第三系砾岩及泥质粉砂岩地层中金刚石钻进方法.docx

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1、第三系砾岩及泥质粉砂岩地层中金刚石钻进方法1 问题的由来砾岩,是指由 50%以上直径大于 2mm 的颗粒碎屑组成的岩石。有的胶结较好,例如白垩系砾岩,而有的胶结较差,如第三系砾岩。庆安县十六道岗水库下坝线右坝肩分布的第三系丁山村组(Ed)巨砾岩及泥质粉砂岩,由于此处的砾岩中的砾石成分比较单一,基本上都是花岗岩碎块,在勘察的过程中,由于钻探取芯率较低,对其岩性定名产生了分歧。从经验及历史资料看此处分布的应该是砾岩及泥质粉砂岩,但是由于采取的岩芯均呈柱状及碎块状且钻探采取率很低(约 20%),只能看到柱状及碎块状的花岗岩岩芯,对水库右坝肩岩土性质及工程性质的判定造成了很大的困扰。2 原因分析为了保

2、质保量完成本次勘察任务,我们从当时情况出发,从人员、设备、工艺、材料四个方面,对影响本次钻探质量的各个因素进行分析,见表 1.通过对以上因素逐个分析,认为其中有两条是影响本次勘探质量和效率的主要直接因素,所以将其列为主要因素。经研究,主要原因是:(1)钻速选择不当;(2)泵量大小不当。3 解决措施及效果(1) 通过对下坝线右坝肩砾岩成分进行分析得出以下结果:漂石含量较高,卵砾石粒径不一,有的部位为泥质粉砂岩,胶结较差,遇水易崩解。针对上述情况,我们采取了以下措施,跟套管调钻速:由于是清水钻进,在钻进过程中钻孔上部随着钻孔深度的加深易发生榻孔、掉块等事故,影响钻进效率,故钻孔上部我们采用 &ph

3、i;108 金刚石钻头干钻跟管,回次进尺控制在 20cm-50cm,钻速采用低速钻进,跟管至大块漂石或钻机能力所至最深,越深越好。之后换 φ76 金刚石双管单动钻具进行钻进。干钻时采用低速,钻进漂石及较大的卵石时可以视钻机抖动情况采取中高速钻进。实践证明,此方法可降低孔内事故发生率,并提高泥质粉砂岩的钻探采取率。(2)根据地层调整泵量:钻进泥质粉砂岩等砾石含量较少时,应采取干钻,但是干钻也需要水泵给水,此时泵量控制在 2-5L/min 即可,过大的泵量将会把本身易崩解的泥质粉砂岩破坏,回次进尺视进尺速度控制在 20cm-50cm,钻至漂石或大块卵石时应立即关闭进水管,然后起钻、取芯,钻

4、进漂石或大块卵石时应采取稍大的泵量进行钻进,泵量应以能将岩粉顺利携带出钻孔为准,钻压不易过大,钻进过程中应盯紧进尺速度及回水颜色,如发现进尺过快或回水颜色发生变化,应及时判断是否漂石已被钻穿,若已钻穿应冲孔至回水澄清,然后起钻。实践证明,此方法可以防止砾岩中的泥质及砂质成分被冲洗液破坏,提高钻探采取率。4 结束语经过对传统工艺进行改进,勘探质量大大提高,钻探采取率由 20%堤高至 90%,满足了工程地质勘察对岩芯采取率的要求,让勘察技术人员对地层结构有了更深入的认识,为提高设计质量奠定了基础。由于是金刚石干钻取芯,岩芯的外层已被高温融化后胶结,原岩结构,颜色,状态均已发生变化,地质编录时应观察岩芯芯部的原岩。在设备动力及材料强度许可的条件下,应尽量采用大口径进行钻进,以便于观察地层岩性。综上所述,在第三系砾岩及泥质粉砂岩地层中采用金刚石钻进方法是可行的,可使勘探质量得到很大的提高。参考文献1鄢泰宁。岩土钻掘工程学M.中国地质大学出版社,2009.

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