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绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用实例

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二 、钻孔 结构设计
根 据 地 质 要 求 ， 钻 孔 类 型 为 直 孔 ，设 计 倾 角 ９０。 ，终 － － 径不 小 于 ／／ ＬＬ ７ ｍ 。采 用 浓 度 为 ｌｌ ｍ ５ 、粒 度 为 ０％ ４ ０～６ ０目、胎 体硬 度 ＨＲＣ３ ０～４ ０孕
化 ， 坚 硬 ， 破 碎 ，不 均 质 ， 遇 水 易
牛 。
绳 索 取芯 钻进 工 艺是一 种 不提 钻而 从 钻 杆 内捞 取 岩 芯 的 钻 井 工 艺 。 它 的
米 ，破 碎 ， 遇 水 后 易 掉 块 、坍 塌 ； ②英 安岩 ：ｌ ０～３ ，节 理 裂 ８ ５ ５米
特 点 ，是 在 钻 探 过 程 中提 取 岩 芯 时 不
坍 塌 ；
④英 安岩 ：４ ５ ６ ｌ ～４ ０米 ，节理 裂隙 发育 ，岩 性硬 脆 ，岩体破 碎 ，可钻性 ｌ ｌ
级。
极 好效 果 。以 Ｓ ９ ５ ｍｍ 系列 为例 存在诸 多 不 足 ， 如 ： 钻 杆 易 弯 曲 ， 起 下 内 管 不 畅 甚 至 卡 死 ：安 全 脱 卡 机 构 （ 安
寸 ＼ 外 内 壁 外 外 内 壁 外 内 壁 外 内 壁 接 格 径 径 厚 径 径 径 厚 径 径 厚 径 径 厚 头 由７ ５
由９ ｌ
７ ４ ｌ ７ ５ ５ ２ ７ ５ ９ ３ ５ ６ ５ ｊ ５ ３ ５ ５ ３
① 层 采 用 绳 索 取 芯 钻 进 ，在 穿越 后 至 第 ② 层 较 完 整 段 ， 提 出 内 管 ， 将 ９ ｍｍ 钻 杆柱 及 钻具 留置 在井 内 当作套 ｌ
引 起 打 捞 成 功 率 偏 低 ；钻 头 寿 命 短 ，
辅 助 时 间加 长 等 。 近 年 来 ，随 着 研 究 的 不 断 深 入 ， 技 术 上 不 断 改 进 ，其 相
结合工程实例，阐述绳取工艺的优点。
绳 索 取 芯 ； 复 杂 地 层 ； 钻 进 过 程 ； 效 果
一 、 工 程 概 况
ｌ 地 质 条件 ： 根 据 已 有地 质 资 料 ，结 合 附 近 钻 孔 成 果 ，推 测 该 孔 地 层 依 次 为 ：
①火 山 角砾 岩 ：强 风 化 ，０～ １ ０ ８
井 液 可 能漏 失 ，易 掉块 ；
③构 造 角砾岩 ： ８ ～４ ，强 风 ３５ ｌ ５米
芯 的 内 管连 同 岩 芯 一 同提 至 地 表 ， 然 后 将 空 管 投 放 孔 内 ， 继 续 钻 进 。 在我 国早 期 的 实 践 生 产 中 ， 由于 当时 技 术
经 济 条 件 相 对 落 后 ， 该 工 艺 未 能 取 得
用 提 升 全 套 钻 柱 ，而 是 通过 绞 车 和 钢 丝 绳 将 打 捞 器 下 放 到 孔 内 ，将 容 纳 岩
Ｂｗ 一２ ０泥 浆 泵 ：最 大 流量 ２ ０ ５ ０
升 ／分 ， 最 大 压 力 ８ ０公斤 ／ 厘米 。
隙 发 育 ， 岩 性 硬 脆 ， 岩 体 破 碎 ， 钻
＃ 。 ；＊
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在复杂地 层应用实例
韩栋材 河南省有 色地质二 队 ４ ７２ ６ ０
列 、７５ｍ ｍ 系 列 绳 索 取 芯 钻 杆 钻 具 ，
７ ５ｍｍ 过 渡 金 刚石 钻 头 ，在 孔 底 消磨
提 高 了近 ３ ，取 得 了 良好 的 技 术 效 ５％
果 和经 济效 益 。
上接 第 ６ ５页
掉 ９ｌ ｍｍ 钻头 内 出 刃 ，待 其 内 胎体
完 全损毁 ，改换绳 取钻 头继 续钻 进 ，
四 、 总 结
绳 索取 芯钻 头 的擘 厚 比普通 取 芯 钻
９ ６ ｌ ５ ｌ ７ ｌ ２ ４ ９ ５ Ｉ ６ ５ ３ ８ ８ ＂
Hale Waihona Puke ７ ｌ ６ ｌ ５ ７蟮 ｌｌ
５ ８
湾金矿区 ｌ ０ 孔的施工情况简介如 ４ ０
下 ：
５ ８ ５ ＇
维普资讯
管 ，下 人 ７ ｍｍ 系 列钻 具 ，配 备 ５
绳 索 取 芯钻 杆 钻 具 规格
钻 头 扩 孔
对于 常规 钻进 工 艺的优 越性 愈加 凸显 出
来 ，得 以 在 行 业 中 广 泛 应 用 。 尤 其 是
尺＼规 ＼
内岩芯管
外岩芯 管
钻 杆
器
在 复 杂 地 层 ， 达 到 了常 规 钻 进 难 以 实
现 的 效 果 。现 将 我 队 在 洛 前 河 金 矿 东
全 绳 ） 过 于 简 易 ，打 捞 机 构 不 灵 活 ，
该矿 区 已有 多个 常规 钻 进钻 孔 因埋 镶 金 刚 石 钻头 用 ９ｌ ｍ 口径 开孔 ，第 ｍ 钻 报废 的例证 。 ２ 主 要 设 备 ：Ｘ Ｙ一４４型 钻 机 ， Ｂｗ ２ 泥 浆 泵 ，某 厂 ９ｌ ｍ 系 ０型 ５ ｍ
及 ７ ｍｍ 系列 双 动 隔水 式 单钻 头 绳 ５ 取钻 具 ，Ｊ Ｊ ６ ０型绞车 ，各设 备主 Ｓ ０ 要 技 术参 数 如 下表 。
ＸＹ ４ 钻机 ：动力机 转速 ｌ 最大 ４ ４
压力 ８ ０转 ／分 ， 最大扭 矩 ３ ２千牛 ・ ， ． 米 最 高转速 ９ ０转 ／分 ， ＂ ７ 最大 加 压力 ９ Ｏ千
维普资讯
中国科技信 息 ２ ０ 年 第 ５ ０７ 期
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绳索取芯钻进和普通取芯钻进的组合使用在宝鸡老爷岭煤田勘探中的显著效益

绳索取芯钻进和普通取芯钻进的组合使用在宝鸡老爷岭煤田勘探中的显著效益

绳索取芯钻进和普通取芯钻进的组合使用在宝鸡老爷岭煤田勘探中的显著效益作者：白香云渠永义李勇来源：《科学与技术》2014年第10期摘要：本文阐述了绳索取芯钻进和普通取芯钻进组合使用在X12-31 孔中的显著效益。

关键词：绳索取芯钻进;普通取芯钻进;金刚石钻头;牙轮钻头;复合片钻头;效率效益钻探工艺的选择主要取决于地层，针对不同的地层采取不同的钻探工艺。

在宝鸡老爷岭煤田勘探中，勘探区内发育有中生界三叠系中统铜川组（T2t），下侏罗统富县组（J1f），中侏罗统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a），上侏罗统芬芳河组（J3f），下白垩统宜君组（K1y）、洛河组（K1l）、环河组（K1h）、上新统保德组（N2b）、更新统（Qp）和全新统（Qh）。

以中侏罗统安定组（J2a）和上侏罗统芬芳河组（J3f）为界，也是砾岩层与砂泥岩层分界，砾岩巨厚层，硬度8级左右。

安定组（J2a）砂泥岩见水和遇空气极易分化破碎。

一、绳索取芯钻进和普通取芯钻进在宝鸡老爷岭地层中的优缺点绳索取芯钻进本身具有钻进效率高、岩煤芯采取率高、有利于岩芯完整性好的中硬地层钻进、孔内事故率低和孔身直，减少钻进辅助时间，减少劳动强度和降低钻探成本等优点。

其缺点是钻杆内径大而管壁薄，连接强度要求高。

操作技术要求高，孔内事故不易处理。

目前，绳索取芯在理论上可以用于钻进各种地层，绳索取芯钻进方法已经广泛用于地质勘探、工程勘察和水文工程地质等多种要求采取岩芯的钻进工程中。

在我国东北地区，绳索取芯不仅在金属矿种广泛应用也在煤炭勘探中广泛引用，而西北地区主要用于金属矿种勘探。

根据宝鸡老爷岭勘探区地层以及以往的施工经验，对勘探区的钻探工艺精心选择验证，最终得知以下经验：绳索取芯钻进不适宜钻进易风化砂泥岩等软弱地层以及一些岩芯破碎的复杂地层，钻进这些地层易出现岩心堵塞，钻头包钻，不易取出，孔内坎塔，孔径变大，易断钻杆，泥岩缩径影响大，钻进效率低，孔内事故高且孔内事故不易处理。

绳索取芯金刚石钻头在复杂地层中的应用研究

绳索取芯金刚石钻头在复杂地层中的应用研究

唇 面 与 岩石 实 际接 触 面积 越
小 ， 则 比 压 越 大 ，越 有 利 于 以体 积 破 碎 的 方 式 克 取 岩 石 ， 从 而 获 得 较 高 的 钻 速 。 在 硬 、 碎 、 脆 地 层 中使 用 金 刚 石 钻
头 钻 进 时 ， 因 钻 具 纵 向 和 横 向
绳 索取 芯钻头 与普通 单管钻 头不 同 ，绳索 取芯钻 头对
ｘ 内 径 尺 寸 要 求 比 较 严 格 ， 有 些 钻 头 由 于 内 径 耐 磨 性 不 强 ， 即 使 金 刚 石 层 未 用 完 ， 也 因 钻 头 内 径 扩 大 ， 岩 芯 不 能 进 入 内管 ， 而 使 钻 头 报 废 。 因此 ， 绳 索 取 芯 钻 头 的 内 外 径 保 径 十 分 重 要 ， 传 统 的 保 径 材 料 为 中 １ ５ Ⅱｌ 柱 形 聚 ． Ｘ４１ 圆 【 Ｉ ２ 晶 ， 在 胎 体 内 外 侧 出 露 面 积 小 （ 条 线 ） ， 当 内径 增 加 一 １５ 时 ， 出露 面 积 为 最 大 。 一般 来 说 ， 内径 增 大０６ ．咖 ．咖 时 ， 钻 头 就 不 能 用 了 。 为 了 增 加 出 露 面 积 ， 改 善 保 径 效 果 ，我 们 采 用 了 １５ ． Ｘ４ 。 耐 磨性 强 的 方 聚 晶 。 在 内 ． Ｘ １５ 咖 的 径 没 有 扩 大 到 报 废 尺 寸 时 ， 聚 晶 出 露 面 积 就 达 到 恒 定 的 最
震 动 剧 烈 ， 使 金 刚 石 钻 头 的 寿 命 大 为 缩 短 。 经 过 现 场 对 各 种 唇 型 钻 头 的 反 复 使 用 对 比 ， 最 后确 定 了阶 梯环 槽式 唇 面 （ 如
图 所 示 ）。
使用前 使用后
大 值 ， 从 而 获 得 理 想 的保 径 效 果 。 （ ）在 钻 头 唇 面 中 间 高 低 齿 分 界 处 预 置 一 层 或 几 层 适 ２ 当 厚 度 的 铁 片 ， 或 加 一 薄 层 低 浓 度 低 硬 度 胎 体 ，钻 头 工 作 时 唇 面 形 成 宽 度 合 适 的 凹 槽 。 当钻 进 初 磨 后 ，很 快 磨 成 尖 齿 形 钻 头 ， 随着 钻 进 的 正 常 磨 耗 尖 齿 同步 延 伸 ， 直 到 钻 头 工 作 层 磨 耗 终 了 为 止 ， 始 终 为 尖 齿 形 钻 头 。 改 变 了原 钻 头 表 面 凸 出 的 部 分 梯 齿 磨 平 后 既 成 为 平 底 钻 头 的 缺 点 。 同 时 ， 由 于 金 刚 石 钻 头 钻 进 时 金 刚 石 的 碎 岩 方 式 主 要 是 磨
复杂地层取芯技术在多金属矿区应用取得突出效果

复杂地层取芯技术在多金属矿区应用取得突出效果

36河北地质2020年第1期化镇组下部及馆陶组，井口水温42］，水量27m3/ h,钻孔层位与物探成果一致性较好。

3结论实践证明,CSAMT技术具有三大特点：使用可控制的人工场源；测量参数为电场和磁场之比；基于电磁波的趋肤深度原理，利用改变频率进行不同深度的电测深+该方法在工作中的优点为：抗干扰能力强，在城市郊区和村庄也可以工作；工作效率高，一次发射,可同时接收7道电场和1道磁场，完成7个点的频率测深;勘探深度范围大，一般可达2〜3km；横向分辨率高，可灵敏的发现断层，在地电条件较有利时，可有较好的纵向分辨率；高阻屏蔽作用小，可穿透高阻层+鉴于CSAMT具有工作效率高，探测深度较大,分辨能力较强等特点，它适合于区域性地热勘查工作，能够提供深部地质构造的地电信息，快速有效地解决一些重要地质问题，如断裂构造、基底起伏、热储层埋藏深度等+目前,CSAMT法已在河北、北京等地区地热勘查工作中得到了广泛的应用+它在研究地热田的地质构造、地热井的最佳井位选择及钻井设计等方面均能发挥较好的作用+复杂地层取芯技术在多金属矿区应用取得突出效果由中国地质调查局勘探技术所研制的H规格绳索强制取芯钻具、P/H跨径绳索取芯钻具有效保证了复杂地层岩芯采取质量，平均岩芯采取率达到98%以上+一是，H规格绳索强制取芯钻具通过泵量变化完成割芯，操作简便；配合隔液底喷钻头，有效解决了松散、破碎地层易出现的岩芯脱落、冲蚀问题;割芯动作执行成功率及打捞成功率达100%，进一步扩大了绳索取芯钻进工艺的地层适用性;二是，针对空气反循环钻进双壁钻杆，配套研制了P/H跨径绳索取芯钻具，解决了在大斜度钻孔、端部内加厚钻杆中的投放、打捞、脱卡等技术难题，实现了两种取芯(样"工艺的结合，在提高钻进效率的同时，减少了钻具配备的种类及数量，为绳索取芯钻进工艺在特深孔中的应用积累了经验;三是，采用内壁硬化及光滑处理工艺研制的低摩阻岩芯管，对于复杂地层易出现的岩芯卡堵、回次进尺短等技术难题，起到了积极的缓解作用。

绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用

绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用

绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用在对绳索取心技术实际施工应用范围进行简单归纳后，结合自我多年实际工作经验，对复杂破碎地层的绳索取心钻进施工技术要点进行详细分析研究。

最后对绳索取心技术在工程应用中的优势效果进行认真总结。

标签：绳索取心技术；复杂破碎地层；钻探1绳索取心技术的实际应用范围在我国，绳索取心钻探技术的发展较晚，与一些先进的发达国家相比，绳索取心钻探的综合效率和使用寿命存在差异。

然而，在众多钻探专家学者的不懈努力下，我国绳索取心钻探技术取得了很大的进步。

绳索取心钻探技术已广泛应用于岩矿勘探，工程地质勘探，水文水资源工程地质勘查等实际工程中。

目前，我国绳索平均月效率可达600m～1000m，平均工作效率可达7m/h～10m/h。

在正常情况下，钻杆的综合使用寿命超过20000m。

然而，大量国内钻探的实际施工经验表明，使用绳索取心钻探技术后，并非所有钻探项目都能获得满意的效果。

在岩石的钻探中，应该综合考虑钻探条件，比如钻孔深度，钻头质量水平和绳索取心钻具及辅助设备等因素。

根据现场条件以及投资成本，合理选择钻探技术。

绳索取心技术，从理论上讲适合各种岩层条件，应用范围比较广泛。

绳索取心技术适合于4级～9级岩层，钻探效率及质量、安全都有一定的保障。

但是，就我国目前的钻探施工技术水平来说，不建议采用绳索取心技术进行10级～12级凿岩施工。

特别是当岩层是非常坚硬的岩层，如果采用绳索取心技术，密度大，颗粒细小，在上述岩层条件下，钻头打滑，钻速效率也相对较低，不能充分发挥绳索取心钻孔技术的优势，造成钻探效率、质量下降。

2绳索取钻井时的施工要点2.1浅层风化岩土的地层其绳索取心钻进时施工的要点浅层强风化以及全风化岩土的地层其绳索取心的钻进钻探施工过程当中，应该首先要与钻探所在实际的位置相结合，选配出与该地层适合的润滑泥浆对其钻孔的孔壁实行相关的支护完善，而且发挥到将钻具润滑的作用；再选取和该类风化岩的土地层适合的钻头设备，在确保钻探综合的施工质量不变的前提之下，使得钻孔钻进的速率得到有效的提升；运用实际的施工当中极易进行操作短小钻具；于浅层的风化岩层之上实行其钻进取心工作的时候，不要太过着急，应该依照钻进工作相关的施工操作流程以及现场施工的组织设计需要，依据平稳可靠稳健的钻进原则，确保全部钻探施工的过程高质量、高效率的进行下去。