复杂地层工程勘察取心钻进技术应用实践.pdf

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1、2014年第39卷第6期能源技术与管理V01．39No．6EnergyTechnologyandManagement153doi：10．3969／j．issn．1672—99432014．06．063复桑地层工程勘察取心钻进技木应用实践张益飞，王国平，王建，何成阳，朱卫东(江苏省南京工程高等职业学校，江苏南京211135)[摘要]为了验证SH植物胶在复杂地层钻探中的应用效果，根据大量的室内试验和工程实践，探索出符合复杂地层钻进和取心要求的配方，按照一定的配制工艺技术配制SH植物胶泥浆，并与绳索取心工艺结合，能解决复杂地层掉块、坍塌、水化膨胀、漏失等现象，明显地提高

2、了岩心采取率和钻进效率，对于掉块、坍塌、水化膨胀、漏失等不同复杂地层SH植物胶泥浆配方有所不同。[关键词]复杂地层；工程勘察；取心钻进技术；应用实践[中图分类号]P634．6[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2014)06一O1533侏罗系茅山群(J。)：上部为灰褐色、灰紫色0引言中厚层细粒岩屑石英砂岩、细粒石英砂岩、泥质石工程地质勘察钻进中常常遇到一些复杂地英砂岩夹泥质粉砂岩；中部为灰、褐灰色，中薄层层，裂隙发育、断裂、破碎、胶结性差、结构构散、软泥质粉砂岩夹细粒岩屑石英砂岩；下部为浅灰色、硬不均，遇水松散、剥落、膨胀等，在钻进中出现掉黄褐色，中厚

3、层细粒岩屑石英砂岩。块、坍塌、缩进、漏失等现象，导致钻进困难、破岩泥盆系上统五通组(D。)：上段以灰紫、紫红、效率差、岩心采取率低，钻进成本高_1_。经过大量杂色粉砂质泥岩为主，夹泥质粉砂岩，少量石英砂调查研究和试验分析，植物胶应用于钻探泥浆中，岩。下段为灰、灰白色厚～中厚层含砾粗粒石英砂并与SDB金刚石绳索取心钻具配合运用，有利于岩，中粗～中细粒石英砂岩夹粉砂质泥岩。第四系覆盖层、松散破碎地层、砂卵石层等复杂地2施工设备及工艺层的钻进与取心。文章以苏南阳山隧道等工程勘探为例，探讨解决复杂地层工程勘探钻进存在的施工设备：钻机GXY一2型、泥浆泵BW一200、实际问

4、题，就植物胶泥浆配方优化、配制和性能特搅拌桶L一0．8。点以及在复杂地层中应用效果进行分析介绍，供钻具组合：50mlTI钻杆、75mm岩心管和相关工程技术人员参考。89mm孕镶金刚石钻头。施工工艺：绳索取心正循环回转钻进。1施工区地质构造和地层特征3SH植物胶泥浆配方优化苏南阳山隧道工程位于江苏省苏州市新城区，是苏州市最大的推覆构造和推覆体出露处，地3．1配方的优化形地貌变化大，断裂构造发育，一系列北北东向、根据国内植物胶泥浆的使用经验和成果，结挤压破碎带、压扭断裂带、岩脉群纵布，基岩节理合苏南阳山隧道工地和其它工程勘察工地的地层裂隙较发育。区内沉积物为三角洲陆相

5、碎屑岩和等情况，经若干次实验及现场实践探索比选，提出以角砾熔岩等为主的火山岩系，有二期燕山期岩4组不同的SH植物胶泥浆配方，供施工现场不浆侵入活动，早期侵入岩以酸『生及中性为主，晚期同复杂地层钻进时选择使用。侵人岩以中酸性为主。基岩表面分布风化作用所适用普通地层的1组配方：m(SH)：m(NaOH)：形成的残坡积物及洪积物。m(Na—CMC)：m(n2O)=2：0．16：0．2：100；施工区内地层自上至下分别为：适用坍塌性地层的2组配方：m(PHP)：侏罗系火山岩(J)：主要为角砾熔岩和凝灰m(SH)：m(膨润土)：m(KHm)：m(Na—CMC)：熔岩，原岩呈

6、灰绿色，经强烈浅色蚀变后呈灰白m(H20)=0．5：1：5：1．0：0．2：100；色适用漏失性地层的3组配方：m(SH)：m(膨2014年l2月154张益飞，等复杂地层工程勘察取心钻进技术应用实践Dec．．2014润土)：m(NaOH)：m(Na—CMC)：m(n20)=l：5：岩为主破碎、裂缝，钻进易漏失严重的地层。0．08：0．2：100；3．2．5润滑性能适用水敏性地层的4组配方：m(SH)：m(膨通过试验SH植物胶泥浆虽然粘度高，但具润土)：m(KHm)：m(Na—CMC)：m(S2O)=1：5：有润滑减振性能。4组不同配方中所加的PHP及1．0：0．2

7、：100。Na—CMC具有一定的润滑性，在植物胶泥浆中加泥浆配制过程中，特别要注意搅拌时间和程入聚丙烯酰胺及纤维素后摩擦系数减到0．18序，搅拌时间太短，泥浆的性能会有很大差别。0．2，如果再加入0．5％的TS一302高效润滑剂，能3．2性能测试极大地提高润滑效果。4组配方润滑系数为0．05～SH植物胶泥浆性能测试如表1所示[2]。0．07，与清水相比分别降低了70％左右，这说明表1SH植物胶泥浆试验结果SH植物胶泥浆有较好的润滑性能。4植物胶泥浆作用机理嚣攀，裥／Pa霎崔4．1防塌护壁作用机理l291．021．334．610．00．5968．524植物胶的结构分

8、子含有丰富