浅谈富源信德矿区S75绳索取心钻探施工技术

李俊勇

摘要：富源信德矿区上部地层结构松散、破碎、钻孔坍塌严重。而且存在少量石灰岩，灰岩裂隙大，漏水严重。而设计的钻孔深度大。给施工带来很大困难，通过采取多级钻孔结构，并在钻进参数，冲洗液、钻头扩孔器上的合理应用，解决了施工难题，顺利完成了1204米深ZK502#钻孔。

关键词：S75绳索取心；钻探；施工技术；富源信德一、矿区地层概况由我队施工的富源信德矿区ZK502#钻孔，终孔深度1204米。终孔直径77mm。该矿区地质条件为：上部是第四系覆盖层，主要为粉质粘土、灰岩、破碎带组成，厚度约140米；下部主要为泥岩、泥质粉砂岩和不同粒度的各类砂岩。泥岩、泥质粉砂岩主要分布于含煤地层，此类岩层硬度一般为3~4级。影响施工的主要问题是上部第四系地层，由于地层松散、破碎坍塌漏水严重，必须采用多级套管护孔。

该孔于2008年7月28日开孔，10月8日终孔，历时2个月零10天的施工过程。全孔段取芯，岩芯采取率95%以上并钻穿近250米厚的煤系地层。煤芯采取率90%，完全满足地质要求。

二、使用的设备及钻具施工全部采用机具为：（1）XY-5型钻机，（2）衡阳探矿机械厂的BW～250型泥浆泵，（3）120千瓦发电机组，（4）SQ18～20四角塔架。（5）绳索绞车，（6）S75绳索取芯钻具。另外实际根据钻孔要求，上部不同孔径分别采用了Φ150mΦ130mΦ110m硬质合金钻具。

三、施工工艺3.1钻孔结构由于对地层情况不了解，而且钻孔设计深度大。因此在考虑钻孔结构时，以保证钻孔的安全为原则，用大口径开孔，采用多级结构，而且每一种口径钻进都尽量向深部钻进遇到问题后再进行换径。在这一思路引导下经过施工形成了如下钻孔结构。（见表1）采用以上钻孔结构，给施工带来一定的好处1）钻进运转轻松、稳定。

2）钻进磨损量小，泵压在正常工作范围。

3）钻孔未出现断钻杆，埋钻等事故。

3.2钻进参数金刚石钻进参数的选择主要考虑设备和钻具能力的实际需要，在能力允许的情况下，尽量采用高参数，实际施工中采用的钻进参数。

（见表2）各孔段钻进参数表

3.3冲洗液由于钻孔设计深度大，地层又很复杂。因此冲洗液的作用显得尤为重要。需根据地层特征灵活掌握运用。开孔段Φ150m、Φ130m、Φ110m硬质合金钻进时，采用优质泥浆。配比为：膨润土：碱：水=25:1:200，制成泥浆性能指标为：粘度24s密度1.15kg/LPH9。换用金刚石绳索取心钻进时，采用聚丙烯酰胺，润滑剂无固相冲洗液，加量为0.05%～0.1%视孔内阻力而定。

3.4金刚石钻头和扩孔器为了增大环状间隙，实现绳索取芯压力平衡钻进，我们均采用了加大金刚石钻头和扩孔器。特别在煤系地层发挥了很好的作用。S75金刚钻头外径加大至77mm扩孔器外径77.5mm。钻头参数：金刚石品级TR6，粒度80～100目，#度100%。胎体硬度HRG45，水口10个唇面为钻齿型。

3.5其它针对钻孔深钻具重要特点，在钻进参数方面采用了以压力平衡钻进为理论，依钻压水泵量交转运的钻进原则。严格控制下钻进度坚持钻孔回灌，有效的保证了孔壁的稳定。

四、施工中存在的问题金刚石绳索取芯钻进，在高速回转钻进的作用下所产生的离心力，钻杆内壁会形成泥皮是绳钻的一个障碍，它会影响内管的投放和打捞，甚至造成提钻次数的增多。目前我们采取的处理方法：加长泥浆沟的循环长度和沉淀的数量，安装除砂泵，勤更换泥浆，控制转速，在可能的条件下，最好采用无固相冲洗液钻进。