新舊工藝對比卵石層地質(zhì)鉆探。
鉆探卵石的工藝。
經(jīng)現場(chǎng)鉆探，鉆入8至9米范圍內鉆機跳動(dòng)劇烈，嚴重漏水。根據核心采集情況，底層為卵石。由于傳統鉆井工藝的核心采集質(zhì)量較差，因此無(wú)法準確判斷該層的特性結構及其工程地質(zhì)條件。因此，試用金剛石鉆進(jìn)入并與植物膠進(jìn)行比較施工。因此，核心采集的質(zhì)量取得了顯著(zhù)的效果。本文通過(guò)新舊工藝的比較，對卵石地層的鉆孔施工過(guò)程進(jìn)行了探討。
1.卵石層的結構特征。
根據填充物的不同，卵石層可分為砂卵石和泥卵石。砂卵石是一種局部架空層，具有較強的滲透性、嚴重的泄漏、堅硬的紋理和復雜的結構。松散和軟硬不均勻，顆粒級不規則，很難取出核心和取樣。傳統的鉆孔只能取出一些大粒度的卵石，細顆粒被沖洗液沖走，因此很難確定其結構和顆粒級配結構之間的關(guān)系。泥漿卵石質(zhì)地堅硬，結構復雜，相對于砂卵石層較輕，但容易出現龜泵現象。同時(shí)，由于鉆具中巖芯的旋轉碰撞和沖洗液的作用，芯效果仍難以保證。
2.如何鉆入卵石層。
2.1常規鉆探方法及特點(diǎn)。
目前，通常采用常規鉆孔方法，如金剛石鉆孔、清水沖洗、管道擴孔和泥漿循環(huán)，以及回轉鉆孔、干鉆、跟管、沖擊和鋼絲鉆頭。
鉆機負荷大孔內事故多、鉆進(jìn)效率低、取芯質(zhì)量差是這些鉆進(jìn)卵石層的缺點(diǎn)。
2.2金剛石鉆具采用植物膠沖洗液鉆進(jìn)的方法和特性。
為了滿(mǎn)足各種硬、脆、碎的地層鉆探的要求，我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一系列具有植物膠沖洗液的單動(dòng)雙管金剛石鉆具鉆孔新技術(shù)。這也是目前在這種層鉆取芯更先進(jìn)的方法。該方法采用植物膠水金剛石作為鉆孔工具。
回轉阻力小、鉆進(jìn)效率高、取芯質(zhì)量好、排沙、巖粉攜帶能力強是這一工藝的主要特點(diǎn)。
3.金剛石鉆具結構的植物膠性能。
3.1鉆入植物膠的性能。
(1)具有減振成膜作用的粘彈減阻。
(2)可提升低固相泥漿沖洗液的黏度，減少失水量，提升泥漿流變性，提升泥漿的穩定性和護壁防坍塌。
(3)在不影響泵吸性能、不增加泵壓的情況下，將植物膠按比例參加純堿后，可以配制高粘度的沖洗液。
(4)具有良好的造漿性能，同時(shí)具有良好的潤滑性能和流動(dòng)性能。
3.2金剛石鉆具結構。
金剛鉆結構為單動(dòng)雙管，分為導正除砂機構、單向閥機構、雙管單動(dòng)機構和內管機構。
4.卵石地層鉆入植物膠沖洗液的比例。
(1)卵石地層的膠粉(與水的重量比)1.5%-3%
5%碳酸鈉(，碳酸鈉5%
(2)泥卵石層(與水的重量比)1%-1.5%。
cmc0.1%-0.2%碳酸鈉5%(與膠干粉相比)
5.工藝工藝。
5.1選擇和使用鉆頭。
Hrc45-55金剛石鉆頭適合鉆入卵石層，或者濃度為100%，根據卵石母巖的相應選擇
5.2鉆入技術(shù)參數。
①鉆孔壓力在卵石地層中鉆孔，鉆孔壓力不應太大，如果鉆桿容易彎曲，鉆桿不穩定，跳躍大，巖芯容易堵塞。影響鉆孔效率，總結現場(chǎng)鉆孔壓力范圍的經(jīng)驗；5-8kn。
②在轉速鉆孔過(guò)程中，轉速會(huì )影響鉆孔效率和取芯質(zhì)量。高速鉆桿繞組越小，鉆桿越穩定，進(jìn)口越快，鉆頭的研磨時(shí)間越短，采芯質(zhì)量越好。高速、參數范圍、500-850r/min應在可能條件下使用。
③泵量影響取芯質(zhì)量的關(guān)鍵因素是泵量的大小。為了減少沖洗液對巖芯的沖刷，提高取芯質(zhì)量，在保持鉆孔的條件下，應盡量選擇小泵量。如果地層相對密集，可以實(shí)時(shí)適當增加泵量。一般來(lái)說(shuō)，可以選擇25-40l/min。
④使用沖洗液鉆進(jìn)，一般0.5mpa左右，因為泥漿5mpa左右，因為泥漿具有粘彈性和減振作用，潤滑性和滑動(dòng)性較好。
5.3鉆進(jìn)操作技術(shù)。
①以不塌孔為原則，開(kāi)孔應下入適當的套管。
②在鉆具下進(jìn)入孔內時(shí)，先用低壓慢速將鉆頭清空至末端。如果孔內阻力大，不能強行打開(kāi)高速，孔內鉆頭阻力不大時(shí)，可轉入正常鉆頭。
③不得隨意更改鉆入參數，也不得提起鉆具，防止巖芯堵塞。
④如果處理無(wú)效，可以在發(fā)現巖芯堵塞時(shí)適當提起鉆具。
⑤砂卵石粒徑小，如果地層松散，取芯困難，應減少泵量。
如果鉆孔速度突然加快，砂卵石鉆入可能是在不改變鉆入參數的情況下鉆入砂層或小粒徑礫石層，但要盡量減少泵量。
⑦為了保證巖芯的采用，好在鉆孔穿孔后鉆入薄砂層和泥漿層，鉆孔前鉆入10cm以上的卵石層。如果砂層較厚，如果一次鉆不磨損，則應停止泵干鉆10cm以上，以防止巖芯脫落。
⑧鉆孔時(shí)應仔細操作，并經(jīng)常觀(guān)察供水系統是否通暢，水泵是否正常運行。防止在孔內沒(méi)有返漿時(shí)斷漿。如果發(fā)現泵的壓力突然增加，應立即提起鉆頭進(jìn)行檢查，以防止燒傷。
在重要孔段鉆取樣品時(shí)，應緩慢起吊，在擰卸鉆桿時(shí)應穩定，防止巖芯脫落，在拆卸時(shí)應拆卸鉆頭，然后輕輕將巖芯倒出。
5.4鉆進(jìn)效果評估。
與常規方法相比，金剛石單動(dòng)雙管鉆具與植物膠沖洗液一起鉆入砂卵石層，有幾個(gè)突出點(diǎn)；
(1)植物膠沖洗液具有良好的流動(dòng)性，具有較強的巖粉攜帶能力，孔底清潔，進(jìn)口快，鉆孔質(zhì)量好。
（2）植物膠沖洗液具有良好的潤滑性能，降低鉆具的旋轉阻力，提高鉆孔效率。減少管道磨損，降低成本，提高鉆井效率，縮短勘探周期。
(3)取芯質(zhì)量好，能保持巖樣原狀結構，能有效、準確地確定地質(zhì)特征。