复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术

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复杂地层钻探护壁堵漏工艺研究与应用获奖科研报告

复杂地层钻探护壁堵漏工艺研究与应用获奖科研报告

复杂地层钻探护壁堵漏工艺研究与应用获奖科研报告【摘要】对钻孔漏失进行护壁堵漏工作在钻探工程施工过程中会经常被用到,尤其是在复杂地层的钻探施工当中,经常会出现严重的漏失现象,容易发生安全事故。

本文针对复杂地层钻探护壁堵漏工艺本身及其应用进行探究。

【关键词】复杂地层;护壁堵漏工艺;研究;应用护壁堵漏工作在钻探工程施工中占有重要地位,它可以对矿产资源开发利用效果造成一定影响。

护壁堵漏问题的有效解决,可以对我国资源稀缺的现状起到缓解作用。

水泥—粘土浆液对于复杂地层钻探护壁堵漏具有很大的应用价值。

一、工程背景在我国某省的一个矿区中,出现了两处断裂,其中一处是南北向,另一处是北东向。

不同断层对矿区造成了严重影响,断层的破碎带宽度为10—58米,岩心处相对于其他位置的破碎程度更加严重。

因此导致不同程度的漏失情况在矿区内的大部分钻孔中都有出现,使其无法返水,处于下方的构造破碎带因为钻进憋泵问题,起钻和下钻都受到一定阻碍,比较容易引起安全事故的发生。

在这个矿区内有三条勘探线,漏失情况在其中的多数钻孔内都有发现,由于受到标高位置造成的影响,实际的漏失情况也各不相同,其中有一部分是中等漏失,其余是全孔漏失。

所以,应根据钻孔漏失情况的不同,进行不同护壁堵漏技术的研发用于修复此矿区内的钻孔漏失问题。

如图1,地层钻探护壁堵漏施工现场。

二、复杂地层钻探护壁堵漏工艺1、一般漏失处理工艺对于钻孔漏失现象不严重的情况,采取一般的漏失处理工艺就可以达到补漏的效果。

比如可以采用随钻堵漏技术,此技术具体的实施步骤为:在冲洗液中加入803或801堵漏剂,然后再加入到經过处理的锯末中,在进行钻井的过程中随时进行堵漏处理。

如果这种方法无法达到较好的处理效果,就可以选择专用的堵漏剂来进行堵漏。

其具体操作流程为:在PHP溶液中加入一包堵漏剂,使其充分溶解,然后在里面加入适量的岩粉并搅拌均匀,应确保具有比较好的混合粘度和柔软度,再利用漏斗将混合液倒进钻杆中,把主动粘杆合上,最后通过泥浆泵将其送到孔内。

泥浆护壁钻孔灌注桩成孔方法

泥浆护壁钻孔灌注桩成孔方法

泥浆护壁钻孔灌注桩成孔方法哎呀,你们可真是问对人了!我可是地地道道的泥浆护壁钻孔灌注桩专家,今天就给你们说说这成孔方法。

别看这东西看起来简单,实际上可是个技术活。

好了,不多废话,让我们开始吧!咱们要明确一个概念,那就是泥浆护壁钻孔灌注桩。

简单来说,就是用钻孔机在地下钻出一个空洞,然后把水泥浆灌进去,最后把土方填回去。

这个过程听起来挺简单,但实际上有很多细节要注意。

我们要选择合适的钻头。

钻头的种类可多了,有硬质合金钻头、高速钢钻头、复合片钻头等等。

不同的地质条件需要不同的钻头,否则就会事倍功半。

所以,在选择钻头之前,一定要先了解清楚地下的地质情况。

接下来,就是钻孔的过程了。

这时候就要靠泥浆护壁了。

泥浆护壁的作用是保护钻头不被卡住,同时还可以保持钻孔的稳定。

泥浆护壁的方法也有很多种,有湿式护壁、干式护壁、水气混合式护壁等等。

每种方法都有它的优点和缺点,具体用哪种方法要看实际情况而定。

钻孔的时候还要注意一些小技巧。

比如说,要保持钻机的垂直度,这样才能保证钻出来的孔是直的;要控制好钻进的速度,太快容易卡住钻头,太慢又会影响效率;还要定期检查钻头的状态,如果发现有问题要及时更换。

钻孔完成后,就是灌注水泥浆了。

这个过程也很重要,因为水泥浆的质量直接影响到桩的质量。

所以,在灌注水泥浆之前,一定要确保地面上的泥浆已经凝固硬化。

而且,在灌注的过程中要控制好水泥浆的流量和压力,以免出现空洞或者堆积的情况。

灌注完水泥浆后,就要进行养护了。

养护的时间一般要根据当地的气候条件来确定。

通常情况下,养护时间至少要达到28天以上。

在养护期间,要定期检查桩的质量,看看有没有裂缝或者变形的情况。

如果发现问题要及时处理。

泥浆护壁钻孔灌注桩成孔方法虽然看起来简单,但是其中有很多细节需要注意。

只有把每个环节都做好了,才能保证最终的效果。

所以,大家在实际操作的时候一定要认真仔细哦!。

复杂地层、深孔钻进技术规范化探讨

复杂地层、深孔钻进技术规范化探讨

即 坍、 、 掉 漏和钻杆事故, 如果也象大 口径钢粒一合金钻 下套 管 。这 有何不 可 呢?首先 它能快 速 解决 同题 , 而且 能马 上恢 复安 全 钻进 , 是 二 进那样 , 了实在无 法 钻进 时才 下套 管 , 到 由于钻 孔 已 下套 管花费 时 间少 , 可 形 成大 肚子 , 去 的套 管也 是 弯 的 , 高 转 速钻 杆 敲 下套 管后 , 恢 复 乳 化 液 或 低 粘 度 泥 浆 润 滑 冲 洗 钻 下 在
取代 过 去那 种 依靠 浆 液 , 在 无 法时 才 实 的破坏不那 么严 重 , 靠 泥 浆 、 泥 和 其它 化学 浆 液 为 主的做法 , 依 水 是 因 护堵 常常 能勉强 打 到终孔 的话 , 么 , 那 在金 刚石 钻 进 下套 管 的办 法 , 能够 接 受 的 , 为它 并 不 排 斥浆 液
用泥浆 、 水泥 和化学 浆液对 付 ; 是不讲 究最 终 的 二 效 的套 管放 到 了很 次要 位置 , 常规 的下套 管护 壁手 管 , 使 经济 效益 , 只要 去护壁 堵 漏 了 , 再没 有 人 去 追究 护 就 段变成 特殊手 段 , 即实在没办法 时 , 才下套 管。 当然 也确实无 法追究 。 如果 用大 口径钢粒一 合金钻 进复杂 地层 , 能使 堵失 败 的责任者 , 还 事实上 , 只要 不存 在偏 见 , 以套 管一规 范 化 浆 液 用 浓泥浆 、 转速 、 间隙 。钻杆 对 于 泥皮 和水 泥 筒 低 大
尽 浆、 水泥 和其 它化学浆液 , 且取得 了很 大成绩 , 并 但是 , 常 常靠侥幸 心理 打钻 , 打无 把握 的钻 。我们 为什么 会这 样呢 ?一 是 过 去 没 有 足 够 的套 管 , 不 敢 下 套 或 长期 以来 , 在人 们 的思想 和行 动 中 , 把最 可靠 、 有 却 最

复杂地层钻探护孔工艺的探讨

复杂地层钻探护孔工艺的探讨

复杂地层钻探护孔工艺的探讨在西南如四川地区主要产煤地层中,可钻性级别Ⅱ~Ⅹ级,除水敏性极强的粘土类岩石以外;还有裂隙、溶洞极发育的厚层状灰岩、燧石灰岩、硅化灰岩;摩擦性极强的致密的长石、石英砂岩;透水性很好的钙质粗砂岩;及富含天然气的煤层等地层。

上述岩石分别层厚几米至数百米不等,在同一钻孔中交替出现。

加上松散(胶结性差)的多层次的煤层。

因而在使用各类地层的护孔和堵塞的工艺技术以外,还要提供切实可行的技术设计,本文着重从钻孔设计、护孔措施和综合防治等方面谈谈自己的看法。

九十年代后期,钻探新技术、新工艺的广泛应用,使煤田钻探技术水平有了较大的提高。

尤其是以多品种的处理剂制成的低固相泥浆和多种堵漏工艺及材料应用。

特别是使用以高造浆率的膨润土为基料,全面推广聚丙酰胺及其改性物作为添加剂,重视低固相泥浆性能的维护,研制推广除砂净化装置。

因此,当前所应用的泥浆类型抑制水化的机能、平衡钻孔地层的范围,有效地堵塞某些漏失层位提供了一定的稳定期,可以使绝大部分钻孔缩小口径,采用金刚石绳索取心钻探技术。

使钻孔能够安全钻进,简化钻孔结构。

一、主要技术问题和钻孔技术设计对单一性质的煤田护孔技术,对多数复杂的钻孔是可以顺利通过的,据某矿区生产试验,采用“基浆+PHP+CMC”配方曾经穿过100米左右的水敏性很强的珍珠岩层,持续或停钻九十天,孔底仍保持清洁,这说明PHP的抑制水化或低水化速度是有相当显著效果的。

对于-COONa电离为COO-及Na+而使链节伸开,-CONH2吸附于片状粘土表面,COO-吸附于片状粘土的端部。

在有些情况下,采用HPAN以减少水的滤失量,效果也是好的,这足以说明,在岩心钻探完孔周期之内,可以相对保持孔壁的完整。

在二迭系煤系中,使用PAM和腐值酸钾配制的泥浆,实践证明,更为稳定。

根据实践,总结以下几个模式(按从孔口起至完孔时的顺序)1、风化堆积土+(厚层)灰岩、灰质白云岩+厚层砂岩、泥砂岩、泥岩、页岩、夹薄煤层。

深孔绳索取芯钻探技术应对

深孔绳索取芯钻探技术应对

深孔绳索取芯钻探技术应对探析摘要:本文主要针对深孔绳索取芯钻进在坍塌缩径地层的技术实践进行探讨,供同行参考。

关键词:深孔;绳索取芯钻探;技术应用1 深孔绳索取芯钻进的特点深孔绳索取芯钻进,有如下特点:①孔壁与钻杆环状间隙小,冲洗液上返阻力大,泵压高。

②钻杆柱在孔内受力复杂。

③深孔地层压力平衡问题。

在深孔复杂地层中采用绳索取芯钻进,以上特点尤为突出,其中最难的是坍塌缩径地层的绳索取芯钻进。

2 坍塌缩径地层的成因所谓坍塌缩径地层,是指钻孔孔壁容易坍塌或者容易产生膨胀缩径的地层。

此类岩层,一般强度和硬度低,或呈水溶、水化、水蚀、水敏特性,其弹塑性呈极低或极高状态。

其岩层在形成过程中或形成以后,由于扭转、挤压、风化、沉积、溶蚀等内、外动力地质作用,形成松散层、破碎带、断层、孔隙环境、裂隙环境以及溶隙性环境。

当钻孔进入后,岩层由三维受力变为一维受力状态,岩层特性、钻柱扰动和冲洗液浸泡、冲刷造成钻孔孔壁不稳定,或坍塌或缩径或两者兼而有之。

那么为什么会产生孔壁坍塌缩径呢?孔壁坍塌缩径的作用机理是怎样的?分析原因,包括以下3个方面:①地质因素。

地层自重应力和上覆附加应力、构造应力释放、孔隙毛细水压力或承压水压力、岩层层理或片理构造、岩层松散破碎无胶结成分或胶结成分很少,或者部分水蚀、水化、水溶后呈高粘性。

②工程因素。

起钻抽吸作用及下钻液动压力作用、钻进泵压作用,冲洗液对孔壁的侧压力平衡,冲洗液冲刷作用,钻杆碰撞。

③物理化学因素。

岩层中的湿陷性黄土、粘土质(蒙托石、伊利石、高岭石)等含量重,遇水膨胀缩径;水敏性(如部分辉长岩)、水溶性(如炭质板岩破碎带、蚀变带,石膏)、水化性(如凝灰岩、白云岩)、水蚀性(如煤层)地层遇水膨胀缩径,或者因为水浸泡后强度降低,扰动造成坍塌,坍塌后包钻,经回转扰动而表面呈糊状、浆状、泥状,粘滞性增大,吸水膨胀缩径;冲洗液以及部分矿物质盐对岩层的化学作用,例如矿石中硫化物在浸蚀基准线以下,由于地下水位多次升降对岩层浸蚀,使岩石脆性增大、强度降低。

复杂地层深部找矿钻探技术分析

复杂地层深部找矿钻探技术分析

复杂地层深部找矿钻探技术分析摘要:近年来随着我国科技水平的显著提升,各类工程技术水平同样也实现了创新和进步,其中在我国矿产资源开发领域中钻探施工为重中之重。

因为钻探施工相对隐蔽,孔内情况复杂,特别是在复杂地层的条件之下进行钻探施工的整体施工周期较长,所遇到的各类复杂因素较多。

基于此,本文针对复杂地层深部找矿钻探技术开展分析与讨论,希望不断提高我国深部钻探技术的整体水平和安全效果。

关键词:复杂地层;深部;找矿钻探技术引言:在矿产资源开发领域中,复杂地层相比于浅、中位置的地层在岩心钻探工程方面相差较大,不仅需要配备更加专业配套的钻进设备,同样也要采取高水平的找矿钻探技术,针对孔内以及钻探过程中的各类问题进行及时处理,避免受到其他因素的影响,导致钻探施工质量或安全效果无法保证,因此本文针对复杂地层深部找矿钻探技术开展分析有较强的实践意义和应用价值。

1 绳索取心钻进技术分析在针对复杂地层深部位置开展找矿钻探技术时,可以采用绳索取心钻进技术。

该技术主要指的是,在对复杂地层岩心进行取心钻进期间,当岩心充满岩心管时,可以不必直接提起钻杆支柱,而是将其内部涵盖的通孔作为主要通道并应用绳索以及更加专业化的打捞工具。

将取心钻进过程中,储存在岩心管内的一部分岩心直接提取至地面。

此种绳索取心钻进技术因为不必再一次提起钻杆柱,同时也能极大的减少了找矿钻探技术的开展时间,特别是在起下钻时间方面较之其他类型的技术所用更少。

例如在针对金刚石岩心进行绳索取心钻进时,如果用常规的找矿钻探技术则单独凭借钻孔相关工具的升降,这一环节就已经占据了整个施工生产时间的四成左右,特别是随着钻孔的不断加深,钻头下钻的辅助效果会逐渐增加,受到机械化程度相对较低的影响,使得常规钻进手法劳动强度更大。

因此应用绳索取心钻进技术能够有效提高钻进水平和效率,与此同时也能进一步增加钻进的施工时间,因此针对复杂地层深部位置进行找矿钻探时,可以应用绳索取心钻进技术。

泥浆护壁施工工艺的成孔工艺

泥浆护壁施工工艺的成孔工艺泥浆护壁施工,听起来是不是有点复杂?但说白了,它就是一种在钻孔过程中,用泥浆来保护孔壁的技术。

这种方法通常用在一些深基坑或者地下工程的施工中,目的嘛,就是防止孔壁坍塌,避免水土流失。

你想想,谁能承受那种孔壁忽然塌下来,泥水四溅的场面呢?简直就是灾难现场!所以,泥浆护壁施工的核心工作之一就是成孔工艺,而这可是整个工程的关键,不得马虎。

那什么是成孔工艺呢?简单说,就是用钻机在地面上挖出一个孔,期间为了防止周围的土壤掉下来,得用泥浆撑着。

你想象一下,就像在沙滩上挖坑,如果不小心,坑会塌,啥都没了。

而泥浆就像是为坑装上一层“盔甲”,保护着它不塌陷。

这个盔甲可不简单,得有足够的“粘性”才能支撑得住,免得泥土滑下来。

在成孔过程中,泥浆的作用可是多重的。

它得有足够的流动性,能够将钻头产生的土屑冲洗掉,这样才能保持孔内清洁,避免杂质堵塞。

再就是泥浆要有足够的密度,才能在孔壁上形成一个“撑得住”的压力,防止土壤和水分进入。

这时候,泥浆的“混合比例”就显得尤为重要,要是泥浆太稀了,那可撑不住,孔壁就会像秋天的落叶一样,随时都可能坍塌;要是太浓了,可能钻头会被“粘住”,根本无法继续工作。

说到泥浆的调制,这可真是门技术活儿。

不同的土层、不同的工程要求,泥浆的配方也各有不同。

你可以把它想象成做饭一样,盐多了会太咸,油多了会腻。

泥浆的粘度、密度,甚至温度,都是得精心控制的。

不然,施工员一忙乎,手一滑,成了大坑,真是得不偿失。

为了避免出现这种情况,施工队通常都会有专门的泥浆试验,确保配比精准,这样才能保证施工顺利进行。

施工的过程中,泥浆不仅仅是“保卫者”,它还得是“清洁工”。

你试过在水泥堆里捡掉进去的小石子吗?简直比捡针还难。

钻孔的时候,地面上的土壤、碎石、泥沙啥的都会掉下来。

如果没有泥浆,孔壁就会被杂物塞满,钻头可能都被堵住。

所以,泥浆得是清洁型的,能够将这些杂质带走,避免孔内被阻塞。

就像洗碗一样,你得把碗洗干净,不然剩下的油腻油腻的,谁看得下去?除了这些泥浆的“硬实力”,它的“软实力”也非常重要。

钻探施工技术在复杂地层中应用

钻探施工技术在复杂地层中应用
孔壁不稳定,孔内漏水或涌水,软硬互层、蚀变发育的构造带等地层,复杂地层是影响钻探施工的重要因素,当钻遇复杂地层时需要设备、工艺的相互结合及高性能冲洗液的合理运用。

本文分析了钻探工艺、冲洗液在处理复杂地层方面的作用,希望能对岩心钻探过程中处理复杂地层时有促进和指导作用。

关键词:复杂地层;钻探施工;冲洗液
复杂地层主要指岩心钻探过程中钻孔漏水或涌水、孔壁不稳定(包括孔内坍塌、掉块、遇水膨胀、遇水分解破碎等)及各种蚀变构造带的地层。

钻进复杂地层时容易出现卡钻、埋钻、断钻、烧钻、岩心采取率低、钻孔跑斜、水路不通导致憋泵、钻具磨损严重、钻头寿命低等问题,从而导致施工成本高、钻进时效低、钻孔质量难以满足地质设计要求等问题。

随着我单位铀矿找矿工作的逐渐深入,遇到的复杂地层较多,已成为影响我单位钻探施工效率的主要因素,急需有效的解决办法。

我单位钻探施工工作区主要地层为花岗岩,在钻进过程均遇到上述复杂地层,反映在施工方面主要有3个问题:一是孔壁不稳定造成的孔内坍塌、掉块及遇水分解造成的钻孔超径导致孔内事故,造成施工无法进行;二是在钻遇蚀变构造带过程中,孔内裂隙较发育,冲洗液损耗大;三是岩心采取率低、钻孔跑斜不能满足地质设计要求。

以下就影响复杂地层正常钻进的各种因素进行分析。

1各类复杂地层形成的原因。

泥浆护壁原理

泥浆护壁原理
泥浆护壁是一种常见的井壁稳定技术,旨在防止井壁坍塌和井漏。

其原理是通过注入一种特殊的泥浆混合物来增强井壁的稳定性。

泥浆护壁的工作原理主要包括以下几个方面:
1. 封堵井壁缺陷:在井钻完毕后,井壁常常存在一些小裂缝或孔洞,这些缺陷可能导致井壁不稳定。

泥浆会通过这些缺陷进入井壁,形成一个封堵层,以阻止井壁土层的进一步崩塌。

2. 控制井壁饱和度:井壁土层的饱和度对井壁的稳定性至关重要。

泥浆会吸附并吸收井壁土层中的水分,使其达到更合理的饱和度。

这样可以降低井壁的膨胀性和可塑性,提高井壁的强度和稳定性。

3. 增加井壁黏聚力:泥浆中的添加剂可以增加井壁土层的黏聚力,使土层颗粒之间的粘结更紧密。

这样可以有效减小土层颗粒的位移和变形,提高井壁的稳定性。

4. 提供支撑力:泥浆形成的封堵层和增加的黏聚力可以为井壁提供更好的支撑力,防止井壁的侧向移动或坍塌。

这种支撑力对于防止井漏和井壁塌陷非常重要。

总之,泥浆护壁技术通过封堵井壁缺陷、控制饱和度、增加黏聚力和提供支撑力等手段来增强井壁的稳定性,保证井的安全运行。

隧道深孔绳索取芯钻探及泥浆护壁技术浅析与实践

隧道深孔绳索取芯钻探及泥浆护壁技术浅析与实践摘要成昆线妥安隧道深孔在钻进砂岩与泥岩互层含盐地层及断层破碎带的过程中,遇塌孔、卡钻、阻力大、漏水严重等问题,采用护壁泥浆和金刚石绳索取芯钻进等工艺,取得了低成本、低风险、高效率的良好效果。

关键词深孔钻探绳索取芯护壁泥浆井管妥安隧道位于禄丰县境内,既有成昆铁路左侧,沿龙川江右岸连绵山体逆流而上,设计为双线隧道,全长13450.0m,为全线第一特长隧道。

该隧道自硝井村子后面傍山进洞,穿行于龙川江右岸剥蚀低中山侵蚀地貌区,山势连绵,波状起伏。

1、隧道区地质概况1.1 区域地质及地层概况隧道从硝井进洞,穿过连绵起伏山体,在甸尾出洞,隧道全长13450m,最大埋深约585m。

洞身通过地层岩性有:侏罗系下统冯家河组(J1f)泥岩夹粉砂岩;白垩系下统高丰寺组(K1g)砂岩,普昌河组(K1p)泥岩;白垩系上统江底河组一段(K2j)粉砂岩夹泥岩,江底河组三段(K2j3)泥岩夹钙质泥岩及泥灰岩,含石膏、盐岩、芒硝兰石棉,江底河组四段(K2j4)粉砂岩夹泥岩;白垩系上统赵家店组(K2z)厚层长石砂岩夹薄层泥岩;白垩系上统马头山组(K2m)泥岩。

该隧道地质构造复杂,约有七处发育断层,三处发育向斜及背斜,白垩系下统高手寺组(K1g)砂岩、白垩系上统马头山组(K2m)泥岩均与侏罗系地层呈角度不整合接触。

1.2 地层情况及影响钻进的因素(1)第四系松散层第四系主要为坡残积松散碎石土、含砾粉质粘土,紫红、黄褐色,松散-稍密状态。

(2)基岩基岩主要为白垩系砂岩、粉砂岩夹泥岩,薄-中厚层状,节理发育,强风化厚度小,岩体完整性差,岩芯破碎,钻进过程中漏水严重,常出现掉块、塌孔等现象,取芯困难。

(3)断层破碎带隧区位于云贵高原北部扬子准地台滇东北台褶带,多处发育断层、向斜、背斜,燕山晚期构造运动及喜山期新构造运动比较活跃,岩层层产状变化,岩芯破碎,在钻进过程中冲洗液基本漏失,常发生埋钻、卡钻事故。

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复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术
【摘要】随着经济和社会不断发展的今天,我国资源储量严重受到打击。

为了保持我国社会的可持续发展,对资源的开发和勘察力度等要加大投入。

在这种危机情况下,勘查工作对钻探技术提出了全新的要求。

钻探施工是一项非常隐秘的工作,不能随时随地的了解钻探孔内的实际情况。

可是孔底相关工程信息传到工作人员面前的时间有非常长,应对孔内复杂的情况的难度也就逐渐提升。

复杂地层的深孔钻探工作的施工时间和施工难度就会大大提升。

本文首先分析我国深孔钻探技术的现状,其次对复杂地形的深孔钻探工作面临的问题进行探讨,最后对复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术进行探究。

【关键词】复杂地层;泥浆护壁技术;深孔钻探技术
一、我国深孔钻探技术的现状分析
上个世纪的90年代,国家矿业巨头BHP矿业进入我国矿业勘探领域,并认为我国的矿业勘探技术还有很大发展空间。

进入21世纪以后,随着资源需求量的增加,其开发强度也日益增大,这使得我国的地质勘探工作逐渐向更深的地层推进,国家对于深孔钻探技术的需求已经日益上升。

为了不断满足我国矿产资源的市场需求,全液压钻机被研发了出来。

这一钻机的特点更加适应国际钻探技术的发展趋势,具有机械化程度高、给进行程长以及无级调速等优点。

我国的钻探工艺门类比较齐全,绳索取心工艺、不提钻孔底换钻头以及孔底动力钻具等经过30多年的发展已经越来越成熟。

近年来,绳索取心钻探工艺的新规范已经逐渐普及到了金属矿的钻探施工中,并且受到越来越多钻探企业的重视。

但由于受到设备故障率偏高等因素的影响,我国复杂地层深孔钻探的效率在230到495米/月范围内,岩心的平均采取率在60%到85%之间。

孔底动力技术、液动潜孔锤技术以及孔底换钻头技术由于受到结构、材料以及性能等各方面的制约因而一直没有被应用到实际生产过程中。

相信通过对材料的改进以及工艺的优化,我国的深孔钻探技术一定可以不断向前进步。

二、我国复杂地层的深孔钻探工作面临的主要问题
2.1护壁难度比较大
对于复杂地层的钻进工作,随着孔深度的不断增加,地层的复杂程度也会越来越大,孔壁就越容易出现失稳的情况。

因此,在复杂地层的深孔钻探工作中,保护孔壁是非常困难同时也是非常重要的环节。

2.2回转阻力较大
钻孔深度越大,孔内钻杆的摩擦阻力就会越大,这一点在绳索取心工艺中体现得尤为明显。

绳索取心工艺中,钻杆的磨损比较严重,回转阻力还会带来钻机负荷,导致钻杆的断裂。

2.3钻头寿命较短
复杂地层的深孔钻探工作很难准确控制钻压,再加上接头密闭性不够高等问题,很难保证冲洗液可以完全被送到孔底,这种情况就会造成钻探工作的假循环最终导致钻头寿命受到影响。

以上存在的问题很多都与钻机的冲洗液有莫大关系,因此在复杂地层的钻探工作中,冲洗液发挥着非常重要的作用,对其要求自然也就越高。

三、复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术探析和实践
3.1PHP系列泥浆护壁技术探析与实践
(1)PHP系列泥浆护壁技术探析
PHP是由聚丙烯酰胺经水解得到的,是一种长链高分子化合物。

PHP的非离子吸附基团很多,比如-CONH2,因此PHP在基团的吸附作用下会形成薄薄的吸附膜,起到减轻泥浆滤液给地层带来的侵蚀作用,从而起到护壁作用。

同时,PHP也是一种表面活性剂,吸附到金属以及岩石表面以后就可以起到润滑作用,起到降低摩擦阻力的作用。

(2)PHP系列泥浆护壁技术实践分析
某地的金矿钻探施工中,花岗岩为主要地层构成。

由于该地地层受到断层构造的影响,因此出现了裂隙发育、地层漏失以及岩石破碎等问题。

这些问题的存在很容易导致施工过程中的掉块以及坍塌现象。

为了防止钻杆内壁出现结垢问题,可以通过PHP泥浆护壁技术来加强该地层孔壁的稳定性。

所使用的PHP分子量在800到1200万之间,水解度为30%。

实践证明,PHP系列冲洗液可以基本解决孔壁失稳、钻杆内壁的结垢以及回转阻力过大等问题,应用效果良好。

采用该冲洗液以后,钻进效率与质量都得到了提高。

普通冲洗液的效率大约在342
米/月,而使用PHP系列冲洗液以后,效率提高到了430米/月,增幅高达25.7%。

并且钻探施工的事故发生率也明显降低。

PHP所带来的这些改进也正是其不断获得应用的原因。

但是PHP系列泥浆护壁技术在实际应用中无法很好地解决破碎严重以及地层漏失严重等问题,而这些问题随着钻孔深度的增加愈加凸显。

最近出现的PHP洗液与PV A洗液混合的护壁技术改进了这些问题,应用效果更好。

但是这一施工方法与单一PHP施工相比成本偏高,因此,我们还需要进一步探索应用效果更好、更加经济的护壁技术。

3.2LBM泥浆护壁技术探析与实践
(1)LBM泥浆护壁技术探析
LBM是在膨润土经化学改造升级而得到的新型高级造浆材料,有着滤失量低和粘度低等优点。

该冲洗液制作起来也比较容易,维护简便,是一种具有多种功能的复合材料。

LBM之所以可以起到护壁作用,原因就在于其含有大量的-CN、-COONa以及-CONH2等基团,因此所配置出来的具有切力低、粘度低、密度低、失水能力低以及分散性高等特点。

此外,通过对加入量的调节就可以改变泥浆的性能。

(2)LBM泥浆护壁技术实践分析
某地金矿的深孔钻探施工中,由于地层破碎情况以及钻孔的漏失情况都比较严重,因此给钻探工作带来了很大难度。

该金矿的开发单位曾经尝试过使用花生皮、棉籽壳以及PHP泥浆来进行堵漏,但效果都不够理想。

无奈之下使用PHP 混合PV A技术,但是却造成了掉块以及坍塌问题。

采用LBM泥浆以后,仅仅用了五个小时就穿过了坍塌层并继续向前钻进,最后的钻探深度为525.38米。

并且LBM泥浆还成功排除了孔内积留的沉淀物。

此LBM泥浆护壁技术的应用实例告诉我们,对于破碎以及漏失严重的复杂地层,LBM泥浆护壁技术在防止坍塌、稳定孔壁以及防止钻杆的内壁结垢方面都有着非常好的应用效果。

四、结束语
矿产的开发以及勘察过程中,钻探技术有着非常重要的作用。

而对于复杂地层来说,护壁难度比较大、回转阻力较大、钻头寿命较短等问题都与冲洗液联系紧密。

因此要想实现复杂地层深孔钻探技术的提高,探讨泥浆护壁技术是非常必要的。

PHP系列泥浆技术通过吸附作用形成的吸附膜来达到减轻泥浆滤液给地层带来的侵蚀作用,从而起到护壁作用。

其应用可以基本解决孔壁失稳、钻杆内壁的结垢以及回转阻力过大等问题,但无法很好地解决破碎严重以及地层漏失严重等问题。

LBM含有大量的-CN、-COONa以及-CONH2等基团,具有切力低、粘度低、密度低、失水能力低以及分散性高等特点。

对于破碎以及漏失严重的复杂
地层,LBM泥浆护壁技术在防止坍塌、稳定孔壁以及防止钻杆的内壁结垢方面都有着非常好的应用效果。

参考文献:
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