大金山矿区复杂地层钻探技术

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1、大金山矿区复杂地层钻探技术［摘要］主要介绍了广东省云浮市大金山鹄锡多金属矿区地质钻探施工情况。［关键字］复杂地层钻探大金山护壁堵漏绳索取心钻进［中图分类号］P634［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-4-139-11矿区概况大金山矿区位于华南褶皱系云开隆起的北段，罗定盆地北东缘，吴川〜四会深断裂带西侧。区内褶皱、断裂构造发育，岩浆活动强烈。矿区内钻遇地层岩性自上而下主要为黑云斜长片麻岩、硅化岩、细粒黑云母花岗岩，穿插纯石英脉、黄铁矿化石英脉、辉钮矿化石英脉、黑鹄矿化石英脉。至2012

2、年底完成钻孔75个，钻探工作量26613.53米,钻孔方位角115°、295°、58°、238°,倾角75°,水文勘查直孔一个，孔深360.20米。2钻探施工技术难点(1)采空区多且跨度大，大金山矿区民采窿道分布广泛，给钻探施工带来了很大难度，多个钻孔在不同孔深均钻遇跨度大于1.5m的采空区，如ZK001孔在50.15m钻遇跨度4.37m的采空区，ZK4306孔在134.40m钻遇跨度6.85m的采空区，ZK4502孔单孔穿过5个采空区。(1)孔内严重漏失，多个钻孔集全孔段漏水、掉块、坍塌垮孔等诸多难点

3、于一体，易造成钻具折断，卡钻、烧钻、埋钻等情况，润滑钻具难度大，钻进回转阻力大，孔内事故频发，堵漏及处理事故时间、水泥注浆护壁堵漏时间多，施工进度慢。(2)岩心破碎，取心困难，绳索取心钻具外管磨损严重，易折断，内管投放困难。细粒黑云母花岗岩层坚硬，易打滑，钻进效率低。3钻探技术设计钻孔设计孔深均小于700m,选用XY-4型岩心钻机，设计孔深小于450m时选用我单位自行研制生产并获国家实用新型专利的"一种角度可调的整体式组合钻塔”施工，设计孔深大于450m时选用SGX-13型四角塔施工，泥浆泵选用BW-1

4、50型。钻孔孔身结构：预计可能钻遇采空区的钻孔用4)130mm口径开孔，用110mm口径钻进穿过风化覆盖层，再用S95mm金刚石绳索取心钻进超过采空区后下入套管，最后改换S75mm金刚石绳索取心钻具钻进至终孔。预计没有采空区的钻孔用“110mm口径开孔，用4)91mm口径钻进穿过风化覆盖层后下入套管，改换S75mm金刚石绳索取心钻具钻进至终孔。采用PAM、植物胶、润滑剂、水玻璃、随钻堵漏剂、Na-CMC等处理剂配制无固相高聚物冲洗液，各种处理剂要分别溶解，并充分水化后搅匀使用。4钻探施工技术措施4.1套

5、管护壁大金山矿区采空区多而大、孔内严重漏失、掉块多，套管护壁是最为长期有效的护孔方法，施工的钻孔多数均下©127mm、©108mm、d)89mm三级套管，单孔套管长度多在150m以上。在下管前要仔细检查套管，选用丝扣好的、不变形的套管，在不稳定管段应尽量下入长套管，下入孔内前在套管上抹上一层黄油并做好孔口封堵工作，这样起拔套管时成功率高。钻遇采空区下套管时须算好尺寸，不能把套管丝扣部位下在采空区内，否则容易因钻杆回转撞击套管而导致丝扣断裂。采空区跨度大于4m的，应下2级套管，丝扣部位必须下在采空区内的，

6、外层套管丝扣部位应在孔口焊接牢固后再下入孔内。4.2顶漏钻进时加强孔内润滑矿区内钻孔多为全漏，采用“顶漏钻进”的方法施工时必须加强孔内润滑，否则钻进回转阻力大，钻进效率低，且钻杆、钻具磨损严重，易发钻杆、钻具折断事故。施工中采用的方法是在钻杆、钻具上涂抹3号锂基脂润滑油，开钻回转后在孔壁上形成一层油膜，润滑效果良好。4.3钻孔护壁堵漏措施由于漏失严重，常规的泥浆堵漏技术手段收效甚微，护壁堵漏措施以压入泡沫封堵及灌注水泥浆为主。对于因大裂隙发育引起的冲洗液漏失，釆用泡沫压入封堵的方法，具体操作是将从市场买

7、回的泡沫掰碎成小碎块备用，需堵漏时按体积比4：2：1取泡沫碎块、黄土（黄土品质差的可加少量水泥干粉），聚丙稀铳胺干粉混合均匀，加水拌匀成粘稠状，提出内管，从钻杆中空送入，开泵压至孔内，使泡沫进入裂隙中封堵裂隙达到堵漏效果。对于地层破碎掉块、漏失严重的孔段采用灌注水泥浆固结堵漏，具体配方为：PC42.5R普通硅酸盐水泥100kg,早强剂（NaCl）1kg,水灰比0.5,将水泥浆灌入钻杆中空，计算好替水量，开泵将水泥浆压至破碎孔段。此方法在施工中普遍使用，成功率达80%以上，但灌注水泥浆后等待时间长，影响施

8、工效率。4.4提高取心率的技术措施为确保岩、矿心采取率，钻探施工中主要釆用S95、S75单动双管绳索取心钻具。钻遇泥质地层，采用硬质合金钻头单管钻进，“干烧”取心；钻遇破碎岩层，采用抓簧卡取岩心。在取心困难的孔段，控制回次进尺