第三讲 岩心钻探工艺(5)

2019-08-31 19:52

干净,否则大颗粒杂质就会堵住双管水路而引起事故。

5、钻进过程中不得提动钻具,以免卡断岩心造成堵塞。若发现岩心轻微堵塞,但泵压和返水正常,可稍微上下活动钻具处理。若处理无效应及时提钻;不允许高压长时间硬磨,以免损坏和烧毁钻头;

6、倒杆一般要停车,深孔减压钻进时,倒杆前一定要先用升降机将钻具拉紧 (不要提离孔底),才能倒杆,以防钻具的全部重量压在钻头上,压坏钻头和压弯钻具。

7、坚持 “三必提”、“五不扫”的正确操作方法,即岩心堵塞必提、钻速骤降必提、下钻遇阻、轻转无效必提;不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块、扫探头石。

8、谨防“慢烧”(一边进尺、一边烧),高转速钻进时,孕镶钻头胎体与岩石摩擦很大,如在冷却不充足的情况下工作,会加快钻头的磨损速度,即发生“慢烧”;“慢烧”现象往往不为人们注意,在钻进过程中也不容易发觉,危害很大;所以一般应控制机械钻速,在非均匀岩层中钻进,要用下降阀限制速度,避免钻进中突然遇到软岩层进尺过快而造成“慢烧”。

9、钻进中发现烧钻迹象,不能立即停车,应将钻具顶离孔底至可能达到的高度,待回转阻力减小后再关车提钻。

(五)采心

1、金刚石钻进采用卡簧卡心,采心操作程序是:关车、停泵+沉淀几分钟+用油缸缓慢上顶钻具 (50~70mm)+吊紧钢丝绳+松卡盘、提钻。

2、采心后不转、不试探。因为卡簧采心是利用轴向移动来完成的,径向转动无助于卡紧,甚至可能造成松动;由于上顶时有一定滑动,下放试探时,残留岩心也可能将己卡紧的岩心顶松。

3、残留岩心如超过0.2m,一方面要检查卡簧内径是否偏大,另一方面要下捞心器捞取。现场往往不愿专程捞取,而是下旧钻头打一回次,但应注意:一是要限制回次进尺,二是所下钻头应符合排队轮换要求。

(六)、钻进“打滑地层”的技术措施

1、地表预出刃:①地表人工出刃:喷砂、研磨、酸蚀;②采用细粒天然表镶钻头。

2、使钻头能压入岩石,产生岩粉:①缩小底唇接触面积;②增加钻压;③适当降低转速;④适当减小金刚石粒度和浓度;⑤如为绳索取心钻进,可暂时换

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用普通双管钻进。

3、增大钻头底唇的摩擦:①向孔内投入岩粉或在冲洗液中加入岩粉;②降低冲洗液的润滑性能;③使孔底岩粉滞留。

4、降低胎体抗摩擦能力。

5、采用冲击回转钻进,从根本上改变碎岩机理,是最有效而可靠的办法。 (七)、金刚石钻进防振减振主要措施

1、改进钻孔结构,采用合理的钻具级配,减小钻具与孔壁的环状间隙。 2、增加钻杆的稳定性。一般采用高强度的合金钢管,并对钢质钻杆表面高频淬火,增加其刚性。提高钻杆丝扣的加工质量,不用弯曲、磨损严重的钻杆。

3、增加粗径钻具的回转稳定性。使用稳定接头和孔底机械减振器。 4、使用润滑剂。常用的润滑减振方法有混溶法和涂覆法。

①混溶法:混溶法是在冲洗液中加入适量可溶性或可分散的乳化剂或润滑减阻剂,使冲洗液具有良好的润滑性能。现用的润滑冲洗液有乳状液、活性剂润滑液及具有润滑性的不分散低固相泥浆等。

②涂覆法:涂覆法是在钻具表面上涂抹一层润滑油脂达到减小钻具和孔壁之间摩阻力的目的,起到防振减阻作用。

常用润滑脂配方:机油60%、沥青5~8%、松香粉30%、石腊2~5%,配制时将这些物质加热共熔即成。

第四部分、液动潜孔锤钻进 一、概述

1、冲击回转(潜孔锤)钻进实质

将冲击式钻进和回转式钻进结合起来的一种钻进方法。钻头在既有轴向压力和回转切削力、又有一定频率的冲击载荷的同时作用下破碎岩石。

冲击回转钻进一般是在普通回转钻进的粗径钻具上部加上一个冲击器来实现。钻机带动钻具回转并通过钻具施加给孔底岩石一定的轴向压力,而冲击器则产生连续不断的、周期性的冲击荷载。这种将冲击作用和回转作用结合起来的钻进方法,改变了孔底岩石的破碎方式和破碎过程。

2、冲击回转钻进分类

冲击回转钻进分为冲击回转钻进和回转冲击钻进两大类。冲击回转钻进一般使用低频率、大功型冲击器,适应于专门加工的合金钻头,钻进时的转速较低,

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是以冲击为主,回转为辅的一种钻进方法;而回转冲击钻进使用的是高频率、低功型冲击器,采用的钻头和普通回转钻进用合金或金刚石钻头基本相同,钻进规程也和回转钻进基本接近,是以回转为主、冲击为辅的钻进方法。

3、冲击回转钻进碎岩特点

冲击回转钻进碎岩主要依靠冲击作用,回转则起清除岩屑、改变冲击刃具在孔底的相对位置的作用。而回转冲击钻进时碎岩主要依靠切削、磨削等作用,冲击则起提高切入岩石的深度,保证钻头切削刃的正常工作等作用。

4、液动潜孔锤钻进的碎岩机理:冲击+回转切削 5、影响潜孔锤钻进碎岩效果的因素 冲击功、冲击间隔、钻孔直径和钻进参数。 6、冲击回转钻进适应性

冲击回转钻进特别适应于钻进中硬以上地层,对硬或坚硬、致密、弱研磨性的打滑地层、软硬交替频繁的地层和易斜地层钻进效果较好。可用于硬质合金钻进、金刚石钻进,也可用于金刚石绳索取心钻进。 二、冲击器分类

1、冲击器按动力来源的分类

①液动冲击器:以高压冲洗液做为动力工作的介质。 ②气动冲击器:以压缩空气做为动力工作的介质。 ③机械式潜孔锤:利用某种机械运动使冲锤产生上下运动。

2、液动冲击器分类:有阀(正作用、反作用、双作用)和无阀(双作用、射流式)。

第五部分、定向钻探 一、概述

1、定向钻探的定义 2、定向孔的分类 二、钻孔自然弯曲及其影响因素

1、地质因素

①岩石的各向异性;②软硬不均匀的层状岩石;③地层倾角。 2、钻进工艺因素

①钻探设备安装不稳、不同心等;②钻具组合不良;③粗径钻具过细;④钻具稳定性差;⑤钻进参数选择不当。

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三、自然弯曲定向钻探

1、自然弯曲定向钻探原理:利用自然弯曲规律及常规工艺方法达到方向要求的。钻进过程中不使用特殊工器具,而是“以斜就斜”,以目标为起点,按造斜地层造斜规律推算孔口位置或开孔角度。因此,它实质上是一种根据已知规律进行补偿的办法。

2、初级定向的几种的方法:

①方位稳定、顶角变化较大时:A、沿线移孔法;B、变角法:不移动孔位而改变开孔顶角。

②顶角变化小、方位角变化较大时:A、离线平移法:孔位移离勘探线;B、扭角法:孔位不动、改变开孔方位;C、离线扭移法:平移与扭角相结合。

③顶角与方位都有较大变化时:A、沿线移孔扭角法:沿线移动孔位并改变开孔方位;B、离线平移变角法:离线平移孔位并改变开孔顶角。

3、自然弯曲定向钻探应用条件

适用于地层造斜规律明显的详勘矿区,在矿区已施工一定数量的钻孔并掌握了钻进地层自然弯曲规律(顶角、方位角变化的方向和强度)。

4、自然弯曲定向钻探使用中的注意事项

①设计要留有余地。就是不能预计偏多少就移动和扭变多少; ②钻进中仍应辅以一定的防斜、纠斜措施;

③工艺操作条件应尽量与已施工钻孔相同,工艺方法上如必须改变,应考虑其影响;

④加密测斜点,及时掌握实际钻孔轴线的空间位置,以便必要时采取适当处理措施。

四、人工控制钻孔弯曲的基本方法

初级定向孔、偏心楔导斜法、连续造斜器钻孔人工弯曲法、螺杆钻钻孔人工弯曲法。

第六部分、反循环钻探

1、反循环钻进的优越性及适用范围

提钻次数相当少、冲洗液简单,适用于600米以浅的孔。

2、反循环钻探分类:全孔反循环、局部反循环(无泵、喷射式)。 3、固体矿产勘探常用反循环的钻探方法

①气举反循环;②水力反循环;③CSR反循环;④泵吸和射流反循环。

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