摘要：本文通過一個(gè)具體鉆孔施工實(shí)例，闡述復(fù)雜地層鉆孔施工的一些技術(shù)措施，多種技術(shù)措施的準(zhǔn)備是一個(gè)鉆孔施工成功的前提。
　　關(guān)鍵詞：繩索取心、套管、泥漿
　　
　　一、 工程概況
　　鐘九鐵礦是馬鋼（集團(tuán)）姑山礦業(yè)有限責(zé)任公司，為滿足馬鋼對(duì)鐵礦石原料日益增長(zhǎng)的需求，擬開發(fā)利用的礦床。由于鐘九鐵礦床原地質(zhì)勘探報(bào)告審批未通過，原勘查成果不能滿足現(xiàn)行礦山設(shè)計(jì)和建設(shè)的要求，據(jù)此，委托華東冶金地質(zhì)勘查局綜合地質(zhì)大隊(duì)編制鐘九鐵礦補(bǔ)充勘探設(shè)計(jì)書。本次勘探共設(shè)計(jì)鉆孔67個(gè)，總工作量14602米。其中地質(zhì)孔47個(gè)，設(shè)計(jì)工作量11810米；基巖水文孔7個(gè)，設(shè)計(jì)工作量2090米；第四系松散巖層抽水及觀測(cè)孔13個(gè)，設(shè)計(jì)工作量702米。ZK702孔是本次設(shè)計(jì)的地質(zhì)孔中的一個(gè)孔。本次勘探工作由華東勘察基礎(chǔ)工程總公司三公司承擔(dān)。
　　二、 ZK702孔的設(shè)計(jì)要求
　　該孔設(shè)計(jì)剖面為7#，設(shè)計(jì)深度為420米。該孔設(shè)計(jì)為直孔，該鉆孔予想柱狀圖如下表：

                           
　　2、圍巖采取率>65%
　　三、 ZK702孔的施工技術(shù)措施
　�。ㄒ唬┌押瞄_孔關(guān)，下好井口技術(shù)管
　　由于該鉆孔施工地點(diǎn)在農(nóng)田里，開鉆前在孔口位置挖一個(gè)600×600×800mm3的深坑，將深坑用混凝土灌滿，待混凝土凝固有一定強(qiáng)度后開鉆。此混凝土基礎(chǔ)一是作為井口技術(shù)管的固定位置，二是防止孔口坍塌。
　　根據(jù)鉆孔予想柱狀圖提示，該孔在35米左右有砂礫、卵石層，因此井口技術(shù)管要穿過該層，坐在完整的基巖上，防止井口技術(shù)管脫節(jié)下跑，此孔井口技術(shù)管下到40.5米。
　�。ǘ�）使用繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)，提高鉆進(jìn)效率
　　繩索取芯鉆探是一種不提鉆而由鉆桿內(nèi)撈取巖心的先進(jìn)鉆進(jìn)方法，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鉆進(jìn)效率高，巖礦芯質(zhì)量好，鉆頭壽命長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)。為了更好地發(fā)揮繩索取心鉆進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，該孔做了以下工作：
　　1、根據(jù)所采用繩索取芯鉆具規(guī)格來選擇套管直徑。
　　套管直徑過大會(huì)造成鉆具工作不穩(wěn)定，容易折斷鉆桿，且均發(fā)生在鉆桿與絲扣、鉆桿與鉆桿連接處，而且不便提高鉆具回轉(zhuǎn)速度，影響效率的提高。但也不能下直徑過小的套管，容易造成上下鉆困難，沖洗液環(huán)狀間隙過小，不利于暢通和排出巖粉。一般套管直徑比繩索取芯鉆具直徑大一個(gè)規(guī)格即可。該孔使用S75繩索時(shí)，配Φ89套管；使用S60繩索時(shí)，配Φ73套管。
　　2、鉆頭和擴(kuò)孔器配套使用
　　金剛石鉆頭按鉆頭外徑和內(nèi)徑分組順序使用。先用外徑大、內(nèi)徑小的鉆頭，后用外徑小內(nèi)徑大的鉆頭，且每回次鉆頭直徑之差要小，新鉆頭必須初磨，即采用正常壓力的1/3輕壓慢轉(zhuǎn)速200～300r/min鉆進(jìn)約10分鐘方可轉(zhuǎn)入正常技術(shù)參數(shù)鉆進(jìn)。擴(kuò)孔器主要作用是修整孔壁、起扶正穩(wěn)定鉆頭作用，也應(yīng)符合鉆頭的級(jí)配，同樣按使用鉆頭一樣排隊(duì)使用。
　　3、沖洗液參數(shù)的選擇
　　繩索取芯鉆進(jìn)應(yīng)根據(jù)地層特點(diǎn)、鉆孔設(shè)計(jì)深度來合理選擇沖洗液。該孔在孔深42.38~343.07米段使用S75繩索時(shí)，采用優(yōu)質(zhì)低固相泥漿。性能參數(shù)為密度1.04～1.05g/cm3、粘度為21～30s、失水量7～10ml、固相含量3%～4%、PH值8～10；在孔深343.07~501.63米段使用S60繩索時(shí)，采用無固相優(yōu)質(zhì)泥漿。性能參數(shù)為密度1.02～1.03g/cm3、粘度為17～22s、失水量7～8ml、PH值7～8。
　�。ㄈ�）特殊問題的處理
　　1、內(nèi)管總成提升上來后缺巖心或無巖心
　　在使用繩索取心鉆進(jìn)取心時(shí)，打撈器撈住內(nèi)管總成提升上來后缺巖心或無巖心，據(jù)此我們分析不外乎以下原因：
　　（1）巖心直徑小，卡簧卡不��；
　�。�2）彈卡嚴(yán)重磨損后，失去定位作用，鉆進(jìn)時(shí)內(nèi)管向上竄動(dòng)；
　　（3）內(nèi)管或鉆桿彎曲嚴(yán)重，接頭縮口，因而使內(nèi)管總成沒有落到規(guī)定位置上；
　　（4）鉆桿內(nèi)有脫落巖心或其它雜物堵塞；
　　（5）沖孔時(shí)間短，未等內(nèi)管總成到底就提前鉆進(jìn)；
　�。�6）泥漿鉆進(jìn)時(shí)，因泥漿質(zhì)量低劣，鉆桿內(nèi)壁粘有泥皮，內(nèi)管總成根本無法到底。
　　找出了原因，開展有針對(duì)性的工作，這個(gè)問題就得到了解決。
　　2、砂礫、卵石層中使用的泥漿
　　在砂礫、卵石層中鉆進(jìn)，成孔的難度很大。由于顆粒之間缺乏膠結(jié)，鉆進(jìn)時(shí)井壁很容易坍塌。對(duì)于這類地層用泥漿護(hù)壁，解決問題的關(guān)鍵是增加井壁顆粒之間的膠結(jié)力。粘性較大的泥漿適當(dāng)滲入井壁地層中，可以明顯增強(qiáng)砂、礫之間的膠結(jié)力，以此使井壁的穩(wěn)定性增強(qiáng)。提高泥漿粘度，主要通過使用高分散度泥漿（細(xì)分散泥漿）、增加泥漿中的粘土含量、加入有機(jī)或無機(jī)增粘劑等措施來實(shí)現(xiàn)。該孔我們使用Na-CMC（鈉羧甲基纖維素）泥漿。其配比為優(yōu)質(zhì)造漿粘土150～200g，水1000ml，純堿5～10Kg，Na-CMC6kg左右。泥漿性能為比重1.07～1.1，粘度25～35s，失水量小于12ml/30min，pH值約9.5。效果很好。
　　3、蝕變地層的處理
　　本孔中含多層鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，由于部分鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖發(fā)生了綠泥石化蝕變、綠簾石化蝕變，給施工造成很大的麻煩。如在孔深251米~296.07米段，就發(fā)生掃鉆不到底、卡鉆、埋鉆、沖洗液漏失、巖心采取率低等故障。該段多次使用優(yōu)質(zhì)沖洗液及水泥封孔均無效。為保證后續(xù)孔深繼續(xù)施工，在此情況下只有考慮下套管。在孔深251米以上層位由于地層完整，沒有下套管，Φ89套管只下到42.38米。拔出Φ89套管，用Φ91鉆具擴(kuò)孔鉆進(jìn)至310米，重新下入Φ89套管，用S75繩索鉆至341.47米時(shí)，又見鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。艱難的鉆進(jìn)3米后，抽出S75繩索內(nèi)管，用S75繩索外管、鉆桿當(dāng)套管，采用S60繩索鉆進(jìn)至終孔，終孔深度為501.63米。
　　四、 結(jié)束語
　　ZK702孔是整個(gè)鐘九鐵礦勘探項(xiàng)目中施工難度最大、施工時(shí)間最長(zhǎng)的一個(gè)鉆孔。整個(gè)鉆孔先后4次見到鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖輕微蝕變的，就采用優(yōu)質(zhì)泥漿、水泥封孔等技術(shù)措施處理，蝕變嚴(yán)重的就只有下套管。該孔施工結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，該孔巖心采取率為90%，礦心采取率為88%，終孔傾角為89.4度，滿足了本礦區(qū)勘探設(shè)計(jì)要求。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　
　　1、《鉆探工程學(xué)》上冊(cè)鉆進(jìn)原理及工藝中國地質(zhì)大學(xué)出版社
　　2、安徽省當(dāng)涂縣鐘九鐵礦補(bǔ)充勘探設(shè)計(jì)書
　　3、鐘九鐵礦ZK702鉆孔地質(zhì)野外編錄（家簿）