本溪台沟铁矿深部坚硬地层孕镶金刚石绳索取心钻头的选择和使用.pdf

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1、2010年第37卷第8期探矿工程(岩土钻掘工程)73本溪台沟铁矿深部坚硬地层孕镶金刚石绳索取心钻头的选择和使用黄建国，赵振峰，王生，蔺刚，薛凡忠(1．吉林大学应用技术学院，吉林长春130022；2．辽宁省第八地质大队，辽-7本溪117004)摘要：深部坚硬地层绳索取心钻进的特殊性在于钻头易打滑与增加钻头压力受限的矛盾。在分析总结本溪铁矿已施工超深孔成功经验的基础上，提出了孕镶金刚石钻头的选择与使用技术措施，提高了钻进效率，延长了钻头使用寿命，解决了深孔坚硬岩层钻头的打滑问题。关键词：深部坚硬地层；钻探；绳索取心；孕镶金刚石钻头；“打滑”地层中图

2、分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2010)08—0073—03SelectionofImpregnatedDiamondWire-lingCoringBitforDrillinginDeepHardFormationofTaigouIronMineandtheApplication／HUANGJian—guo，ZHAOZhen-feng，WANGSheng，LINGang，XUEFan-zhong2(1．JilinUni-versity，ChangchunJilin130022，China；2．No．8Geol

3、ogicalTeamofLiaoningProvince，BenxiLiaoning117004，China)Abstract：Thecharacteristicofwire—linecoringdrillingindeephardformationisthatthereisacontradictionofbitpressureincreasinglimitedbybitslipping．Basedonthesuccessfulexperienceoftheextra．deepwellconstructionofTaigouironmine，t

4、hepaperputforwardthetechnicalmeasuresofimpregnateddiamondbitselectionandapplicationforimprovingdrill—ingefficiencyandprolongbitservicelifetosolvebitslippingindeephardformationdrilling．Keywords：deephardformation；drilling；wire-linecoring；impregnateddiamondbit；slippingformation

5、0引言车。本溪铁矿的矿层为赤铁石英岩和磁铁石英岩，所遇地层情况为：1100m以内，钻孔相继穿过源于火山沉积变质岩，预计资源量达到20亿t以泥灰岩、页岩夹泥灰岩、含海绿石石英砂岩夹页岩、上，铁矿石品位达34％左右。矿层相对较深，多位蛋清色夹紫色泥页岩、含海绿石石英砂岩、硅化大理于地下1100～20001TI之问，已探明的矿石厚度最大岩夹绿泥片岩、绿泥绢云绿泥片岩等层段，各地层硬达到900余米，其矿层钻探被认为“超深、超斜、超度都不高，可钻性4～8级之问，钻进效率较高，平均难”⋯。目前广泛采用的金刚石绳索取心钻进方法日进尺达40In。在该矿区大部分

6、层段的钻进中均取得了良好的钻进1100in以深进入长段的矿层钻进。岩石为赤效果，但是目标矿层是可钻性10级以上的极坚硬地铁石英岩、磁铁石英岩、赤磁铁石英岩夹绿泥片岩。层，组织致密、颗粒细小、研磨性弱。在该地层钻进含矿段地层硬度大、可钻性10—11级，属典型的“打时，存在着时效低，钻头极易磨损、寿命短，钻头易打滑”地层J，同时地下水温较高(58oC)，这给钻孔滑等问题。施工造成了严重的困难。1勘探工程概况2钻进中遇到的主要技术问题该矿区位于本溪市平山区桥头镇台沟村附近，在深孔钻进中，绳索取心钻进有着诸多的优势，为铁矿矿化带。矿区为山区地形，施工的

7、钻孔多位但在可钻性1O级以上地层钻进比常规钻进更加困于山坡，设计钻孔深度均为1800m以深，钻孔均为难，主要原因是钻具强度低、钻孔易偏斜、加压方式倾角80。的斜孔。地质要求矿心采取率>80％，围和大小难以合理选择。在大段的含铁石英岩矿层钻岩岩心采取率>60％。现场选用HXY一8型岩心钻进中普遍存在着钻进效率低，钻头寿命短、打滑等问机，金刚石钻头配$75绳索取心钻具及配套绳索绞题。新钻头刚开始机械钻速尚可，时效可达到1．5收稿日期：2010—05—26；修回日期：2010—07—16作者简介：黄建国(1964一)，男(汉族)，内蒙古赤峰人，吉林大

8、学讲师，钻探工程、岩土工程专业，从事钻探技术教学与超硬材料制品研究与生产工作，吉林省长春市亚泰大街4026号，hjg@jlu．edu．cn。74探矿工