深孔巖心鉆探的技術(shù)關(guān)鍵

1、<p>　　深孔巖心鉆探的技術(shù)關(guān)鍵</p><p>　　[摘 要]伴隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入，我國(guó)在某些領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展得到了前所未有的突破，甚至在世界范圍內(nèi)都占據(jù)了相對(duì)較高的地位，已經(jīng)基本解決了缺乏自主開(kāi)發(fā)技術(shù)能力的缺陷。對(duì)于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)以及基礎(chǔ)性建筑施工領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，其中的鉆探技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。而且隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于鉆探技術(shù)的要求也日益提升，曾經(jīng)的鉆探技術(shù)已經(jīng)滿足不了人們的需求。深孔

2、巖心鉆探技術(shù)日益成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]深孔巖心；鉆探；技術(shù) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：F284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0296-01 </p><p>　　前言：我國(guó)目前追求在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的突破，這是我國(guó)不斷發(fā)展的結(jié)果。我國(guó)為了擺脫自主能力水平低的帽子做了大量的努力。鉆探技術(shù)作 </

3、p><p>　　為礦產(chǎn)能源開(kāi)發(fā)、交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和高層建筑建設(shè)過(guò)程中必不可少的重環(huán)節(jié)，其發(fā)展水平直接關(guān)系我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)能否正?？焖偾靶小６揖豌@探技術(shù)來(lái)說(shuō)，在淺層領(lǐng)域的各項(xiàng)技術(shù)均取得了相當(dāng)?shù)某删?，具有成熟的工藝水平。一方面是為了不斷地突破與創(chuàng)新，另一方面也是因?yàn)闇\層礦產(chǎn)資源的枯竭，這都導(dǎo)致了我國(guó)對(duì)于深孔鉆探技術(shù)的研發(fā)渴求。 </p><p>　　1.淺談復(fù)雜地層的分類(lèi) </p>

4、<p>　　根據(jù)鉆探施工特點(diǎn)及地質(zhì)情況， 把復(fù)雜地層分為以下幾類(lèi)，在這些復(fù)雜地層進(jìn)行深孔鉆探時(shí)也要格外地引起施工人員的注意。 </p><p>　　1.1松散破碎地層 </p><p>　　松散破碎地層主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地層。較為典型的有膠結(jié)性很差的砂石和石灰?guī)r組成的二疊紀(jì)地層， 這種地層含有大量的砂巖， 部分地區(qū)存在泥巖、砂巖和礫巖以及部分卵石。受鉆具振動(dòng)碰撞和

5、泥漿沖蝕作用， 鉆探鉆孔易發(fā)生坍塌、漏失、超徑等事故。 </p><p><b>　　1.2水敏性地層 </b></p><p>　　顧名思義，水敏性地層主要由于水的因素而造成地層性質(zhì)的不同，具體情況主要包括水化松散、水化剝落、水化膨脹和水化溶蝕煤系地層。 </p><p>　　1.3漏、涌水地層 </p><p>　　

6、這類(lèi)地層鉆探施工護(hù)孔堵漏難度極大， 漏失分大、中、小漏； 涌水地層一般涌水量為10 m3/h～50 m3/h。煤系地層硅質(zhì)膠結(jié)， 灰?guī)r多破碎， 且研磨性大， 構(gòu)造裂隙較發(fā)育， 穩(wěn)定性較差， 透水性強(qiáng)， 地下水豐富， 承壓水力大， 鉆孔縮徑或涌水時(shí)有發(fā)生。 </p><p>　　2.淺談深孔巖心鉆探過(guò)程中的主要問(wèn)題 </p><p>　　2.1 淺談鉆探過(guò)程中的孔壁穩(wěn)定性問(wèn)題 </p&

7、gt;<p>　　對(duì)于深孔巖心鉆探來(lái)說(shuō)，最先需要考慮的是孔壁的實(shí)際穩(wěn)定性因素。目前人們關(guān)注的關(guān)于孔壁穩(wěn)定性的問(wèn)題主要集中在孔壁坍塌以及孔徑穩(wěn)定變化等相關(guān)的問(wèn)題上。這些問(wèn)題都是經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際應(yīng)用中總結(jié)出來(lái)的。一旦在鉆探之前沒(méi)有對(duì)孔壁的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)的考慮，則會(huì)造成施工過(guò)程中的井噴、漏漿以及坍塌等問(wèn)題，這不但對(duì)施工的工期有著影響，嚴(yán)重的還會(huì)危及到施工人員的人身安全。工程施工方面以及地質(zhì)情況都是應(yīng)該考慮的因素，此外對(duì)孔壁

8、穩(wěn)定性造成影響的因素主要包含地質(zhì)體的基本構(gòu)造、應(yīng)力的變化以及流體給予的實(shí)際壓力等孔壁發(fā)生失穩(wěn)，實(shí)際上就是由于孔眼無(wú)法承受較大的壓力。鉆孔完成之后，如果鉆井中液柱的實(shí)際壓力和巖石層的壓力無(wú)法承受?chē)鷰r所賦予的應(yīng)力，就會(huì)使孔壁上的巖石損壞，質(zhì)地較為脆弱的巖石還會(huì)發(fā)生更為嚴(yán)重的崩塌。此外，如果鉆井液的密度較大，巖石所承受到的實(shí)際應(yīng)力則會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其拉伸的強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)地層造成較為嚴(yán)重的損壞。[1] </p><p>　　2.

9、2淺談鉆探過(guò)程中的設(shè)備問(wèn)題 </p><p>　　正所謂“工欲善其事，必先利其器”，在進(jìn)行深孔巖心鉆探的過(guò)程中，鉆探的設(shè)備對(duì)于鉆探質(zhì)量以及鉆探速度有著巨大而又直接的影響。而且鉆探設(shè)備的使用也不是千篇一律的，使用質(zhì)量好的固然沒(méi)有錯(cuò)，但也要根據(jù)具體地質(zhì)的不同選取不同類(lèi)型的施工設(shè)備，這樣才能使得施工進(jìn)度取得事半功倍的效果。就目前我國(guó)應(yīng)用范圍較廣的立軸式鉆孔機(jī)進(jìn)行講解，這種鉆孔機(jī)適用范圍廣，成本相對(duì)也較低，便于攜帶，對(duì)于

10、長(zhǎng)期在野外礦井施工的隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，非常實(shí)用。但是由于這種鉆孔機(jī)在工作的時(shí)候鉆孔取芯的成功率較低，無(wú)法滿足人們對(duì)于取芯效率的要求，另一方面也由于它采取機(jī)械振動(dòng)的原理，導(dǎo)致它在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很大的作用力，而一旦在地層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)的情形下使用就會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故問(wèn)題。因此，可以說(shuō)明根據(jù)不同的情況，包括地質(zhì)情況以及環(huán)境情況等選取合理的設(shè)備才會(huì)使得工程的效率得到進(jìn)一步地加強(qiáng)。[2] </p><p>　　3.淺談深孔巖心鉆探過(guò)

11、程中主要問(wèn)題的解決辦法 </p><p>　　3.1淺談孔壁穩(wěn)定性的增加措施 </p><p>　　要想增加施工過(guò)程中的孔壁穩(wěn)定性，首先需要考慮的是克服地層孔隙壓力造成的危害。而地層孔隙的形成與地層沉淀過(guò)程以及地層中的礦物成分等有著密切的關(guān)系。接下來(lái)，要想解決孔壁穩(wěn)定性的問(wèn)題就需要先確定地層的孔隙壓力，其次要克服地層破裂壓力。在確定地層孔隙壓力的方法中，筆者建議從以下兩點(diǎn)進(jìn)行考慮：其一，首

12、先要進(jìn)行鉆探前的預(yù)測(cè)，這種方法進(jìn)行起來(lái)需要相關(guān)資料的查閱，對(duì)相關(guān)的地震層資料進(jìn)行查閱，并且依據(jù)關(guān)的關(guān)系和計(jì)算方法，對(duì)地層孔隙壓力進(jìn)行計(jì)算預(yù)測(cè)。這種方法的預(yù)測(cè)精度與地震資料的質(zhì)量、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)分層情況、巖性以及計(jì)算模型等相關(guān)。其次，需要進(jìn)行鉆后測(cè)井的檢驗(yàn)，即在鉆進(jìn)過(guò)程結(jié)束之后，對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果得出相關(guān)的孔隙壓力，而這步驟所能采用的方法有許多，諸如是泥頁(yè)巖聲波時(shí)差法、泥頁(yè)巖電阻率法、泥頁(yè)巖密度法等；而地層破裂的壓力存在時(shí)

13、，孔壁將會(huì)發(fā)生裂紋甚至是開(kāi)口，將會(huì)使鉆探失敗。同樣，要想克服地層破裂壓力帶來(lái)的破壞，也需要對(duì)地層破裂清況進(jìn)行研究并得到地層破裂的壓力值。不過(guò)相對(duì)地層孔隙壓力的測(cè)量來(lái)說(shuō)，地層破裂壓力值研究顯得相對(duì)容易一些，根據(jù)相關(guān)研究表明，地層破裂的方向與最小水平有效應(yīng)力有關(guān)，裂縫的延</p><p>　　3.2淺談鉆探過(guò)程中設(shè)備的解決問(wèn)題 </p><p>　　目前我國(guó)現(xiàn)役使用的傳統(tǒng)鉆探設(shè)備早已不能滿足當(dāng)

14、代鉆孔技術(shù)的需要，尤其是深孔巖心的鉆探技術(shù)更是需要全新的鉆探設(shè)備，我國(guó)在傳統(tǒng)鉆探設(shè)備方面的問(wèn)題值得引起鉆探行業(yè)內(nèi)鉆探制造商的足夠重視，這樣才能使得我國(guó)的鉆探事業(yè)不斷地向前發(fā)展。首先就鉆探設(shè)備的鉆頭進(jìn)行考慮，在驅(qū)動(dòng)方式的選擇方面，筆者更加青睞于全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，對(duì)于更深一些的鉆探要求，筆者建議使用轉(zhuǎn)盤(pán)以及高速頂驅(qū)相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，采用這種方式的好處就是可以使得鉆頭的最大鉆速保持在600r/min，即使是最低鉆速也可以保持在70r/min。

15、可以說(shuō)這樣對(duì)于深孔巖心的鉆探是有相當(dāng)好處的，此外對(duì)于鉆塔而言，其架設(shè)的高度問(wèn)題也不能馬虎，其高度也需要經(jīng)過(guò)精心的計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，深孔巖心的鉆塔高度應(yīng)該保持在45m左右。 </p><p><b>　　4.結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　對(duì)于鉆探行業(yè)來(lái)說(shuō)，我國(guó)的淺層鉆探行業(yè)已經(jīng)處于相對(duì)成熟的階段，而且隨著淺層礦物的減少，我國(guó)對(duì)于深孔巖心鉆探技術(shù)的需求就顯得十分地急迫

16、。筆者在認(rèn)識(shí)到深孔鉆探問(wèn)題的重要性以后，本文就深孔巖心鉆探技術(shù)的相應(yīng)問(wèn)題及其解決辦法提供了一些看法，旨在應(yīng)對(duì)深孔巖心鉆探技術(shù)進(jìn)行全方位的整改與優(yōu)化，這樣才能在很大程度上促進(jìn)我國(guó)鉆探事業(yè)的全面發(fā)展，為我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用以及基礎(chǔ)建筑建設(shè)等領(lǐng)域提供更有效可靠的技術(shù)手段。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 孫建華，周紅軍，王漢寶，