小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理
小口径岩心钻探钻孔缩径的预防及注意事项
矿业科技317小口径岩心钻探钻孔缩径的预防及注意事项周道林（河南省地质矿产开发局第三地质勘查院，河南 洛阳 471023）摘要：作为矿山开采以及勘测过程中最重要的勘探手段之一，小口径岩心钻探在勘测过程中往往能发挥重要的作用。
它能够在最大限度保留矿产资源完整的情况下，对矿产资源进行一个全面的取样。
但在该种类型的岩心钻探过程中，钻具上的钻孔经常会发生缩径的情况，给钻探工作带来了极大的不利。
本文便对小口径岩心钻探钻孔缩径的处理以及注意事项进行一个简要的分析，以期能够在实际操作中提供参考。
关键词：岩心钻探；钻孔缩径；注意事项要针对小口径岩心钻探的钻孔缩径问题做一个处理与分析，就应当首先对小口径岩心钻探做一个深入的了解。
所谓的岩心钻探，是一种对固体矿产资源取样的手法。
过程是以钻头为工具，让其围绕钻孔做岩石的切割与破碎。
就如同用碳笔加上圆形的模具在纸上画圆，画出来的圆就如同钻孔底下保留的柱状岩心，这个岩心就是采得的勘探样品。
1 造成钻孔缩径的原因分析 要想对钻孔缩径的现象进行一个预防和处理，首先要对钻孔缩径的原因做一个细致的分析。
所谓的钻孔缩径，是地质勘探岩心钻探过程中经常出现的问题，大多与地质岩层的性质有关。
造成钻孔缩径的主要原因在地质构造中有几个典型地层。
首先是水敏性的地层，这种地层由于本身的黏土特质，极易造成钻孔的缩径。
除此之外还有地质断层，以及风化地层，都是容易造成钻孔缩径的地层。
每次钻孔缩径出现之前，都有一定征兆的，并不是毫无预兆的，比如钻具在上升或者下降的过程中，感觉到行动困难，仿佛被阻碍物阻挠前进，或者在穿过某一地层时，感觉到水泵压力陡然上升，钻具要进行回转时，感觉回转十分困难，这些都是钻孔缩径的前兆。
当然除此之外，倘若遇到的是砂砾感较强的地质，这种地质遇水会发生黏连膨胀，那么在钻心取出时，作业的绳索会发生黏连现象，导致取出困难。
这也是钻孔缩径的前兆。
2 应对措施和注意事项 由于在钻探的钻进过程中，容易出现钻孔的缩径问题，在出现这样的问题之前，应当想办法制定合理的应对措施进行预防，争取减少缩径问题的发生，提前做好缩径事故的补救预案。
井眼缩径分析与预防对策(论文)
井眼缩径分析与预防对策川东地区经过多年的油气勘探，井越钻越深，油气构造也越来越复杂。
在钻探作业的起下钻过程中，因已钻井眼缩小造成的遇阻、遇卡情况时有发生，如处理不当可能造成埋钻具或大段井眼报废等重大经济损失。
因此，分析产生井眼缩径的原因，找出适当的预防及处理缩径的对策，是现有技术条件和装备情况下，降低钻井成本、提高钻探成功率的主要内容。
1井眼缩径的主要因素1.1地层岩性引起的缩径川东地区的主要油气层岩性碳酸盐岩，但要钻遇的页岩、泥岩、膏盐岩是主要的缩径岩层段。
井眼在钻井液的循环和浸泡下因水化分散和吸水膨胀造成井径缩小，岩屑分散混在钻井液中难以清除，部分小颗粒的钻屑逐渐粘附在井壁上形成较厚滤饼，使已钻出的井眼小于原井眼。
沙溪庙、自流井、龙潭组等层段的泥、页岩、砂岩极易发生井眼缩径现象。
1.2地质构造应力及断层引起的缩径地层倾角大的地层钻出新井眼后，因构造受地质应力作用使地层在侧压力的作用下产生层间的蠕动或位移，发生塑性变形，使原井眼出现位移后形成不规则的小井眼，严重时将造成井壁的垮塌。
在自流井、龙潭、梁山组地层易出现这类缩径现象。
1.3液柱压力对低压地层造成的缩径川东地区碳酸盐岩所形成的产层多，同一构造内纵向油气水层压力系数变化悬殊，即使在同构造的同一地层压力系数也不相同。
如洋渡溪构造的嘉二2层在1#井压力系数为1.34，2#井为1.75，3#井的压力系数为2.32。
但在钻井过程中，为平衡地层流体，钻井液密度的选择决定了在井眼内所形成的液柱压力。
井眼内液柱压力低，平衡不了高压地层压力；而高液柱压力在低压层或渗透性强的地层将造成漏失或钻井液的大量失水，易形成厚滤饼使井眼缩径。
1.4钻井液性能及质量引起的缩径由于川东地区地质构造复杂，在同一裸眼钻井作业中，钻井液性能对井眼缩径也会带来一定影响。
1）钻井液密度因密度是按所钻地层及套管封隔层段的最高地层压力确定的，钻井液密度高将导致该段失水增大，由于高密度形成的高固相含量使滤饼增厚造成井眼缩径。
小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理
RESOURCES/WESTERN RESOURCES2020年第五期安全生产伴随经济社会的不断发展，地质探矿工程项目日渐增多，同时不断向更深层次迈进，钻探施工过程当中面临的钻探问题也越来越多，尤其是钻孔缩径问题现已成为影响钻探施工的重要问题之一。
钻孔缩径，是由于钻探过程当中钻孔孔壁岩层发生膨胀，导致的钻孔孔径缩小现象。
由于钻孔孔径缩小，轻则增加岩粉量，重复进行钻进，安全隐患增加，进尺缓慢，造成较高的成本投入，严重的引发埋钻、断杆事故，更甚者导致钻孔报废。
下面笔者根据小口径岩心钻探工作实践，对钻孔缩径问题预防与处理展开探讨，以供参考。
1.地质岩心钻探技术概述在固体矿产地质勘探中，岩心勘探技术发挥着非常重要的作用，是一种重要的勘探手段，通过对不同深度地质进行钻探来提取相关矿样，并对这些样品展开详细分析，同时更好的指导地质作业。
在地质勘查过程当中，工作人员通过钻探工具在破碎环状岩石进行孔底钻探，同时保留一个岩心，工作人员取出岩心之后通过对其实际情况展开详细的分析与研究，来充分了解和掌握地质和矿产情况。
这项工作具有较强的专业性，需要工作人员具备较高的专业素养与操作能力。
由于岩心钻探钻头种类的不同，主要包括钻粒钻探和金刚石钻探以及硬质合金钻探等。
在实际钻进过程当中，工作人员通过液压冲击器提供的强大冲击力进行回转钻进，硬质合金和金刚石都能承受强大的冲击力，但在工作实际中必须要合理应用。
现如今伴随我国资源勘探工作的高效发展，岩心钻探技术也获得了极大的提升，应用日渐普遍起来，特别是多功能钻探技术以及液压动力钻探技术和立轴岩心钻探技术发展迅速。
我国在钻探工程发展过程中，在早些时候引进立轴岩心钻探技术，但是受技术能力因素影响，该项技术在资源勘探过程当中应用率非常低，为了更好地应对勘探资源难题，在新中国建立后科研人员与苏联的岩心钻探设备下午联合进行相应的防治工作，经过不断努力，将TK 系列岩心钻探设备自主研发出来，同时XY、YL 和HXY 系列岩心钻探设备等也相继获得很好的发展。
浅谈小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理
浅谈小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理在小口径巖心钻探工作中经常遇到一系列的诸如地层渗透、孔壁塌陷等复杂的地质情况，钻孔缩径更是小口径岩心钻探要面临的重要难题。
钻孔缩径将严重影响到整个施工进程，也会造成施工材料的大量浪费，进而导致施工成本的翻倍增长。
本文通过分析小口径岩心钻探钻孔缩径出现的原因及有效的预防方式，对以后该问题的解决提供了借鉴与参考。
标签：岩心钻探钻孔缩径1地质岩心钻探概述岩心钻探过程中事故频发，不仅造成工期的延误，还会浪费资源，威胁人们的生命财产安全。
1.1岩心钻探的概念在资源勘探中，岩心钻探是在对固体矿产地质进行勘探之时采用的一种勘探手段。
具体来说，指的是由钻头钻至地质的不同深处来获得矿样，进而对地质岩心等位置给予专业性的分析，并为基层地质作业提供准确的数据。
之所以被称为岩心勘探是由于，在进行地质勘探时，工作人员会用筒状钻头或者钻具沿圆周环状的破碎岩石对孔底钻探，并且会在孔底中心位置保留一个岩心，该岩心是柱状的，之后工作人员为了研究地质和矿产的情况，就会从孔内取出岩心加以利用。
岩心最终的孔径从33毫米到91毫米。
当前，我国岩心钻探技术仍然落后于其他国家，并且钻探机的核心部件仍然要依靠进口，这就造成岩心钻探机的制造成本比较高。
虽然我国一直在学习借鉴外国相关先进技术，也积极提倡自主创新，但是，现实情况却是借鉴而来的先进技术并未得到广泛推荐，于是岩心钻探行业发展较缓慢。
现阶段，要想有效解决我国钻探行业因岩心钻探技术落后所产生的问题就必须在引入国外先进理论的基础之上加强钻探技术的自主研究。
1.2岩心钻探的钻探技术对于技术人员来说，岩心钻探需要掌握高超的技术才能得以顺利进行，在这里简单地介绍一下岩心钻探技术。
根据工作人员所使用的钻头不同，可以把岩心钻进方法划分为：金刚石钻进、钻粒钻进以及硬质合金钻进。
除此之外，岩心钻探也可以通过液动冲击器的冲击进行回转钻进，在这个过程中金刚石或硬质合金这类能够承受冲击的岩心钻头同样可以加以利用。
小口径岩心钻探钻孔缩径的处理与注意事项
小口径岩心钻探钻孔缩径的处理与注意事项冯海权【摘要】Th e use of small diameter core drilling process, not only has a better exploitation of the mine drilling results, but also to reduce drilling costs. However, the use of small-diameter core drilling carried out during the construction process, the problem often occurs drilling necking. WOB should make reasonable, 200~300t/sis appropriate good control of the speed of the pump to control the amount of a reasonable, 60~80L/S is appropriate good fluid maintenance work, thereby reducing the incidence of accidents hole.%利用小口径岩心钻探工艺，不仅具有较好的矿山钻探开采效果，而且还能够有效降低钻探成本。
但在利用小口径岩心钻探工艺进行施工过程中，常发生钻孔缩径问题。
应合理进行钻压，控制好转速，以200～300t/s为宜，对泵量进行合理控制，以60～80L/S为宜，做好冲洗液的维护工作，进而降低孔内事故的发生几率。
【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】2页(P42-42,39)【关键词】小口径岩心钻控;钻孔缩径;处理方法;注意事项【作者】冯海权【作者单位】黑龙江省有色金属地质勘查七○六队，黑龙江齐齐哈尔 161006【正文语种】中文【中图分类】P634.5Abstract∶The use of small diameter core drilling process，not only has a better exploitation of the mine drilling results，but also to reduce drilling costs.However，the use of small-diameter core drilling carried out during the construction process，the problem often occurs drilling necking.WOB should make reasonable，200～300t/sis appropriate good control of the speed of the pump to control the amount of a reasonable，60～80L/S is appropriate good fluid maintenance work，therebyreducingthe incidence ofaccidents hole.Keywords∶Small diameter core drillingrigs；drillingnecking；treatment；precautions1.1 钻孔过程中缩径的发生本文以某一丘陵地区的矿区开采为例，其矿区所处地势较为良好，矿区内呈黄土地貌特征，矿区位于褶断束构造区，矿区内断裂构造发育。
钻井队防井眼缩径应急预案
一、目的为提高钻井作业的安全性，确保钻井工程质量，预防和减少因井眼缩径事故造成的损失，特制定本预案。
二、适用范围本预案适用于钻井队在进行钻井作业过程中，预防和应对井眼缩径事故。
三、组织机构及职责1. 钻井队井眼缩径事故应急领导小组（1）组长：钻井队队长（2）副组长：副队长（3）成员：安全员、工程师、技术员、现场操作人员等2. 井眼缩径事故应急领导小组职责（1）组织制定井眼缩径事故应急预案，并组织实施。
（2）对井眼缩径事故进行预警、监控和应急处置。
（3）对事故原因进行调查分析，提出整改措施。
（4）向上级部门报告事故情况，协调相关资源。
四、预警与监控1. 预警（1）加强对井眼缩径事故的监测，发现异常情况立即报告。
（2）定期对钻具、钻头、井壁等部位进行检查，确保设备完好。
（3）加强钻井液性能监测，确保钻井液性能稳定。
2. 监控（1）实时监控钻井过程中各项参数，如钻具、钻头、井壁等。
（2）对钻井液性能进行实时监控，确保钻井液性能满足要求。
（3）加强对井眼缩径事故的预警，提高事故预防能力。
五、应急处置1. 井眼缩径事故发生时，立即启动应急预案。
2. 组织人员迅速撤离危险区域，确保人员安全。
3. 根据事故情况，采取以下措施：（1）调整钻井参数，如钻压、转速等，降低井眼缩径风险。
（2）更换钻具、钻头等，确保钻具性能满足要求。
（3）调整钻井液性能，如调整钻井液密度、粘度等，降低井眼缩径风险。
（4）对事故原因进行调查分析，提出整改措施。
六、事故调查与分析1. 事故发生后，立即组织人员进行调查分析，查明事故原因。
2. 根据事故原因，提出整改措施，防止类似事故再次发生。
3. 对事故责任人员进行追责，确保责任落实。
七、预案修订1. 根据钻井作业实际情况，定期修订本预案。
2. 在发生重大井眼缩径事故后，及时修订本预案。
八、附则1. 本预案由钻井队井眼缩径事故应急领导小组负责解释。
2. 本预案自发布之日起实施。
小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理
表 １ 粘土的预水化对泥浆性能的影响
浆液
５％粘土基浆 ５％粘土泥浆 ４％粘土泥浆
漏斗粘度 ／ ｓ
未预水化 预水化
１７．２
１７．６
—
２５．６
２０．８
２２．２
失水 ／ ［ ｍＬ·（３０ ｍｉｎ） －１ ］
未预水化
预水化
２６．４
２２．３
１２．２
９．８
１３．８
１１．２
２．３ 其他相关预防措施 小口径岩心钻探施工中一旦遇到缩径地层，不论应
用下降钻具还是应用上升钻具，都应减速通过。 若在钻 进过程中遇到阻力，要先进行扫孔，确保钻具能够顺畅钻
作者简介： 翟新建（１９６７－） ，男，河南新野县人，大专，工程师，从事地质勘查，探矿工程（ 偏重于岩心钻探） 。
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第 ３３ 卷 第 ４ 期 ２０１８ 年 ８ 月
资源信息与工程
Ｖｏｌ．３３ №４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１８
在进行小口径岩心钻探施工中，一旦遇到钻孔缩径
由于岩层岩石较为柔软，所以在钻进施工时要注意轻压 易发地层，需要全面了解相应岩层情况，做好各种预防措
的发生。
有重要作用，若在施工当中不能做好冲洗液维护工作，很
３ 小口径岩心钻探钻孔缩径的处理对策
一旦在施工中遇到缩径地层，施工人员要结合实际 情况进行综合分析，对施工现场进行科学评估，针对性地 制定相关处理措施，最大限度地提高工作效率。 ３．１ 科学选择钻进参数
钻进参数的选择直接关系到钻压工作，在实际施工
第 ３３ 卷 第 ４ 期 ２０１８ 年 ８ 月
资源信息与工程
Ｖｏｌ．３３ №４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１８
小口径岩心钻探钻孔缩径的预防与处理
翟新建
岩芯钻探常见事故的处理和预防技术手册
岩心钻探常见事故的处理和预防技术手册目录概述 (1)一、孔内事故的危害及预防事故的意义 (1)二、孔内事故的分类 (1)三、处理孔内事故的基本原则 (2)处理孔内事故的基本方法 (3)（一）捞 (3)（二）提 (6)（三）扫 (7)（四）冲 (7)（五）打 (7)（六）顶 (7)（七）反 (8)（八）炸 (11)（九）透 (12)（十）扩 (12)（十一）割 (13)（十二）劈 (15)（十三）磨 (16)埋钻事故的预防与处理 (18)一、埋钻事故的原因 (18)二、埋钻事故的预防 (19)三、埋钻事故的处理 (19)烧钻事故的预防与处理 (20)一、烧钻事故的原因 (20)二、烧钻事故的征兆 (21)三、烧钻事故的预防 (21)四、烧钻事故的处理 (21)钻具挤夹、卡阻事故的预防与处理 (24)一、事故发生的原因 (24)二、事故发生前的征兆 (29)三、事故的预防 (29)四、事故的处理方法 (31)钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理 (36)一、事故发生的原因 (36)二、事故的征兆 (37)三、事故的预防 (37)四、事故的处理方法 (39)其它孔内事故的预防与处理 (49)一、掉硬质合金、金刚石、胎块 (49)二、掉小工具、小物件 (52)三、掉钢丝绳、掉电缆 (54)四、套管事故 (57)概述一、孔内事故的危害及预防事故的意义在钻孔施工过程中，由于种种原因，常常发生各种孔内故障而终断正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。
它首先耽误钻探进尺，推迟施工进度，影响地质材料和矿区储量报告的提交。
如果处理不当，还会报废钻探工作量和管材，使钻探成本提高，严重时，还会损坏机器设备，造成人身伤亡事故等严重后果。
孔内事故的发生，一般有主观和客观两个方面的因素。
主观因素主要指操作人员技术不熟练，技术措施不当以及违章作业等。
例如，修理水泵时，未将钻具提离孔底一定高度，就容易发生埋钻和夹钻事故；在破碎地层钻进，使用泥浆不当，会加剧钻孔坍塌、掉块而造成卡钻、埋钻事故；硬质合金换钢粒钻进，以及下套管后采用钢粒钻进时，开始如不使用旧钻头、小钢粒，不减少投砂量和水量，就会造成卡钻事故等。
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理， 比正 常钻进 大一 级钻具 扩孔 ， 穿过 １ ２１后 ， ～ Ｉ 及 Ｔ 时下 入套 管 ， 防止缩径 事故 发生 。
ｅ ａ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｃ ｓ ｓ ｈ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｃ ｕ ｅ ｆｂ ｒ ｈ ｌ ｉｍｅｅ ｈ ｎ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｒ ａ— ｒ ｌ ｇｎ ｅ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｈ ａ ｓ ｓｏ ｏ ｅ ｏｅ ｄ ａ ｔｒｓ ｒ ｋ ｇ ，ｉ ｔ ｕ ｅ ｒ ｃ ｓ ｆ ｃｄ ｎ ｅ ｔ ｅ ｎ ｉ ｏ ａ ｔ
42火成岩变质岩构造带夹层泥地层实例421新县上棋盘矿区4211矿区概况矿区位于河南省新县县城北西12km处属河南省新县吴城河乡陡山河乡和城关乡管辖地处大别山腹地鄂豫皖三省交界属中低山区最高海拔800m最低100m相对高差700m4212矿区地层特征该区地层出露简单主要为中新元古界浒湾组和新生界第四系
时会造成孔内事故 ， 甚至报废钻孔 。通过几个实例 ， 分析 了缩径原 因及其危 害 ， 绍 了事 故的处理 过程 ， 介 总结 了钻
穿缩径地层的经验。 关键词 ： 口径岩心钻探 ； 孔缩径 ； 小 钻 泥浆护壁 中图分类号 ：６４ ８ Ｐ ３ ． 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：６２— ４ ８ ２ １ ）６—０４ ０ １７ ７ ２ （０ ２ ０ ０６— ４
探矿 工程 （ 岩土 钻掘 工程 ）
２１ ０ ２年第 ３ 第 ６期 ９卷
小 １径岩 心钻探钻孔缩径 的预防与处理 ３
时志 兴 ，翟 东旭 ，张 东兴
（ 南 省 有 色 金 属地 质矿 产 局 第 一地 质 大 队 ， 南 郑 州 ４ ０ １ ） 河 河 ５ ０ ６
摘
要： 钻孔缩径是小 口径岩心钻探经常遇见的问题 ， 不仅严重影响施工进度 ， 浪费施工材料 ， 加大施工 成本 ， 重 严
（） １ 在缩径 地层 钻进 时 ， 调 制好 泥 浆 ， 好 用 要 最 失 水量 ＜ Ｌ ３ ｉ ４ ｍ ／ ０ｍ ｎ的泥浆 ；
（） ２ 地质 构造 带 （ 断层泥 ） ；
（ ） 风化地 层 （ 水膨 胀 ， 化后砂 状破 碎 ） ３强 遇 风 。
（） ２ 在一般缩径地层 ， 无论上升或下 降钻具 ， 都 应减 速通过 ， 一旦 遇到 阻力 ， 提前 扫孔通 过 ； （ ） 上部 遇 到缩 径 严 重 地 层 ， 进 行 扩 孔 处 ３在 要
少， 甚至 能及 时加 以排 除 。一般 缩 径 事 故 的预 防 措 施 有如 下几种 。
其 中之一 。钻孔 缩径就 是孔 壁岩 层膨胀 造成 的孔 径
缩小 。 由于 钻 孔 缩 径 ， 则 造 成 岩 粉 增 多 ， 复 钻 轻 重
进 ， 加 隐 患 ， 尺缓 慢 ， 本加 大 ， 则造 成 埋 钻 、 增 进 成 重
ｍ ｅ ｎｄ ｓ ｎｔａ ｕｍｍｅ ｐ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｆｐｅ ｔａｉ ｇ ｄ ａ ｔｒｓ ｒｎｋｎｇｆ ｒ ｔｏ ． ｄ ｕ ｈ ｘ ｅ ｎ ｅ ｏ ｎｅｒ ｔｎ ｉ ｍｅｅ ｈ ｉ ｉ ｉ ｏ ｍａｉ ｎ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｓ ａｌｄａ ｔｒ ｃ ｒ ｉｌｉ ｍ ｌ ｉｍｅ ｅ ｏｅ ｄｒ ｌｎｇ；ｂ ｒ ｈ ｌ ｉｍ ｅｅ ｈｒｎ ａ ｅ；ｗａｌｐ ｏｅ ｔｏ ｔ ｄ ｏ ｅ ｏ ｅ ｄａ ｔ ｒｓ ｉ ｋ ｇ ｌ ｒ ｔｃｉ ｎ ｗｉ ｍｕ ｈ
断钻 杆事故 ， 至 报 废钻 孔 。笔 者 根 据 近 年来 小 口 甚
径岩 心钻 探经 验 ， 对 钻孔缩 径治 理 的心得体 会 ， 谈谈 供 同行们 参考 借鉴 。
１ 造成 钻子 缩径 的主 要地层 Ｌ （） １ 沉积 地层 中 的粘 土岩 地层 （ 敏性 地层 ） 水 ；
近年地 质探 矿项 目增 多 ， 向 中深 部延 伸 ， 地 且 各
钻 探施 工遇 到 的钻探 问题 越 来越 多 ， 钻孔 缩 径 就 是
（ ） 缩径 地层 中钻 进 ， ４在 钻具 回转 逐 渐 困难 ， 阻 力增 大 ， 至钻 具完全 无法 转 动 ， 甚 出现 倒车 现象 。 ３ 缩径 事故 的预 防 实践 证 明 ， 果 提 前 预 防 ， 径 事 故 会 明显 减 如 缩