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严重漏失破碎地层钻孔综合施工方法及效果研究

2018-01-30

世界有色金属 2018年20期
关键词:探矿护壁泥浆

盛 利

(湖南化工地质工程勘察院有限责任公司,湖南 长沙 410004)

随着社会经济水平的提升,探矿工程不断增多,同时对其施工也提出了更高的要求。近年来,我国地下矿资源不断减少,其探矿的环境也变得更加复杂。尤其是在进行漏失破碎地层钻孔施工中,传统的施工方法不仅施工效率比较低,而且也难以确保工程质量。基于这种情况,必须要积极采取综合施工方法,提升探矿工程效果。

1 严重漏失破碎地层钻孔综合施工方法

(1)科学合理选择施工设备。施工设备是严重漏失破碎地层钻孔施工中必不可少的,不仅关系着综合施工方法的实施,而且对整体施工质量产生着重要影响。同时,复杂层钻孔施工的难度是比较大,所以对设备的选择与应用的要求也比较高。这就需要根据工程的特点与施工的实际情况,选择合适的设备,以便充分发挥设备的作用。例如,在实际施工中,如果发现复杂层钻孔进堵漏扫孔,为了满足这一复杂环境的性需求,可以采用比较先进的顶驱钻机[1]。主要是因为该设备具有独特的优势,不仅具有较大的扭矩,可以满足严重漏失破碎地层钻孔的需求,快速钻穿复杂地层,而且还具有打孔速度快、节约能耗等优点。同时,该设备还具有一定的便利性,主要是因为顶驱属于奠定水龙头,有两个马达驱动,方便相关工作人员操作,即使是在比较狭小的施工场地,也能够快速钻孔,有利于促进施工顺利进行。

在施工设备选择中,水泵的选择也是十分重要的。针对严重漏失破碎地层钻孔综合施工,应用性能比较好的水泵是BW250型泥浆泵。该水泵具有自动调节功能,将其泵量调节最大的范围,可以对大量的泥浆进行抽取,为破碎地层钻孔施工创造了良好的环境。而且在严重漏失破碎地层施工过程中,对设备的磨损是比较严重的,即使性能比较好的设备也会时常发生零部件损坏等问题,很可能延长施工工期。而使用BW250型泥浆浆泵可以在一定程度上减少工期延长的现象发生。主要是因为该水泵设计比较简单,一些比较容易损坏的部件是很容易更换的,对于损坏不严重的部件,还可以直接进行维修,大大节省了维修的时间,有利于促使施工顺利进行。并且其使用寿命比较长,有利于降低施工成本。

(2)选择合适的钻探方法。在科学技术不断发展的今天,新的破碎层钻孔方法层出不穷,这就需要根据施工区域的实际情况,选择比较合适的工艺,这样才能促使其施工有序进行,提升钻孔质量,降低施工成本,进而获取更高的经济效益与社会效益。严重漏失破碎地层钻孔具有一定的特殊性,施工难度极大,因此一般情况下都会采用S75绳索取心钻井工艺,该方法具有一定的技术含量,而且适用性是比较强的,可以满足严重漏失破碎地层环境需求。在运用该工艺的过程中,其钻头对整体施工效果产生直接影响,因此还需要科学合理选择钻头,确保其能够与岩性相适应。内径48毫米、外径77毫米钻头的钻孔效果是比较好的,可以在一定程度上增加钻孔环桩间隙,这样就可以进一步减少小孔内压力,保证钻孔的质量。在具体钻孔作业中,其转速也应该适当的提升,一方面可以降低施工成本,减少不必要的浪费;另一方面,随着钻孔速度的提升,整体施工效率也会提高,有利于确保工程如期完成。

在严重漏失破碎层钻孔综合施工中,钻孔结构的选择也是至关重要的,是确保安全施工的基础和前提。特别是在复杂环境中,其施工危险系数是极高的,所以必须考虑多方面的因素,并对施工条件进行综合性的分析,在此基础上选择的钻孔结构更加科学合理。首先,要对矿井中的地层上部岩石的性质进行充分的考虑。大多数严重漏失破碎地层的上部岩石都是比较松软的,而且其胶结性与其破碎程度是呈正比的,因此破碎比较严重的地层,它上部结构的岩石胶结性是比较差的,十分容易发生孔壁坍塌等危险事故。其次,在选择钻孔结构中,对其中下部断层考虑也是十分必要的,必须要对其漏水、垮塌的可能性进行综合分析。针对这一施工情况,最合理的结构就是两级钻孔结构,也就是在实际施工中,先采用110毫米开孔,然后再运用108毫米的套管将上部比较松散的地层隔离开来,以免出现局部缩径等问题,降低探矿工程质量。

(3)具体施工。在实际施工中,开孔时需要保证岩层的完整性。一旦发现渗漏必须要在第一时间进行堵漏。主要是在泥浆中加入一定量的堵漏剂,在钻孔过程中,堵漏渗漏的地层,可以大大提升钻孔的稳定性,对整体工程质量的提升具有重要作用。但是如果出现全漏失的现象,则需要暂停钻孔工作,继续进行堵漏工作。在这一过程中,需要使用粘度比较高的堵剂,并且加入适当的花生壳,进而会大大提升孔的稳定性。当还要钻进三百多米孔深时,还需要在这一时期灌水泥浆。为了避免孔内出现掉块的现象,需要使用润滑膏,将其涂抹在钻杆上,不仅具有润滑减阻的作用,而且还能避免孔内掉块问题出现。如果所取出的岩心比较松散,还需要采取护壁的措施,主要是要对泥浆进行合理的选择,并科学的进行泥浆配比。在过去施工中,主要应用的是固相泥浆方式,虽然起到了一定的护壁作用,但只是暂时性的,主要是因为该泥浆比较容易掉块,因此要使用其他泥浆进行替代。现阶段,具有渗透胶结作用泥浆体系是比较有效的,只要确保其泥浆配比合理,大幅度提升泥浆的粘度和密度,就能充分使其发挥自身的净化能力,起到良好的护壁效果,避免坍塌等问题发生。为了减少不必要的问题出现,在钻孔中,需要经常观察岩心的情况,如果发现异常状况,必须要及时采取措施,以免影响孔的质量。

2 严重漏失破碎地层钻孔综合施工效果

进行严重漏失破碎地层钻孔综合施工,不仅可以提升施工效率,而且还有利于节约施工成本。对于地层不稳定区域,采用套管隔离的方式,大大提升了地层的安全性。在进行钻孔施工中,如果发现岩心有明显的裂缝,难么应用堵漏技术可以减轻其裂缝严重程度[2]。另外,运用优质泥浆代替固相泥浆,还大大提升了泥浆的性能,有效改变了过去施工堵漏不成就扩孔下套管的做法,不仅节省了施工流程,而且也减少了钻杆断裂的现象出现,大大降低了钻孔报废风险。可见,综合施工方式具有一定的优势,在各个环节中,提升了施工质量,有利于保证钻孔的质量,有效解决了严重漏失破碎地层钻孔中的难题,变复杂的施工简单化,在提升施工效率的同时,也保证了施工质量,有利于探矿工程如期完成。

3 结论

总而言之,在探矿工程施过程中,严重漏失破碎地层钻孔施工是工程的难点,对整体施工质量具有决定性作用。为了提升施工的有效性,可以采取综合施工的方式,从不同方面对其施工质量进行有效的控制。不仅要合理选择施工设备,而且还要根据实际施工状况,选择与之相适应的钻探方法,同时为了提升施工的安全指数,还需要积极运用护壁、堵漏等安全技术,进而可达到综合治理的效果,对工程施工效率与质量的提高具有重要意义。

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