上海 201612;中交第三航务工程勘察设计院有限公司勘察工程分公司，上海 201612【正文语种】中文【中图分类】TU452金刚石钻进是当前钻探工艺中比较先进的钻进方法之一，该工艺具有钻进效率高，钻孔质量好，施工劳动强度轻，钻探成本低等特点。
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深厚砂卵砾石层金刚石钻探施工技术和工艺付兵邱太宝摘要：结构复杂的深厚砂卵砾石层的钻探施工技术和工艺是十分复杂的。
作者以乐山沙湾水电站坝址区钻探工程的实践，详细地总结了深厚砂卵砾石层金刚石钻探施工的钻孔结构设计、金刚石钻头的选择、钻进参数、系列钻具及套管选择等方面的经验。
同时指出，工程钻探是一门实践性很强的学科，因此，切不可死搬硬套别人的经验，须根据地层情况加以取舍、总结、完善，才能达到最佳效果。
关键词：乐山市沙湾水电站；钻探施工技术和工艺；钻进参数；厚壁套管；冲洗液；质量；沙湾水电站枢纽工程位于四川省乐山市沙湾区大渡河干流葫芦镇河段，为大渡河干流下游梯级开发中的第一级，距乐山市城区44.5Km。
该工程以发电为主，兼顾灌溉和航运功能。
电站装机容量480MW，河床式厂房，厂房后接长约9Km的尾水渠，属大型水电项目。
该工程钻探工作的特点是，枢纽区河床砂卵石层厚度大，最深达约77m，且结构复杂，给钻探施工带来很大的困难。
因此，认真研究深厚砂卵石层金刚石钻探的施工技术和工艺，是保证钻探质量和圆满完成钻探任务的关键。
1坝址区地质条件及地质要求1.1坝址区地质条件1.1.1 上坝址区河床段地质条件坝址位于沙湾区葫芦镇上游约2.2Km的祝村坝，河谷呈宽缓的“U”形状，河床段宽度约570m，左侧为大渡河现主河道，右侧为河流漫滩。
地表覆盖层上部为第四系全新统现代河流冲积堆积（Q42al）之层，其物质组成为漂卵石夹砂，厚度为18.00～20.10m，中、下部为第四系上更新统冲洪积堆积层（Q3al＋pl）之漂卵石夹粉土，厚度为17.00～53.50m，底部为粘土透镜体，厚度为1.00～2.90m。
覆盖层左右两侧厚度差异较大，左侧为一深切河槽，覆盖层最大厚度达76.54m；右侧为一基岩台地，覆盖层最大厚度达36.30m。
下伏基岩为三叠系中统雷口坡组（T212）之泥质白云岩、岩溶角砾岩及灰岩。
灰岩及岩溶角砾岩为中等发育，岩体中多有溶孔发育，并有粘土及灰岩角砾充填，岩体完整性差，岩性软弱，强度较低。
1.1.2 下坝址区河床段地质条件下坝址位于沙湾区葫芦镇上游约1.0 Km的桅杆坪，河谷开阔，呈宽缓的“U”型，河床段宽度约630m，右侧为大渡河现主河道，中部为一河心岛，左侧为河流漫滩。
地表覆盖层中部和上部为第四系全新统现代河流冲积堆积（Q42al）层，按其物质组成可分为两层，第一层为漂卵石夹砂，厚度为6.60～33.20m，第二层为卵砾石夹砂，厚度为0.00～26.10m，层中夹粉细砂透镜体；下部为第四系上更新统冲洪积堆积（Q3al＋pl）层，其物质组成为卵砾石夹砂，厚度为0.00～44.50m，层中局部夹砂层及粘土夹砾石透镜体，砂层透镜体最大厚度达18.60m。
河床内分布左右两个深切河槽，左侧深切河槽宽约100～130m，覆盖层最大厚度达53.26m；右侧深切河槽宽约330～360m，覆盖层最大厚度达66.76m。
下伏基岩为三叠系中统雷口坡组（T213）之泥质白云岩、岩溶角砾岩及灰岩。
1.2地质对钻孔的质量要求及技术要求质量要求：岩芯采取率85%，岩芯获得率80%技术要求：终孔直径不小于Φ91mm。
2设备的选择根据地层情况、钻孔深度和地质要求，钻探设备选择如下：钻机：XY—2型水泵：3D—5/40型定量泵：BW—150型、BW—160型搅拌机NJ—300型木质三角塔，高度9m3钻探施工技术与工艺3.1钻进方法及钻孔结构3.1.1 上坝址区钻进方法及钻孔结构根据地层情况及上阶段钻探施工的经验，上部砂卵石层，先采取植物胶金刚石钻进取芯，后跟进厚壁套管护壁，以护住上部较为松散的砂卵石层；下部砂卵石夹粉土层，因其稳定性相对较好，采用植物胶金刚石钻进，辅以投黄泥球挤压护壁及下入多级套管护壁的方法，钻穿砂卵石层，基岩：采用清水金刚石钻进。
根据地层情况及钻孔深度选择钻孔结构如下：0～15m，跟进Φ194×14厚壁套管，之后采用Φ150、Φ130、Φ110植物胶金刚石钻进，并逐级下入Φ146、Φ127、Φ108套管，每级钻进深度控制在15～25m，钻穿砂卵石层。
基岩：采用Φ91清水金刚石钻进工艺，一径终孔。
上坝址钻探完成覆盖层最大厚度达76.54m，孔深94.67m。
3.1.2下坝址区钻进工艺及钻孔结构根据地层情况及上阶段钻探施工的经验，因砂卵石层较为松散，地层稳定性较差，先采用植物胶金刚石钻进取芯，后跟进厚壁套管护壁的钻进工艺，以两层厚壁套管钻穿砂卵石层。
基岩：采用清水金刚石钻探工艺。
根据地层情况及钻孔深度选择钻孔结构如下：覆盖层采用Φ130植物胶金刚石钻进取芯，逐步跟进Φ178×12（7英寸）厚壁套管护壁，Φ178×12厚壁套管总跟进深度，应视砂卵石层预测厚度，控制在25～30m范围内。
之后，采用Φ94植物胶金刚石钻进取芯，跟进Φ127×9（5英寸）厚壁套管，跟进深度一般为35－40m，钻穿砂卵石层。
基岩：采用Φ91清水金刚石钻进工艺，一径终孔。
下坝址钻探完成覆盖层最大厚度达66.76m，孔深85.23m。
3.2金刚石钻头的选择根据地层情况及上阶段钻探施工的经验，本工区全部采用成都探矿工艺研究所生产的电镀金刚石钻头，其技术参数如下：砂卵石层金刚石目数：60～80混合目金刚石浓度：100％金刚石品级：JR4 胎体硬度：40基岩金刚石目数：60～80混合目金刚石浓度：100％金刚石品级：JR4 胎体硬度：35～40金刚石钻头对岩层的适应性是影响取芯质量的重要因素。
选择的原则是，首先确保钻头的钻进速度，因为钻进速度越快，则取芯质量越好，其次是考虑金刚石钻头的寿命，以尽可能的降低成本。
3.3钻进参数及操作注意事项根据多年来砂卵石层钻进的经验，为确保砂卵石层取芯质量，钻进参数应遵循“低压力、中转速、小泵量”的原则，以达到平稳的钻进速度为宗旨。
因为，压力过大，容易产生岩芯堵塞现象；转速过高，容易造成孔壁垮塌；泵量过大，会冲毁岩芯；最终导致钻进困难，取芯质量降低。
钻进过程中，操作注意事项：⑴下钻后，应用较大泵量冲孔，而后降低泵量钻进。
当砂卵石粒径较小、地层结构松散、取芯困难时，可尽量降低泵量，以确保岩芯的采取。
⑵应经常对SD钻具进行维护保养，以使其能保持良好的性能，确保取芯质量。
⑶回次进尺控制在0.8～1.2m，发现堵芯，立即起钻。
⑷起下钻速度应缓慢，以避免在孔内产生较大的抽吸，引起浆液强烈的激荡，导致孔壁的垮塌。
⑸在钻进过程中，正常进尺时，不得随意改变钻进参数，也不要随意提动钻具，以防止岩芯堵塞。
⑹在砂卵石层中钻进时，当进尺速度突然加快，可能是进入砂层或砂砾石层，控制进尺，可适当降低泵量，以保证取芯。
⑺黄泥球的投入量和投入次数的控制：在砂卵石层的钻进过程中，应根据地层和孔壁稳定情况适时的进行，一般在钻进1.5～5m后可进行投入和挤压，以确保孔壁的稳定，使每一级裸孔钻进的深度达到15～25m。
⑻超前钻进量及跟进厚壁套管量的控制：在砂卵石层的钻进过程中，采用植物胶金刚石钻进取芯，出管脚的长度应控制在1.2m以内。
厚壁套管每次跟进长度视进度快慢，控制在1m以内。
⑼孔内爆破：遇漂卵石跟管遇阻时，可采取孔内爆破。
爆破前，需将孔内沉渣捞取干净，炸药包定要放到位后，及时引爆。
3.4冲洗液3.4.1 配方SM植物胶干粉：水＝2～3：100纯碱（NaCO3）按SM植物胶干粉重的5～6%3.4.2性能参数：比重：1.0～1.08 漏斗粘度：90～120秒失水量：﹤10cc/30min PH值：﹥8～10含砂量：﹤2% 胶体率：﹥95%以上3.5厚壁套管的起拔因本工区覆盖层深厚，在钻孔终孔后，对厚壁套管的起拔十分困难，特别是下坝址的钻探，一般需下入两层（Φ178×12、Φ127×9）厚壁套管，下入深度分别为25～30m、35～40m，用XY－2钻机起拔，一般需4～5天／孔，如需做抽水试验，则要耽误6～7天。
且在起拔套管时，钻机卷扬机长时间超负荷的使用，也对钻机卷扬机造成极大损坏，一般在起拔两个孔的套管后，就需对卷扬机进行维修。
为了缩短钻机孔与孔之间的周转时间，我们采取了在钻孔钻进工作结束后，即移至下孔，然后组织专人，采用卷扬机性能优良的SH30-2A钻机进行厚壁套管的起拔工作，使厚壁套管起拔效率提高了一倍多，同时也减少了因拔套管对XY－2钻机的损坏，大大提高了钻探施工的效率。
4质量保证措施4.1做好取芯及原位测试工作⑴砂卵石层取芯：采用植物胶金刚石钻进工艺，钻具采用SD植物胶专用钻具，以取出近似原状的砂卵石芯。
⑵砂层标准贯入试验：孔深20m内，当钻进至砂层顶面后，应及时停钻，跟进套管护壁，用钢丝合金钻头将砂层顶面沉渣捞尽，然后下入标准贯入器做原位试验。
⑶砂层取样：钻进至取样位置后，用钢丝合金钻头将砂层顶面沉渣捞尽，然后下入Φ108双动双管内管超前原状取土器取样。
⑷基岩取芯：全部采用金刚石单动双管钻具，以确保基岩的岩芯采取率。
⑸严格控制回次进尺：视地层情况，回次进尺控制在0.8～1.2m以内。
⑹对易冲蚀、风化、崩解的岩芯，应选取有代表性的岩芯及时封存。
4.2做好水文试验工作⑴在钻进过程中，坚持做好简易水文地质观测工作。
⑵组织钻工认真学习《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31－2003，严格按规程执行。
⑶做好抽试验，现场配备了6T/h、12.5 T/h、25 T/h、50 T/h共4种排量的抽水试验设备及其它附属器材，以确保抽水试验的成功。
⑷开钻前，由水文值班人员组织机组人员学习《钻孔任务书》，让钻工了解钻孔的重点、难点及所需完成的其它工作。
4.3做好钻探原始记录组织钻工学习《勘察分院各部门贯标工作主要内容及奖惩办法》，使钻工自觉地做好原始记录工作，真正做及时、准确、真实、齐全。
4.4做好封孔工作请地质人员为钻工讲解封孔的重要性、可能造成危害性，机长应做好督促、检查工作，确保封孔的质量，并做好封孔记录。
5结束语5.1在钻进较为松散的砂卵石层时，采用跟进厚壁套管护壁的方法虽然原始，但却是非常有效的方法，特别是在松散的砂卵石层深厚、植物胶护壁效果较差时。
但现在市面上无专用的用于地质勘探的厚壁套管，经过比较选择了两种规格的套管。
一种是材质为N80（日本生产）直径为Φ178×12（7英寸）石油固壁套管，别一种是直径为Φ127×9（5英寸）石油钻杆改制的护壁套管。
Φ178×12（7英寸）石油固壁套管，材质特别好，使用效果奇佳，整个工地未损坏一个管脚，一根套管。
而由Φ127×9（5英寸）石油钻杆改制的护壁套管，因为是报废的石油钻杆，管壁厚薄不均，且材质各异，使用效果较差。
在本阶段的勘探过程中，由于跟进深度过深，一般为35～40m（总深度约37～78m），在拔管时拔断而损失长度达60m，且管脚亦有损坏，给钻进带来新的难度，如能找到材质好，陈设新的套管代替效果更佳。