小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預(yù)防與處理

孟燕杰 梁麗

摘 要：鉆孔縮徑是小口徑巖心鉆探工作的主要難題，在施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)鉆孔縮徑，就會(huì)延長(zhǎng)施工進(jìn)程，增加資金投入，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。文章首先簡(jiǎn)單介紹了地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)，然后分析了預(yù)防小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的有效措施，最后針對(duì)鉆孔縮徑現(xiàn)象，給予有效的處理對(duì)策，以期能夠?yàn)槭┕と藛T的生命安全提供保障。

關(guān)鍵詞：小口徑巖心鉆探；鉆孔縮徑；預(yù)防措施；處理措施

在固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘探中，巖心探勘技術(shù)是最主要的勘探手段。巖心勘探的定義為：鉆頭鉆至不同深度的地質(zhì)中獲取礦樣后，勘探人員對(duì)地質(zhì)巖心具體位置進(jìn)行分析，同時(shí)為地質(zhì)作業(yè)提供可靠的數(shù)據(jù)。有學(xué)者對(duì)巖心勘探的由來(lái)進(jìn)行了總結(jié)：在地質(zhì)探勘工作中，施工人員會(huì)借助鉆具沿著破碎的環(huán)狀巖石對(duì)孔底進(jìn)行鉆探工作，而且會(huì)在孔底正中心留下一個(gè)巖心，施工人員將巖心從孔內(nèi)取出，通過(guò)分析巖心掌握地質(zhì)與礦產(chǎn)情況。

一、地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)概述

在巖心鉆探施工中，技術(shù)人員必須要具備嫻熟的操作技巧才能保證鉆探工作順利實(shí)施。根據(jù)鉆頭種類，可對(duì)巖心鉆進(jìn)方法進(jìn)行劃分，具體包括鉆粒鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。在巖心鉆探工作中，施工人員可以借助液動(dòng)沖擊器的沖擊力進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，能夠承受沖擊的鉆頭有金剛石與硬質(zhì)合金，因此施工人員必須要合理利用。

近幾年，我國(guó)資源勘探行業(yè)發(fā)展迅速，巖心鉆探技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，其中液壓動(dòng)力鉆探技術(shù)、多功能鉆探技術(shù)、立軸巖心鉆探技術(shù)是目前最受矚目的三項(xiàng)勘探技術(shù)。立軸巖心鉆探技術(shù)是早期從國(guó)外引進(jìn)的一種技術(shù)，由于我國(guó)技術(shù)人員能力較低，導(dǎo)致該技術(shù)在資源勘探中的使用次數(shù)屈指可數(shù)。為了解決資源勘探難題，建國(guó)后我國(guó)研究人員結(jié)合蘇聯(lián)發(fā)明的巖心鉆探設(shè)備，開(kāi)始了仿制工程，最終自主研發(fā)了TK系列巖心鉆探設(shè)備、XY系列巖心鉆探設(shè)備、YL系列巖心鉆探設(shè)備、HXY巖心鉆探設(shè)備等。

但是，相較于美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)巖心鉆探技術(shù)仍處于落后狀態(tài)，鉆探機(jī)核心部件大都是從國(guó)外引進(jìn)的，進(jìn)而增加了巖心鉆探機(jī)的制造成本。雖然近些年，我國(guó)科研人員一直在學(xué)習(xí)先進(jìn)的國(guó)際技術(shù)，主張自主創(chuàng)新，但是在實(shí)際應(yīng)用中，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并沒(méi)有得到應(yīng)有的重視，因此，我國(guó)巖心鉆探技術(shù)雖然有所發(fā)展，但是發(fā)展速度較慢。因此，我國(guó)鉆探行業(yè)必須要不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的理論知識(shí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，這樣才能解決巖心鉆探技術(shù)落后問(wèn)題。

二、預(yù)防小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的有效對(duì)策

鉆孔縮徑是小口徑巖心鉆探中常見(jiàn)的問(wèn)題，一旦發(fā)生鉆孔縮徑，不僅會(huì)影響工程進(jìn)度，而且也會(huì)增加施工材料的需求量，導(dǎo)致施工成本大幅度提升。如果提前做好準(zhǔn)備工作，就會(huì)減少縮徑事故的發(fā)生，更甚者能夠及時(shí)將其排除。具體的預(yù)防措施有：

1）明確鉆孔縮徑具體部位。在鉆孔縮徑預(yù)防工作中，明確其發(fā)生部位是首要問(wèn)題。通常情況下，水敏性地層、強(qiáng)風(fēng)化地層、斷層沙是鉆孔縮徑發(fā)生的主要部位。水敏性地層處于沉積地層中粘土沿地層，強(qiáng)風(fēng)化地層遇水就會(huì)迅速膨脹，地層經(jīng)風(fēng)化后就會(huì)砂狀破碎，斷層泥是地質(zhì)構(gòu)造層。

2）掌握小口徑巖心鉆探情況。為了減少鉆孔縮徑的發(fā)生，施工人員必須要掌握已經(jīng)出現(xiàn)鉆孔縮徑巖層的相關(guān)情況，這樣才能針對(duì)實(shí)際問(wèn)題，制定預(yù)防方案。施工人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及早給予有效的預(yù)防措施，以免出現(xiàn)安全事故，給自身及其他人員的生命安全造成威脅?？碧饺藛T必須要科學(xué)選擇泥漿配比方法，失水量小于4ml/30min的泥漿是最佳的選擇。

3）其他預(yù)防措施。施工人員在縮徑地層中，不論是應(yīng)用上升鉆具還是應(yīng)用下降鉆具，都應(yīng)該減速通過(guò)，若是鉆具在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到阻力，可以采用提前掃孔的方式，確保其能夠順利通過(guò)。

若在施工過(guò)程中遇到縮徑問(wèn)題嚴(yán)重的底層，施工人員需要給予掃孔處理，擴(kuò)孔最好使用大一級(jí)的鉆具，以免出現(xiàn)縮徑事故。當(dāng)鉆進(jìn)1-2m后，施工人員需要立刻進(jìn)行套管處理，盡量減少縮徑事故的發(fā)生。

三、處理小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的重要措施

在施工過(guò)程中一旦遇見(jiàn)縮徑地層，施工人員需要分析實(shí)際情況，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行評(píng)估后，有針對(duì)性地制定處理措施，最大限度提高施工效率。

1）科學(xué)選擇鉆進(jìn)參數(shù)。鉆進(jìn)參數(shù)的選擇與鉆壓工作有著密切的關(guān)系，因此施工人員必須要做好鉆壓工作。在巖層部位施工中，由于巖層巖石比較柔軟，所以在鉆進(jìn)鉆探時(shí)必須要輕壓鉆進(jìn)，不然，巖層部位就會(huì)揚(yáng)起大量的巖粉，進(jìn)而頻繁出現(xiàn)埋鉆事件。

2）嚴(yán)格控制鉆具速度。在對(duì)縮進(jìn)地層進(jìn)行施工時(shí)，必須要控制好鉆具速度，慢進(jìn)慢轉(zhuǎn)速是最科學(xué)的施工方式。當(dāng)鉆探在穿過(guò)縮進(jìn)地層時(shí)，施工人員必須要采用護(hù)壁的方式對(duì)縮進(jìn)地層表明進(jìn)行保護(hù)。此外，施工人員還必須要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)速，一般在200r/s-300r/s范圍內(nèi)，切實(shí)為工作人員的人身安全提供保障。

3）合理調(diào)整泵量。鉆孔縮徑巖層軟層部位時(shí)，就有可能出現(xiàn)大量的巖粉，而且隨著鉆探施工的不斷進(jìn)行，巖粉粉量也會(huì)增多。因此，施工人員必須要調(diào)整好泵量，才能將粉末帶走。若泵量沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，那么粉末就難以被帶走，孔內(nèi)就會(huì)積累大量的巖粉，進(jìn)而威脅到施工安全。一般情況下，施工泵量控制在60L/s-80L/s范圍內(nèi)。

4）做好沖洗液維護(hù)工作。沖洗液維護(hù)工作在施工過(guò)程中發(fā)揮了舉足輕重的作用，如果不能及時(shí)給予沖洗液有效的維護(hù)措施，那么就有可能引發(fā)孔內(nèi)事故，因此施工人員必須要及時(shí)將堆積的泥漿清理干凈，最大限度提高泥漿使用效率。為了保證后續(xù)工作順利展開(kāi)，施工人員必須要做好沖洗工作，及時(shí)記錄維護(hù)信息，進(jìn)一步提升工作效率。

四、總結(jié)

總而言之，在縮徑地層鉆進(jìn)施工中，施工人員首先需要掌握巖層情況，有針對(duì)性地制定鉆進(jìn)方法，科學(xué)配制泥漿，做好預(yù)防工作，以免引發(fā)孔內(nèi)事故。鉆孔縮徑地層時(shí)，施工人員必須要認(rèn)真對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察，及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)情況記錄下來(lái)，在提升施工效率的同時(shí)，最大限度減少安全事件的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮海權(quán).小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的處理與注意事項(xiàng)[J].黑龍江科學(xué)，2015，（2）：39，42.

[2] 周偉.小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預(yù)防和處理剖析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，（36）：2523.

[3] 毛德全.淺談小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預(yù)防與處理[J].地球，2014，（12）：166.

[4] 宋群財(cái).淺談小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預(yù)防與處理[J].地球，2014，（4）：146.