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地質調查岩心鑽探技術規程


1
範圍 1
規範性引用文件 1
基本規定 1
3.1 鑽孔口徑系列 1
3.2 鑽孔深度 2
3.3 岩石鑽進特性 2
3.4 鑽探方法 4
鑽探工(gōng)程設計 5
4.1 設計的基本要求 5
4.2 設計依據 5
4.3 設計編寫的主要内容與要求 5
鑽探設備的選擇和安裝 9
5.1 鑽探設備的選擇 9
5.2 設備安裝 10
5.3 安裝驗收 11
硬質合金鑽探 12
6.1 硬質合金鑽頭的選擇 12
6.2 硬質合金鑽進技術參數選擇 12
6.3 針狀硬質合金鑽進 13
6.4 硬質合金鑽進注意事項 13
金剛石鑽探 14
7.1 鑽頭、擴孔器磨料的選擇 14
7.2 金剛石鑽頭和擴孔器的選擇 15
7.3 金剛石鑽頭的合理使用 16
7.4 金剛石取心鑽具 17
7.5 金剛石岩心鑽進技術參數 18
7.6 金剛石鑽進操作技術要求 19
金剛石繩索取心鑽探 20
8.1 鑽頭和擴孔器的選擇 20
8.2 繩索取心鑽具 21
8.3 鑽探技術參數 22
8.4 泥漿鑽進操作要求 24
8.5 鑽杆内壁結垢防治措施 24
沖擊回轉鑽探 24
9.1 技術特點和适用條件 24
9.2 液動沖擊器類型 24
9.3 鑽探設備及附屬裝置的選擇 24
9.4 液動沖擊回轉鑽進工(gōng)藝要求 25
10 定向鑽探與定向取心 25
10.1 技術特點和适用條件 25
10.2 初級定向鑽進 26
10.3 受控定向鑽進 26
10.4 糾斜鑽進 27
10.5 岩心定向技術 28
11 空氣反循環取樣鑽探 28
11.1 技術特點和适用條件 28
11.2 設備的選擇與配套 29
11.3 鑽具組合 29
11.4 鑽進工(gōng)藝 30
11.5 空氣介質種類與特性 32
11.6 除塵與消泡 32
11.7 樣品的收集與縮分(fēn) 32
11.8 常見問題的處理方法 33
12 沖洗液 33
12.1 類型和應用地層 33
12.2 沖洗液常用材料和化學處理劑 34
12.3 沖洗液主要性能指标 34
12.4 現場沖洗液的配制與維護 34
12.6 防止繩索取心鑽杆内壁結垢對沖洗液的性能要求 35
12.7 廢漿處理 35
13 護壁和堵漏 35
13.1 不同地層和應力異常帶的護壁措施 35
13.2 套管護壁 36
13.3 堵漏與止湧 37
14 鑽孔軌迹測量 38
14.1 一(yī)般規定 38
14.2 鑽孔軸線軌迹簡便計算方法 39
15 孔内事故的分(fēn)類和預處理 39
15.1 孔内事故分(fēn)類 39
15.2 預防孔内事故的基本要求 39
15.3 處理孔内事故的基本要求 39
15.4 卡、埋、燒鑽事故的預防和處理 40
15.5 鑽具折斷、脫落及跑鑽事故的預防和處理 41
15.6 套管事故的處理 42
15.7 孔内落入工(gōng)具物(wù)件的處理 42
15.8 測井事故的預防和處理 43
15.9 處理事故的安全規定 43
16 鑽探工(gōng)程質量 43
16.1 鑽孔質量要求 43
16.2 保證鑽探工(gōng)程質量的措施 45
17 健康、安全、環保(HSE)管理 46
17.1 健康管理 46
17.2 安全管理 46
17.3 環境保護管理 49
18 生(shēng)産管理 49
18.1 施工(gōng)管理基本規定 49
18.2 管理制度 49
19 鑽探施工(gōng)技術檔案 52
19.1 建立鑽探施工(gōng)技術檔案的基本要求 52
19.2 鑽探工(gōng)程技術檔案基本内容 52
附錄 A (資(zī)料性附錄)沖洗液化學處理劑、試程序和配漿基本 54
A.1 沖洗液化學處理劑 54
A.2 沖洗液主要性能測試 56
A.3 現場配漿、維護的基本計算 57
附錄 B (資(zī)料性附錄)礦區鑽探工(gōng)程施工(gōng)技編寫提綱 59
B.1 前言 59
B.2 礦區概述 59
B.3 主要鑽探設備配套及現場布置 59
B.4 鑽探工(gōng)藝方法 59
B.5 護壁與堵漏 59
B.6 鑽探工(gōng)程質量及保證措施 59
B.7 科學試驗與技術創新 60
B.8 生(shēng)産組織及生(shēng)産技術管理 60
B.9 主要經濟技術指标完成情況 60


 
 

 
 
本規程是根據GB/T 13908—2002《固體(tǐ)礦産地質勘查規範總則》及 DZ/T 0078—93《固體(tǐ)礦産勘查原始地質編錄規定》,參考礦區鑽探、坑探、化探、采樣、水文地質、工(gōng)程地質、環境地質、勘查工(gōng)程測量等有關規範、規定,結合地質勘查單位工(gōng)作經驗編寫而成。
本規程包括了岩心鑽探工(gōng)程設計的編制、鑽探方法和設備選擇、通用的工(gōng)藝方法、沖洗介質及施工(gōng)守則、鑽孔質量保證、鑽探施工(gōng)的人身健康、安全、環境保護和生(shēng)産管理等方面的内容,是不同領域岩心鑽探工(gōng)程及各種專項鑽探工(gōng)藝技術方法的基礎性規程。
本規程總結了我(wǒ)國岩心鑽探長期實踐的豐富經驗并汲取了大(dà)量技術成果,是地質岩心鑽探工(gōng)程設計、施工(gōng)、管理、檢查驗收等各項工(gōng)作的重要依據和準則。對于不同的勘查對象、勘查階段、勘查目的而有所變更的一(yī)些特殊要求和技術指标,應符合相關的規程、規範或通過協議、合同做出明确規定。
本規程由中(zhōng)國地質調查局提出。本規程由中(zhōng)國地質調查局歸口。
本規程起草單位:中(zhōng)國地質科學院勘探技術研究所
本規程主要起草人:王達、趙國隆、肖亞民、陳星慶、湯松然、孫建華、張林霞、劉秀美、戴智長。
本規程由中(zhōng)國地質調查局負責解釋。

 

地質調查岩心鑽探技術規程

 

範圍

 
本規程規定了鑽探施工(gōng)過程所有工(gōng)序的技術要求及相關管理規定。
規程中(zhōng)對“岩心”的界定是廣義的,指能采集到的各類岩石樣品,即除圓柱狀的岩心外(wài),也包括各種岩塊、岩樣、岩屑,故各種反循環連續取心也視爲岩心鑽探的範圍。
本規程主要适用于地質岩心鑽探,工(gōng)程勘察、工(gōng)程施工(gōng)、水文水井鑽探和油氣井鑽探的小(xiǎo)口徑鑽孔施工(gōng),可參照本規程。
規程适用于孔深 3000m 以内的鑽孔施工(gōng)。
 
 

規範性引用文件

 
下(xià)列文件中(zhōng)的條款通過本标準的引用而成爲本标準的條款。凡是注日期的引用文件,其随後所有的修改單(不包括勘誤的内容)或修訂版均不适用于本标準,然而,鼓勵根據本标準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标準。
GB 6722 爆破安全規程
GB 15848 鈾礦地質勘查輻射防護和環境保護規定
GB 50194 建設工(gōng)程施工(gōng)現場供用電安全規範
GB/T 3787 手持式電動工(gōng)具的管理、使用、檢查和維修安全技術規程
GB/T 5005 鑽井液材料規範
GB/T 9151 鑽探工(gōng)程名詞術語
GB/T 16950 金剛石岩心鑽探鑽具設備
GB/T 16951 金剛石繩索取心鑽探鑽具設備
GB/T 18376.2 硬質合金牌号 第二部分(fēn):地質、礦山工(gōng)具用硬質合金牌号AQ 2004 地質勘探安全規程
DZ/T 0032 地質勘查鑽探岩礦心管理通則
DZ/T 0053 液動沖擊回轉鑽探技術規程
DZ/T 0054 定向鑽進技術規範
DZ/T 0078 固體(tǐ)礦産勘查 原始地質編錄規定DZ/T 0088 地質鑽探用鑽塔系列
 
 

基本規定

 
 

3.1 鑽孔口徑系列

 
地質岩心鑽探口徑系列是鑽探工(gōng)程最基礎的規定,依照國際通用的标準采用R、E、A、B、N、

H、P、S 作爲代号,規格代号及對應的公稱口徑見表 1。
 
 1 規格代号及對應的稱口徑 單位爲毫米
規格代号 R E A B N H P S
公稱口徑 30 38 48 60 76 96 122 150
 
公稱口徑隻代表理論鑽孔口徑尺寸,以便于統一(yī)鑽具的規格系列,實際的鑽頭、擴孔器外(wài)徑尺寸可根據不同的鑽進方法和地層情況在合理範圍内确定。
 

3.2 鑽孔深度

 
不同的應用領域鑽孔深度的劃分(fēn)标準不同,地質岩心鑽探鑽孔深度劃分(fēn)見表 2。本表僅适用于地表地質鑽孔深度劃分(fēn),不适用于坑道内鑽孔、工(gōng)程地質鑽孔、油氣鑽孔、水文地質及地熱鑽孔等的深度劃分(fēn)。
 
 2 地質岩心孔深度分(fēn)級 單位爲米
鑽孔稱謂 淺孔 中(zhōng)深孔 深孔 特深孔
深度範圍 <300 300~1000 1000~3000 >3000
 
 

3.3 岩石鑽進特性

 
3.3.1 岩石可鑽性
GB/T 9151 中(zhōng)規定,地質岩心鑽探岩石可鑽性是岩石被碎岩工(gōng)具鑽碎的難易程度,即岩石的抗鑽性能,與岩石的強度、硬度、彈塑性、研磨性和結構特征相關。
地質岩心鑽探岩石可鑽性分(fēn)級采用綜合分(fēn)級法,是以岩石物(wù)理力學性質和岩石局部抗機械破碎能力作爲統一(yī)定級的基礎,主要以岩石壓入硬度爲主,分(fēn)爲 12 個級别,見表 3。

 3 岩心鑽探岩石可性分(fēn)級

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
測定岩石可鑽性的方法還有微鑽法、破碎比功法、切槽法等,其指标也可作爲确定岩石可鑽性級别的參考。

3.3.2 岩石研磨性

岩石研磨性是岩石對碎岩工(gōng)具的磨損能力。
岩石研磨性按标準鋼杆研磨法分(fēn)爲三類八等;按标準金剛石杆研磨法分(fēn)爲三類四等,見表 4。

表 4 岩石研磨性分(fēn)類

 
 
研磨性分(fēn)類
 
岩石研磨性測試方法
 
按鋼杆研磨法
 
按金剛石杆研磨法
 
研磨性等級
研磨性指标
mg
 
研磨性等級
研磨性指标
mg
 
弱研磨性
1 <5  
1
 
≤1.0
2 5~10
 
中(zhōng)等研磨性
3 10~18  
2
 
1.1~2.5
 
4
 
18~30
 
3
 
2.6~5.0
5 30~45
 
強研磨性
6 45~60  
4
 
>5.0
7 60~90
8 >90
 
3.3.3 岩石完整程度
岩石完整程度分(fēn)爲完整、較完整、破碎三類。
 

3.4 鑽探方法

 
3.4.1 鑽探方法的主要類型
按機械碎岩方式分(fēn)有回轉鑽探、沖擊鑽探、沖擊回轉鑽探等;按碎岩工(gōng)具或磨料分(fēn)有鋼粒鑽探、硬質合金鑽探、金剛石鑽探、複合片鑽探、牙輪鑽頭鑽探等;按獲取岩心的方式分(fēn)有提鑽取心、繩索取心、反循環連續取心取樣等;按沖洗液類型分(fēn)有清水鑽探、泥漿鑽探、空氣鑽探等;按沖洗液循環方式分(fēn)有正循環鑽探、反循環鑽探、孔底局部反循環鑽探等。此外(wài)還有一(yī)些特殊的方法,如井底動力驅動鑽探、定向鑽探等,也可以是上述方法的組合。
地質岩心鑽探采用的主要鑽探方法有硬質合金鑽探、金剛石鑽探(含繩索取心鑽探)、複合片鑽探、沖擊回轉鑽探、定向鑽探、反循環取心取樣鑽探等。

3.4.2 确定鑽探方法的基本原則

a) 應滿足地質要求和任務書(合同)确定的施工(gōng)目的;
b) 在适應鑽進地層特點的基礎上,優先采用先進的鑽探方法;
c) 以高效、低耗、安全、環保爲目标,保證鑽探質量、降低勞動強度,争取好的經濟和社會效益;
d) 适應施工(gōng)區的自然地理條件。

3.4.3 鑽探方法的選擇

針對主要岩層特點,依據岩石硬度、研磨性及完整程度,結合口徑、鑽孔深度等,選定鑽探方法。6 級以下(xià)岩石可選用硬質合金鑽進方法,7 級以上岩石應以金剛石鑽進方法爲主,金剛石複合片及聚晶金剛石鑽進适用于 4~7 級、部分(fēn) 8 級岩石;中(zhōng)深孔、深孔鑽探爲減少提鑽次數,宜采用繩索取心鑽進方法;堅硬緻密打滑岩層宜采用沖擊回轉鑽進方法;治理孔斜及施工(gōng)定向孔、多分(fēn)支孔宜采用定向鑽進方法;在堅硬破碎、易于坍塌、漏失複雜地層鑽進時,推薦采用空氣反循環連續取心
(樣)鑽進方法。

鑽進方法的選擇見表 5。
 

表 5 鑽進方法的選擇

岩石特性 岩石硬度 中(zhōng)硬 堅硬
岩石可鑽性級别 1~3 4~6 7~9 10~12
岩石研磨性 中(zhōng) 中(zhōng) 中(zhōng)
鑽 進 方 法 硬質合金鑽進            
表鑲金剛石鑽進            
孕鑲金剛石鑽進      
沖擊回轉硬質合金鑽進            
沖擊回轉金剛石鑽進        
聚晶、複合片鑽進          
空氣潛孔錘鑽進      
 
3.4.4 鑽探工(gōng)程主要工(gōng)序
鑽孔的施工(gōng)過程,包括定孔位→平整場地與修築地基→安裝鑽探設備及附屬設備→臨時設施建造→安裝驗收→開(kāi)孔前的準備工(gōng)作→開(kāi)孔及下(xià)孔口管→換徑→鑽進→岩礦心整理和保管→其他工(gōng)作
(下(xià)套管、校正孔深、簡易水文觀測、鑽孔彎曲測量)→終孔起拔套管→封孔→廢漿處理和場地環境恢複→鑽孔驗收→拆遷。
 
 

鑽探工(gōng)程設計

 
 

4.1 設計的基本要求

 
a) 每項鑽探工(gōng)程施工(gōng)前應進行工(gōng)程設計,未經審批不得施工(gōng);
b) 一(yī)個礦區若施工(gōng)多個鑽孔,整個礦區的鑽探工(gōng)程應有總體(tǐ)施工(gōng)設計,并選擇有代表性的鑽孔進行設計,孔深 600m 以上或地層變化較大(dà),應進行單孔施工(gōng)設計。
 

4.2 設計依據

 
a) 項目的地質設計;
b) 鑽探工(gōng)程的技術要求;
c) 有關的規程、規範和标準; d)合同或協議。
 

4.3 設計編寫的主要内容與要求

 
4.3.1 前言
說明項目名稱、工(gōng)作性質、目的任務、工(gōng)程期限及施工(gōng)要求等。

4.3.2 施工(gōng)礦區的基本情況

4.3.2.1 礦區地理、交通位置、礦産種類、地形地貌、當地氣候等。
4.3.2.2 礦區及礦體(tǐ)簡要地質特征;岩礦層的劃分(fēn)、産狀;水文地質情況;地層構造、斷裂、破碎

情況等。
4.3.2.3 施工(gōng)礦區岩石的主要物(wù)理機械性質及可鑽性分(fēn)類,包括影響鑽探施工(gōng)的主要地質因素、岩石種類、主要礦物(wù)成分(fēn)及結構、岩層傾角、軟硬程度、可鑽性、研磨性、節理裂隙發育程度、破碎程度及其他可能給鑽進帶來的影響等。

4.3.3 鑽孔及鑽探工(gōng)作量

4.3.3.1 按勘探線及礦段,說明工(gōng)程間距、鑽孔布置情況及施工(gōng)順序(可附圖)。
4.3.3.2 按鑽孔性質(勘探孔、普查孔、水文孔) 列表說明各類鑽孔數及工(gōng)作量,見表 6。
4.3.3.3 列出鑽孔設計孔深、開(kāi)孔角度、穿礦口徑、平均岩石可鑽性級别見表 7。
 

 6 礦區鑽孔設計工(gōng)量彙總表

礦區名稱:
 
 
設計孔深m
普查孔 勘探孔 水文孔 …… 合計
 
鑽孔數
 
工(gōng)作量
 
鑽孔數
 
工(gōng)作量
 
鑽孔數
 
工(gōng)作量
 
鑽孔數
 
工(gōng)作量
鑽孔數 工(gōng)作量
m m m m m
0~100                    
101~300                    
301~600                    
601~1000                    
……                    
……                    
合計                    
 
 7 鑽孔設計一(yī)覽表
礦區名稱:
 
序号
 
孔号
設計孔深m 設計角度 ° 穿礦口徑mm 平均岩石可鑽性級别  
備注
傾角 方位角
1 2 3 4 5 6 7 8
  說 明
1. 備注欄内注明對鑽孔的特殊要求,如電測、專門水文試驗工(gōng)作等;
2. 平均岩石級别計算公式
各級岩石級别與岩層厚度乘積之和  平均岩石級别 = ─────────────────
各類岩層厚度的和
 
4.3.4 鑽探技術設計
單孔設計時,推薦以下(xià)方法。

4.3.4.1 鑽進方法和鑽具組合


a) 按口徑分(fēn)段确定鑽進方法并說明依據;
b) 确定鑽頭類型、鑽具組合及鑽進技術參數;
c) 制定分(fēn)層鑽進技術要求和措施。

4.3.4.2 鑽孔結構設計

a) 根據地質設計要求确定相應的穿礦口徑和終孔直徑;
b) 根據地層條件、鑽孔設計深度、鑽進方法、護壁措施及設備能力等因素,合理确定開(kāi)孔直徑、換徑次數及其深度,闡明選擇鑽孔結構的依據;
c) 确定套管的規格、數量、下(xià)入深度和程序;
d) 編制施工(gōng)設計指示書,同圖對照繪制地質柱狀圖和鑽孔結構設計圖見表 8。

 

 8 鑽孔施工(gōng)設計指

 
礦區名稱:
孔 号:
 
 
 
序号
地質情況 鑽探工(gōng)程設計
 
 
累計孔深m
 
 
岩層厚度m
 
 
岩石名稱
 
 
地層與岩性描述
 
 
地 質柱狀圖
 
 
鑽 孔結構圖
 
岩石可鑽性級别
 
 
 
鑽進方法
主要鑽進參數  
 
 
沖洗液
主要質量指标  
 
 
主要技術措施
 
 
轉速r/min
 
鑽壓kN
 
 
泵量L/min
岩礦心采取率
 
頂角
°
 
方位角
°
 
 
1
                               
 
2
                               
 
 
3
                               
 
 
 
8

4.3.4.3 沖洗液類型與制定護壁堵漏措施選擇

a) 不同地層選用的沖洗液類型及性能,說明選擇依據;
b) 沖洗液的配制、性能調整的方法,黏土、處理劑及潤滑劑的用量計劃;
c) 護壁堵漏措施;
d) 沖洗液循環和固控系統的布置。

4.3.4.4 鑽探設備選擇

根據地層條件、鑽孔深度、終孔直徑、鑽進方法确定鑽探設備類型,包括鑽機、泥漿泵、動力機、鑽塔及擰管機、泥漿攪拌機、照明發電機的規格及數量,注明主要設備的性能參數。

4.3.4.5 新技術應用

采用受控定向鑽進和空氣反循環取樣鑽進時需制定專門的設計和技術措施。

4.3.5 供水設計

根據當地水源條件以及施工(gōng)用水量、鑽孔标高、鑽孔布置情況,确定供水方法、供水設備、蓄水池位置、供水線路、水管規格及數量。

4.3.6 供電設計

采用電力驅動時,計算發電機和電纜容量、數量,确定發電機安設位置和線路方案。

4.3.7 鑽孔質量要求及保證措施

4.3.7.1 工(gōng)程質量指标
根據地質設計确定鑽孔六項質量指标的具體(tǐ)要求。

4.3.7.2 質量保證措施

a) 取心方法,取心工(gōng)具的配備、使用及操作;
b) 測斜儀器選擇,易斜地層的防斜、糾斜措施;
c) 封孔設計,包括封填孔段、架橋或封孔材料及灌注方法、檢驗方法等;
d) 保證質量的具體(tǐ)技術措施,薄弱環節技術攻關方案。

4.3.8 孔内事故預防及處理措施

根據礦區以往工(gōng)作經驗,對主要孔内事故提出預防與處理措施。

4.3.9 安全技術措施

防寒、防火(huǒ)、防洪、防滑坡等災害及鑽探安全技術要求和措施。

4.3.10 成本預算與鑽探施工(gōng)安排

4.3.10.1 根據岩石可鑽性、定額、鑽進方法及岩層複雜程度計算台時、确定全礦區年平均
台月效率、鑽機開(kāi)動數等,做出成本預算。
4.3.10.2 根據平均鑽機開(kāi)動數及設計工(gōng)作量,按礦區工(gōng)期要求,分(fēn)季度安排每個機台的全年鑽探施工(gōng)進度。

4.3.11 施工(gōng)組織與管理措施

針對特定的工(gōng)程,确定施工(gōng)組織,制定具體(tǐ)管理措施。
 
 

鑽探設備的選擇和安裝

 
 

5.1 鑽探設備的選擇

 
5.1.1 岩心鑽機的選擇
5.1.1.1 按照鑽探的目的,應滿足工(gōng)程的各項要求。
5.1.1.2 具有按選定的鑽探工(gōng)藝施工(gōng)的能力,适應可能出現的鑽探方法的變換。

5.1.1.3 依據施工(gōng)區域的地形地貌、道路、水源、電力供應、氣候等條件選擇适用設備。
5.1.1.4 優先選用技術性能先進、易于維修及經濟效益好的鑽機。

5.1.2 泥漿泵的選擇

根據鑽探方法、鑽機類型、鑽孔結構及鑽探工(gōng)藝要求選擇泥漿泵。

5.1.3 動力機的選擇

動力機的功率及型号應依照鑽機、泥漿泵及附屬設備等說明書中(zhōng)的要求配置。
優先采用電驅動;缺電地區可建立發電站集中(zhōng)供電或用發電機組單機供電;供電十分(fēn)困難的邊遠偏僻地區,可使用柴油機驅動。高海拔地區,應适當增加柴油機功率。

5.1.4 鑽塔的選擇

依照 DZ/T 0088 的規定,根據不同的鑽孔深度、鑽機型式及鑽孔傾角選擇三角塔、A 字塔、四腳鑽塔。除整體(tǐ)式鑽探機組和配有桅杆式鑽架鑽機外(wài),散裝鑽機施工(gōng) 100m 左右的淺孔推薦使用 9m 以内的三角塔;300m~600m 的鑽孔推薦采用 13m~18m 鑽塔;1000m 以上鑽孔可采用 18m~23m 或更大(dà)型的鑽塔。斜孔應選用直斜兩用鑽塔或 A 字塔。

5.1.5 附屬設備的選擇

根據選擇的鑽機和鑽具,選配擰管機、泥漿攪拌機、泥漿固控設備、活動工(gōng)作台、小(xiǎo)型發電照明設備等。

5.1.6 儀表的選擇

岩心鑽探設備應配有孔底壓力指示表、泵壓表,推薦配備扭矩表、轉速表、沖洗液流量表或鑽孔多參數儀,電力驅動應有電壓表、電流表和功率表。
 

5.2 設備安裝

 
5.2.1 平整場地
5.2.1.1 根據地質設計和選用的設備類型平整場地。場地面積要滿足施工(gōng)需要,不占或少占
用農田。在滿足設備布置擺放(fàng)的前提下(xià)減少修築工(gōng)作量。強風地區應避開(kāi)當地季風風向直吹場房的側面。
5.2.1.2 在傾斜地面平整場地時要做到以下(xià)各點:
a) 當靠山坡一(yī)面是堅硬穩固的岩石時,坡度可保持在 60°~80°,若爲松散岩石、土層應不大(dà)于 45°。應排除坡面活石,必要時在場地上方挖積石排水溝;
b) 填方的面積不得超過場地面積的 1/4,填方部分(fēn)應采取措施防止坍塌和溜方。孔深超過 600m 及土層松散、地形坡度大(dà)于 30°時,塔基不允許安裝在填方部位;
c) 在懸崖下(xià)修築場地,要除掉崖上活石;
d) 注意可能發生(shēng)的洪水、泥石流、崩塌、滑坡等自然災害,避開(kāi)洩水區或修築堅固的防洪壩。河灘、溝谷施工(gōng)注意場地縱長方向應與水流方向一(yī)緻;
e) 爆破作業時應遵守 GB 6722 的規定。

5.2.2 修築地基

場地松軟需要增加抗壓強度時,應修築地基。地基應水平,主要受力部位承載能力無顯著差别,否則應加固。常見的地基形式有:
a) 淺槽:在基台枕鋪設部位,挖掘淺槽,墊入碎石、黏土夯實後置入基台枕;
卧枕局部加固:在設備重要着力點,如塔腿、鑽機等部位,埋放(fàng)卧枕承載基台;
b) 豎樁地基:用于松軟、填方場地,在鋪設基台枕的部位夯入豎樁,上鋪基台枕并用螺栓牢固連接;
c) 深孔或土層松軟場地,鑽塔基礎應采用混凝土地基;
d) 在坡地修築地基可采用樁柱結構鋼筋混凝土地基。

5.2.3 機台的安裝

5.2.3.1 除整體(tǐ)車(chē)裝、履帶裝鑽機外(wài),鑽探設備應固定在連成一(yī)體(tǐ)的基台上。基台由型鋼地
梁組成,通常分(fēn)作上下(xià)兩層,用螺栓固定,鋼質基座的主要着力點下(xià)應墊放(fàng)木闆或枕木。
5.2.3.2 基台長度應比鑽塔底盤長出 200mm~500mm,連接型鋼的螺栓不得小(xiǎo)于φ16mm,并加防松墊片。連接後的整體(tǐ)基台要規方,并用水平儀校正。

5.2.4 鑽塔的安裝、拆卸

5.2.4.1 安裝、拆卸鑽塔應在安裝隊長或機長的指揮下(xià)進行。工(gōng)作人員(yuán)應嚴格遵守高空作業
安全守則。
5.2.4.2 鑽塔安裝前應嚴格檢查鑽塔構件、工(gōng)具、繩索、挑杆的可靠性。
5.2.4.3 安裝鑽塔自下(xià)而上進行,安裝的連接件應裝全、裝牢并保證鑽塔穩固、周正。安裝
結束後應進行檢查、調整。
5.2.4.4 拆卸鑽塔應自上而下(xià)進行,不準許先拆下(xià)部構件或者同時拆卸上下(xià)部構件。
5.2.4.5 夜間或遇五級以上強風、雷雨、大(dà)雪、濃霧天氣,不允許進行鑽塔安、拆作業。冬
季施工(gōng)注意清除冰霜。
5.2.4.6 安裝 A 字塔采用整體(tǐ)法。使用絞車(chē)或人力起落時,塔腿應架起一(yī)定高度,塔頂先拴好繃繩,檢查塔腳銷軸是否靈活可靠;采用液壓起落鑽塔或桅杆時,起落前應檢查液壓系統是否穩定。起落後,液壓系統應鎖定。鑽塔起落範圍内不準有人,注意觀察繃繩調整方向。

5.2.5 機械設備的安裝

5.2.5.1 鑽機安裝應周正、水平、穩固。車(chē)裝鑽機支腿要墊實;立軸式鑽機要求鑽塔天車(chē)、
回轉器軸線和鑽孔中(zhōng)心處于同一(yī)直線。
5.2.5.2 泥漿泵應用螺栓固定在基台上。

5.2.6 附屬設施及安全防護設備的安裝

5.2.6.1 應根據當地氣候條件選擇場房類型,場房内鋪設厚度要大(dà)于 40mm 木質地闆,塔上
台闆厚度要大(dà)于 50mm。
5.2.6.2 座式天車(chē)要有安全擋闆,吊式天車(chē)要裝安全保險繩。
5.2.6.3 有皮帶傳動的部位要安設防護罩,鑽塔要包挂塔衣并與塔架連接牢靠,采用
φ12.5mm 以上鋼繩作鑽塔繃繩,塔高 18m 以下(xià)的設四根,23m 及以上的設八根,各繩張力應均衡,位置對稱,與水平面夾角要小(xiǎo)于 45°。
5.2.6.4 活動工(gōng)作台應安裝牢靠,并有可靠的制動、防墜裝置。用 φ9mm~φ10mm 的鋼絲繩
作平衡繩和導滑繩。平衡重砣接近地面部位應設有圍欄。活動工(gōng)作台圍欄高度爲 1.2m,底盤周圍的護闆高度應在 150mm 以上。

5.2.7 鑽探設備的拆卸與搬運

5.2.7.1 設備拆卸時不允許猛力敲打。作好拆下(xià)零部件的保存工(gōng)作,防止氣孔、油孔、油路
被污物(wù)堵塞。
5.2.7.2 不允許向山下(xià)抛擲和滾放(fàng)構件、器材、工(gōng)具。汽車(chē)運輸器材要放(fàng)穩捆牢,裝卸時要有足夠強度的搭闆、跳闆。人力搬運應有專人指揮,注意轉彎坡道處的安全。
5.2.7.3 地形平緩,鑽孔距離(lí)較近,可采用整體(tǐ)或半整體(tǐ)遷運,必要時應有拖拉機在兩側用鋼繩控制鑽塔直立前行,行進中(zhōng)密切注意地形、高壓線等影響。
 

5.3  安裝驗收

 
設備安裝完成後,應調試、維護和試運轉。經安全、設備、生(shēng)産、技術、地質等部門驗收合格方可正式開(kāi)鑽。

硬質合金鑽探

 
 

6.1 硬質合金鑽頭的選擇

 
6.1.1 根據岩石類别選用 GB/T 18376.2 中(zhōng)推薦的 G5~G50 類硬質合金,根據鑽頭直徑、地層特性等選擇鑽頭用硬質合金的型号、規格、數量、鑲焊角度和切削具出刃量。一(yī)般軟岩用直角薄片或方柱狀合金;中(zhōng)硬岩用不同規格的八角柱狀合金。硬質合金鑲嵌的技術參數見表9、表 10 及表 11。
 
 9 硬質合金鑲數量 單位爲顆
鑽孔口徑 N H P S
岩石可鑽性級别 1~4 6~8 8~10 8~10 10~12
4~6 8~10 9~12 10~14 14~16
卵礫石層 9~12 12~14 14~16 16~18
 

 10 硬質合金鑲嵌(切削角)及刃尖角

岩 性 鑲嵌角 刃尖角
1~4 級均質岩石 70°~75° 45°~50°
4~6 級均質岩石 75°~80° 50°~60°
7 級均質岩石 80°~85° 60°~70°
7 級非均質裂隙岩層 90°~-15° 80°~90°
 
 11 硬質合金鑽頭切刃規格 單位爲毫米
岩 石 内出刃 外(wài)出刃 底出刃
松軟,塑性,弱研磨性岩石 2~2.5 2.5~3 3~5
中(zhōng)硬、強研磨性岩石 1.0~1.5 1.5~2 2~3
 
6.1.2 膠結性的砂岩、黏土、亞黏土、泥岩以及風化岩層、遇水膨脹或縮徑地層宜選用肋骨鑽頭或刮刀式鑽頭;3~5 級中(zhōng)、弱研磨性地層,鐵質、鈣質岩層、大(dà)理岩等宜用直角薄片式鑽頭或單雙粒品字型鑽頭;研磨性強、非均質較破碎、稍硬岩層,如石灰岩等用犁式密集鑽頭或負前角斜鑲鑽頭;軟硬不均、破碎及研磨性強的岩層,如礫岩等宜用大(dà)八角鑽頭;砂岩、礫岩等也可用針狀合金鑽頭。
 

6.2 硬質合金鑽進技術參數選擇

 
應根據岩石性質、鑽頭結構、設備條件和質量要求等因素合理确定鑽探技術參數。

6.2.1 鑽壓

取心硬質合金鑽頭以鑲嵌合金型号、數量确定鑽壓值,一(yī)般取 0.5kN/顆~1kN/顆。中(zhōng)

硬完整岩層取較大(dà)值,較軟及破碎岩層選用較小(xiǎo)值,選取範圍見表 12。刮刀鑽頭鑽壓可稍大(dà)。

6.2.2 轉速

線速度以 0.5m/s~2m/s 爲宜,針對不同口徑和岩層硬度以及産狀的差異,選用不同轉速見表 12。中(zhōng)硬、完整、緻密岩層可選較大(dà)值,較軟破碎岩層選小(xiǎo)值。

6.2.3 泵量

應滿足沖洗液上返速度的要求,一(yī)般以 0.2m/s~0.6m/s 爲宜,不同口徑的泵量見表 12。鑽速快、岩屑顆粒大(dà)的選大(dà)值,反之可減小(xiǎo)泵量。
 

 12 硬質合金鑽進技參數

 
鑽進參數
 
單 位
鑽 孔 口 徑
N H P S
鑽 壓 kN 5~7 6~8 8~11 9~12
轉 速 r/min 100~500 70~400 50~300 30~200
泵 量 L/min 50~120 60~150 80~180 100~200
 

6.3 針狀硬質合金鑽進

 
6.3.1 針狀硬質合金适用于 4~7 級岩石中(zhōng)鑽進。
6.3.2 針狀硬質合金胎塊弧度應與鑽頭鋼體(tǐ)弧度一(yī)緻,厚度與鑽頭鋼體(tǐ)壁厚相适應,鑽頭内
外(wài)出刃各爲 1mm~1.5mm,底出刃不得大(dà)于胎體(tǐ)長度的 1/2,一(yī)般爲 10mm~12mm,鑽頭體(tǐ)上鑲焊的針狀合金胎塊數量,N 級以下(xià)鑽頭爲 4~5 塊,H、P 級鑽頭爲 6~8 塊,大(dà)口徑鑽頭應适當增加,胎體(tǐ)的鑲焊間距一(yī)般爲 40mm~50mm。
6.3.3 鑽頭體(tǐ)内、外(wài)側的胎體(tǐ)之間應補鑲 5mm×5mm×10mm 硬質合金塊。
6.3.4 針狀硬質合金鑽進技術參數見表 13。
 

 13 針狀硬質合金進技術參數

 
鑽頭名稱
 
岩石可鑽性級别
壓力
kN
轉速
r/min
泵量
L/min
四齒針狀 5~6 6~8 150~300 80~130
六齒針狀 6 9~12 100~200 80~120
四齒肋骨針狀 4~6 6~8 100~250 100~130
 

6.4 硬質合金鑽進注意事項

 
6.4.1 取心硬質合金鑽頭的規格要符合設計要求。鑽頭上的合金應鑲嵌牢固,不允許用金屬錘直接敲擊合金,超出外(wài)出刃的焊料應予清除,出刃要一(yī)緻。鑽頭切削具磨鈍、崩刃、水口減小(xiǎo)時,應進行修磨。
6.4.2 新鑽頭下(xià)孔時應在距孔底 0.5m~1m 以上慢(màn)轉掃孔到底,逐漸調整到正常鑽進參數。
6.4.3 孔内脫落岩心或殘留岩心在 0.5m 以上時,應用舊鑽頭處理。

6.4.4 下(xià)鑽中(zhōng)途遇阻,不要猛蹾,可用自由鉗扭動鑽杆或開(kāi)車(chē)試掃。
6.4.5 擰卸鑽頭時,嚴防鉗牙咬傷硬質合金、合金胎塊,或夾扁鑽頭體(tǐ)。卸扣時不準用大(dà)錘
敲擊鑽頭。
6.4.6 鑽進中(zhōng)不得無故提動鑽具,要保持壓力均勻,不允許随意增大(dà)鑽壓。倒杆後開(kāi)車(chē)時, 應降低鑽壓。發現孔内有異常如糊鑽、憋泵或岩心堵塞時,處理無效應立即提鑽。
6.4.7 取心時要選擇合适的卡料或卡簧。投入卡料後應沖孔一(yī)段時間,待卡料到達鑽頭部位後再開(kāi)車(chē),采心時,不應頻繁提動鑽具。當采用幹鑽取心時,幹鑽時間不得超過 2min。
6.4.8 經常保持孔内清潔。孔底有硬質合金碎片時,應撈淨或磨滅。
6.4.9 使用肋骨鑽頭或刮刀鑽頭鑽進時,應及時掃孔修孔。
6.4.10 合理掌握回次進尺長度,每次提鑽後,應檢查鑽頭磨損情況,調整下(xià)一(yī)回次的技術
參數。
6.4.11 在水溶性或松軟礦層鑽進取心,應采用單動雙管鑽具,并限制回次進尺長度。
 
 

金剛石鑽探

 
 

7.1 鑽頭、擴孔器磨料的選擇

 
7.1.1 金剛石分(fēn)級标準
7.1.1.1 天然金剛石品級分(fēn)類見表 14。
 

 14 天然金剛石品級分(fēn)

級 别 代号 特 征 用  途
特級
(AAA)
TT 具天然晶體(tǐ)或渾圓體(tǐ),光亮,質純,無斑點及包裹體(tǐ),無裂紋,
顔色不一(yī),十二面體(tǐ)含量達 35%~90%,八面體(tǐ)含量達 65%~10%
鑽進特硬地層。制造繩
索取心鑽頭
 
優質級
(AA)
 
TY
晶體(tǐ)規則完整,較渾圓,十二面體(tǐ)達 15%~20%,八面體(tǐ)含量達
80%~85%,每個晶粒應不少于 4~6 個良好的尖刃,顔色不一(yī), 無裂紋,無包裹體(tǐ)
 
鑽進堅硬和硬地層。制造繩索取心鑽頭
 
标準級
(A)
 
TB
晶粒較規則完整,八面體(tǐ)完整晶粒達 90%~95%,每個晶粒應不少于 4 個良好尖刃,由光亮透明到暗淡無光澤,可略有斑點及
包裹體(tǐ)
 
鑽進硬和中(zhōng)硬地層
低品級
(C)
TD 八面體(tǐ)完整晶粒達 30%~40%,允許有部分(fēn)斑點及包裹體(tǐ),顔
色爲淡黃至暗灰色,或經過渾圓化處理的金剛石
 
鑽進中(zhōng)硬地層
 
等外(wài)級
TX 細小(xiǎo)完整晶粒,或呈團塊狀的顆粒 擇優後用于制造孕鑲鑽頭
TS 碎片,連晶砸碎使用,無晶形
 
7.1.1.2 人造金剛石單顆粒抗壓強度分(fēn)級标準見表 15。

 

 15 人造金剛石單顆粒壓強度分(fēn)級标準 單位爲牛

品種系列 目 數
80/100 70/80 60/80 60/70 50/60 45/50 40/50 40/45 35/40
MBD6 49.98 58.80 64.68 69.58 83.32 97.02      
MBD8 66.64 78.40 85.26 92.12 108.78        
MBD12 99.96 117.6 128.38 139.16 158.76        
SMD     98.00 105.84 125.44 147.98 161.70 174.44 205.80
SMD25     116.2 126.42 148.96 176.40 192.08 207.76 246.00
SMD30     140.14 151.99 179.34 210.70 230.30 248.92  
SMD40     163.66 177.38 208.74 245.98      
 
7.1.2 表鑲金剛石鑽頭、擴孔器磨料
7.1.2.1 可選用特級、優質級、标準級和低品級的天然金剛石作磨料。特級用于特堅硬岩層,
優質級用于堅硬岩層,标準級、低品級和等外(wài)級用于硬和中(zhōng)硬岩層。
7.1.2.2 按所鑽岩層性質,合理選擇金剛石粒度。表鑲鑽頭采用的天然金剛石粒度範圍是10 粒/ct~100 粒/ct。最常用的是 25 粒/ct~60 粒/ct。
7.1.2.3 擴孔器用金剛石粒度比鑽頭用稍大(dà)些,常用的是 15 粒/ct~30 粒/ct。

7.1.3 孕鑲金剛石鑽頭、擴孔器磨料

7.1.3.1 應采用經過挑選和加工(gōng)處理的低品級和等外(wài)級天然金剛石作爲孕鑲鑽頭磨料,粒度
爲 15 粒/ct~400 粒/ct 或更細。人造金剛石孕鑲鑽頭磨料粒度多爲 40 目、60 目、80 目和100 目,堅硬緻密岩層應選用細粒度金剛石或不同粒度混合的孕鑲磨料。
7.1.3.2 孕鑲擴孔器可采用與孕鑲鑽頭相同粒度的金剛石。

7.1.4 其他規定

人造金剛石的分(fēn)類及技術條件、聚晶金剛石燒結體(tǐ)的型号及技術要求、人造金剛石複合片的規格和磨耗比應符合相關産品标準的規定。
 

7.2 金剛石鑽頭和擴孔器的選擇

 
7.2.1 金剛石鑽進适用于中(zhōng)硬以上岩層。一(yī)般聚晶金剛石、金剛石複合片(PDC)、燒結體(tǐ)鑽頭适用于 3~7 級岩層,單晶孕鑲金剛石鑽頭适用于 5~12 級完整和破碎岩層,天然表鑲金剛石鑽頭适用于 4~10 級完整岩層。
7.2.2 金剛石鑽頭與擴孔器的規格、性能,應符合相關産品标準的規定。
7.2.3 根據岩石的硬度、可鑽性、研磨性和完整程度及孔内條件,合理選擇金剛石鑽頭與擴
孔器的鑲嵌類型、胎體(tǐ)性能、金剛石的質量和粒度、金剛石濃度、水口形狀及其數量和大(dà)小(xiǎo)、底唇形狀等。金剛石鑽頭和擴孔器的選用見表 16。

 

 16 金剛石鑽頭和擴器選用

 
 
 
常 見 岩 石 舉 例
泥灰岩, 綠泥石片岩,頁岩, 千枚岩, 泥 質 砂岩,硬質
片岩
大(dà)理岩,石灰岩, 泥灰岩,蛇紋岩, 輝綠岩,安山岩, 輝長岩,片岩,白(bái)雲岩,硬砂岩,橄榄岩 片麻岩,玄武岩, 閃長岩,石英二長岩,混合岩, 矽卡岩,偉晶岩, 花崗閃長岩,流紋岩,花崗岩,
鈉長岩
石英斑岩,高矽化灰岩, 堅硬花崗岩,碧玉岩,霏細岩,石英岩,石英脈,含鐵石英岩
 
可鑽性
類别 中(zhōng)硬 堅硬
級别 1~3 4~6 7~9 10~12
研 磨 性 中(zhōng) 中(zhōng) 中(zhōng)
 
 
表鑲鑽頭
聚晶金剛石燒結體(tǐ)          
 
天然金剛石粒度
(粒/ct)
10-25                
25-40            
40-60              
60-100            
 
胎體(tǐ)硬度
(HRC)
20-30              
35-40            
>45                
 
 
 
孕鑲鑽頭
 
人造或天然金剛石
(目)
20-40          
40-60          
60-80            
80-100          
 
 
胎體(tǐ)硬度
(HRC)
10-20                  
20-30            
30-35            
35-40            
40-45              
>45                  
複 合 片 鑽 頭              
 
擴 孔 器
表 鑲          
孕 鑲    
 

7.3 金剛石鑽頭的合理使用

 
7.3.1 根據設計孔深,按鑽頭和擴孔器外(wài)徑尺寸,由大(dà)到小(xiǎo)排序,輪換使用。
7.3.2 鑽頭與擴孔器及卡簧間要合理配合,要求如下(xià):
a) 擴孔器的外(wài)徑應比鑽頭外(wài)徑大(dà) 0.3mm~0.5mm,岩層堅硬時應采用下(xià)限數值;
b) 卡簧的自由内徑應比鑽頭内徑小(xiǎo) 0.3mm~0.5mm。卡簧應在上一(yī)回次岩心上測試,以不脫落、不卡死爲宜。
7.3.3 新鑽頭到達孔底後,應進行“初磨”,即輕壓(正常鑽壓的 1/3 左右),慢(màn)轉(100r/min
左右),鑽進 10min 左右,再采用正常參數繼續鑽進。

7.3.4 不宜用新鑽頭掃孔和殘留岩心。
7.3.5 鑽頭出現以下(xià)情況時,不得再下(xià)入孔内:
a) 表鑲鑽頭内外(wài)徑尺寸較标準尺寸磨耗 0.2mm 以上,孕鑲鑽頭内外(wài)徑尺寸較标準尺寸磨耗 0.4mm 以上;
b)表鑲鑽頭出刃尺寸超過金剛石顆粒直徑 1/3;
c) 表鑲鑽頭有少數金剛石脫落,擠裂或剪碎;
d) 鑽頭出現異常磨損;
e) 鑽頭水口和水槽高度嚴重磨損;
f) 胎體(tǐ)有明顯裂紋、掉塊及唇面出現溝槽、微燒、台階或被嚴重沖蝕;
g) 鑽頭體(tǐ)變形,螺紋損壞。
7.3.6 避免鑽頭非正常損壞的措施:
a) 孔底要保持清潔,當發現有硬質合金、胎塊、金剛石、金屬塊、脫落岩心及孔壁掉塊時,應采用沖、撈、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除;
b) 鑽具通過換徑、探頭石、孔壁掉塊等部位以及在斜孔和幹孔中(zhōng)下(xià)鑽時,應放(fàng)慢(màn)下(xià)降速度;
c) 換徑後應用錐形鑽頭修整換徑台階;
d) 地層由硬變軟時應減壓并控制鑽速;
e) 鑽進中(zhōng),操作人員(yuán)應随時觀察沖洗液消耗和泵壓的變化情況,發現異常應立即停鑽查明原因;
f)不允許使用彎曲度超過規定的鑽杆和鑽具。
7.3.7 使用金剛石鑽頭及擴孔器時,要填寫使用卡片,及時記錄每回次的各種有關數據及磨耗情況。鑽頭或擴孔器停用後,應及時做出評述,并連同卡片一(yī)起交施工(gōng)管理部門保存。
 

7.4 金剛石取心鑽具

 
7.4.1 金剛石鑽進用管材技術要求和規格系列應遵守 GB/T 16950 的規定。
7.4.2 金剛石鑽進一(yī)般采用單動雙管取心鑽具。鑽具應符合如下(xià)條件:
a) 單動性能好,異徑接頭、擴孔器、鑽頭、短節和卡簧座等零部件連接應同心;
b) 内、外(wài)管平直無裂傷,螺紋符合要求;
c) 内管與短節、短節與卡簧座裝配後垂直提起時,不允許自由脫落;
d) 裝配好的鑽具卡簧座底端與鑽頭内台階的距離(lí)應爲 3mm~4mm;
e) 保證水路暢通;
f) 在易斜地層中(zhōng)鑽進時,取心鑽具上部應配有穩定接頭、扶正器等導向裝置。
7.4.3 使用金剛石取心鑽具時的操作要求:
a) 鑽探現場應有兩套以上與施工(gōng)口徑對應規格的完好鑽具;
b) 定期拆卸清洗、加油保養,螺紋或外(wài)徑磨損要及時更換;
c) 擰卸鑽頭、擴孔器、卡簧座與内管應使用多觸點鉗或摩擦鉗,不允許使用管鉗;
d) 退出岩心時,要用橡皮錘或木錘敲打内管;
e) 鑽具在移動時不準猛力拖拉或撞擊;存放(fàng)時要擺平,不得重壓;運輸時要裝箱;裝卸時應輕放(fàng);
f) 鑽杆接頭不經常擰卸的一(yī)端應使用粘接劑密封粘牢,經常擰卸部位應塗抹絲扣油;
g) 鑽杆和接頭單邊磨損量和均勻磨損量符合表 26 的規定;
h) 鑽杆螺紋連接要保證密封良好。

7.5 金剛石岩心鑽進技術參數

 
7.5.1 鑽壓
根據岩石可鑽性、研磨性、完整程度、鑽頭底唇面積、金剛石粒度、品級和數量選擇鑽壓。鑽壓值見表 17。
 
 17 金剛石鑽進适用 單位爲千牛
 
鑽 頭 種 類
鑽  頭  規  格
A B N H P S
表鑲鑽頭 初 壓 力 0.5~1.0 1.0~2.0 2.5 3.0 3.5
正常壓力 3~6 4~7.5 6~10 8~11 10~13 11~14
孕 鑲 鑽 頭 4~7 4.5~8.5 6~11 8~15 12~17 14~19
 
7.5.1.1 表鑲鑽頭按單粒金剛石壓力 15N/粒~25N/粒計算,在金剛石質量較好、顆粒較粗、岩石堅硬完整的情況下(xià)可采用較高的單粒壓力;反之,應采用較低的單粒壓力。鑽進中(zhōng)随着金剛石的磨鈍,鑽壓可逐步增大(dà)。
7.5.1.2 孕鑲鑽頭單位壓力爲 0.4kN/cm2~0.8kN/cm2。
7.5.1.3 複合片鑽頭按每個複合片 0.5kN~1.0kN 計算,随着複合片磨鈍,接觸面積增加,
鑽壓可逐漸增大(dà)。
7.5.1.4 在軟岩層中(zhōng)鑽進應用較小(xiǎo)的鑽壓,在完整、中(zhōng)硬到堅硬或強研磨性的岩層中(zhōng)鑽進應适當加大(dà)鑽壓;在破碎、裂隙和非均質的岩層中(zhōng)鑽進應适當減小(xiǎo)鑽壓,一(yī)般降低 25%~50%。
7.5.1.5 在鑽孔彎曲、超徑的情況下(xià),鑽壓應适當減小(xiǎo)。

7.5.2 轉速

根據岩石性質、鑽孔結構及設備能力等因素選擇轉速見表 18。
 
 18 金剛石鑽進轉速 單位爲轉每分(fēn)
鑽頭種類 鑽 頭 規 格
A B N H P S
表鑲鑽頭 500~1000 400~800 300~550 250~500 180~350 150~300
孕鑲鑽頭 750~1500 600~1200 400~850 350~700 260~520 220~440
 
7.5.2.1 表鑲鑽頭底唇面的線速度範圍爲 1.0 m/s~2.0m/s;孕鑲鑽頭底唇面的線速度範圍爲 1.5 m/s~3.0m/s;複合片鑽頭底唇面的線速度範圍爲 0.5m/s~1.5m/s。粗粒金剛石鑽頭的轉速應低于細粒金剛石鑽頭的轉速。
7.5.2.2 中(zhōng)硬完整岩層宜采用高轉速;岩層破碎、裂隙發育、軟硬不均,鑽進時振動大(dà),則
應适當降低轉速。在軟岩層中(zhōng)鑽進效率很高時,應适當限制鑽速。
7.5.2.3 正常鑽進時,在機械能力、管材強度、鑽具穩定性及其減震、潤滑等條件允許的前提下(xià),視地層情況适當提高轉速。

7.5.3 泵量與泵壓

泵量以沖洗液上返速度計算,金剛石鑽進上返速度應大(dà)于 0.3m/s~0.7m/s。鑽進不同孔徑所需泵量見表 19。

 
 19 金剛石鑽泵量 單位爲升每分(fēn)
鑽 頭 規 格 A B N H P S
适用泵量 25~40 30~45 40~65 50~80 60~100 80~120
 
7.5.3.1 泵量應視岩石性質、環狀間隙、鑽頭類型、金剛石粒度、胎體(tǐ)性能等因素,适當調整:
a) 鑽進堅硬、顆粒細的岩層,泵量可小(xiǎo)些;鑽進軟、中(zhōng)硬、顆粒粗的岩層,泵量應大(dà)些;鑽進裂隙,有輕微漏失的岩層,泵量要稍大(dà)于正常情況;
b) 孕鑲鑽頭應采用較大(dà)泵量,表鑲鑽頭采用較小(xiǎo)泵量,複合片鑽頭選用的泵量可超過表鑲或孕鑲鑽頭泵量的 20%~50%;
c) 在轉速較高,鑽進速度較快,岩層研磨性較強,岩屑顆粒較粗時,應選用較大(dà)泵量, 反之泵量應減小(xiǎo);
d) 鑽頭水口的大(dà)小(xiǎo),直接影響鑽頭内外(wài)的沖洗液壓差,保持适當的壓差,有利于鑽頭底部岩粉的排出和冷卻。随着鑽頭胎體(tǐ)消耗,鑽頭水口要進行修磨,修磨後其高度不得小(xiǎo)于 3mm。
7.5.3.2 金剛石鑽進中(zhōng)要随時觀察泵壓,根據泵壓的變化判斷孔内情況。泵壓發生(shēng)小(xiǎo)幅度的
上升或下(xià)降,一(yī)般是孔底換層的征兆;泵壓猛然大(dà)幅度增高,伴随鑽速下(xià)降或不進尺,可能發生(shēng)岩心堵塞;如果泵壓突然大(dà)幅度下(xià)降,多是鑽具折斷或脫扣。
7.5.3.3 不準使用三通閥門調節泵量。
 

7.6 金剛石鑽進操作技術要求

 
7.6.1 下(xià)鑽
7.6.1.1 下(xià)鑽時,操作人員(yuán)對孔内情況要做到心中(zhōng)有數,鑽頭通過擰管機、套管口或換徑處、
活石處,應放(fàng)慢(màn)下(xià)降速度。下(xià)鑽遇阻,不準猛沖硬蹾,可用管鉗慢(màn)慢(màn)回轉鑽具,無效時應立即提鑽,采用其它方法處理。
7.6.1.2 每次下(xià)鑽,不得将鑽具直接下(xià)到孔底,距孔底約 1m 左右時,應接上水龍頭開(kāi)泵送
水,等孔口返水後,輕壓慢(màn)轉掃孔到底,正常後可按要求參數鑽進。
7.6.1.3 配好機上餘尺,在回次鑽進中(zhōng),不準中(zhōng)途将鑽具提離(lí)孔底接鑽杆。

7.6.2 鑽進

7.6.2.1 一(yī)個鑽進回次宜由一(yī)人操作,操作者應精力集中(zhōng),随時注意和認真觀察鑽速、孔口
返水量、泵壓及動力機聲響或儀表數值等變化,發現異常,立即處理。
7.6.2.2 倒杆一(yī)般要停車(chē),深孔減壓鑽進時,倒杆前應先用升降機将孔内鑽具拉緊(不得提離(lí)孔底),倒杆後用油缸減壓并在小(xiǎo)于正常鑽壓的情況下(xià)平穩開(kāi)車(chē)。開(kāi)車(chē)時,要輕合離(lí)合器, 并減輕鑽頭壓力,使鑽頭和鑽具在較輕的負荷下(xià)緩慢(màn)啓動,使其受力平穩。
7.6.2.3 岩層變化時,應調整鑽進技術參數。岩層由硬變軟時,進尺速度過快,應減小(xiǎo)鑽壓;
岩層由軟變硬,鑽速變慢(màn)時,不得任意增大(dà)壓力,以免損壞鑽頭。在非均質岩層中(zhōng)鑽進,應控制機械鑽速。
7.6.2.4 應有專人管理沖洗液、定時檢測沖洗液質量,不合格應及時調整或更換。地層變化
時要及時對沖洗液的性能指标進行調整。做好循環系統清理和除砂工(gōng)作,保持孔底清潔,孔内岩粉超過 0.3m 時,要采取措施。
7.6.2.5 鑽進中(zhōng)發現岩心輕微堵塞時,可調整鑽壓、轉速。處理無效應及時提鑽。正常鑽進

時,不應随意提動鑽具。

7.6.3 采心

7.6.3.1 金剛石鑽進時,應使用卡簧采取岩心,不允許投放(fàng)卡料取心;任何情況下(xià)不準幹鑽
取心。
7.6.3.2 采取岩心時,應先停止鑽具回轉,緩慢(màn)地将鑽頭提離(lí)孔底 50mm~70mm,使卡簧将岩心抱緊,再緩慢(màn)開(kāi)車(chē)轉幾圈扭斷岩心後方可起鑽。不允許上下(xià)活動鑽具或猛提鑽具取心。
7.6.3.3 孔深較淺倒杆時,鑽柱内沖洗液的壓力可能使鑽具浮起,造成岩心堵塞或折斷,要适當調小(xiǎo)泵量以降低泵壓。
7.6.3.4 在節理發育,傾角小(xiǎo)的岩層中(zhōng)鑽進,可用鍍鉻内管或半合管,亦可在内管中(zhōng)塗潤滑油或岩心保護劑。
7.6.3.5 孔内殘留岩心長度較大(dà)時,應專門撈取。

7.6.4 改善鑽具穩定性的措施

a) 使用直的機上鑽杆、輕便水龍頭和輕型高壓膠管;斜孔鑽進時要通過導正鋼絲繩平衡機上鑽杆、水龍頭和高壓膠管下(xià)垂産生(shēng)的彎曲力;
b) 鑽杆、鑽具要經常檢查,連接要同心;
c) 鑽壓、轉速要與岩層相适應,不要盲目加壓或提高轉速;
d) 使用潤滑沖洗液減阻;
e) 使用減震器、扶正器或穩定接頭;
f) 選擇合理的鑽具組合和級配。

7.6.5 複雜岩層鑽進

7.6.5.1 遇複雜岩層可采用超徑鑽頭,增加鑽杆外(wài)徑與孔壁之間的間隙。
7.6.5.2 爲防止岩心堵塞,允許卡簧内徑略微增大(dà)(小(xiǎo)于鑽頭内徑 0.1mm~0.2mm),卡簧座
底端離(lí)鑽頭内台階的距離(lí)适當調小(xiǎo)。
7.6.5.3 要控制回次長度。
7.6.5.4 采用回灌措施,放(fàng)慢(màn)提下(xià)鑽速度。

7.6.6 硬而緻密的弱研磨性岩層“打滑”岩層鑽進

7.6.6.1 使用胎體(tǐ)硬度 HRC10~20 和濃度小(xiǎo)于 75%的孕鑲鑽頭。
7.6.6.2 适當加大(dà)鑽壓,或通過水龍頭向孔内添加磨料,使胎體(tǐ)磨損和金剛石出刃。
7.6.6.3 上述方法處理無效時,将鑽頭提到地面,對胎體(tǐ)采用噴砂、砂輪打磨、石英砂研磨、
酸腐蝕等方法處理,使金剛石出刃後再下(xià)入孔内繼續鑽進。
 
 

金剛石繩索取心鑽探

 
 

8.1 鑽頭和擴孔器的選擇

 
8.1.1 金剛石的品級、金剛石繩索取心鑽頭與擴孔器的規格系列應符合相關标準的要求。
8.1.2 應選用優質級和特級的天然金剛石作表鑲鑽頭;選用經過挑選和加工(gōng)處理的低級品、
等外(wài)級天然金剛石作孕鑲鑽頭(粒度爲 20 目~40 目);選用高強度晶形完整的人造金剛石單晶(粒度爲 30 目、40 目、60 目、80 目、100 目),或選用不同粒度混合的金剛石料做孕鑲鑽頭。
8.1.3 鑽頭胎體(tǐ)應具有普通雙管金剛石鑽頭胎體(tǐ)性能,還要具備耐沖蝕、耐磨損、自銳及對
地層具有廣泛的适應性等要求。表鑲鑽頭胎體(tǐ)硬度可選 HRC30/35、40/45。孕鑲鑽頭胎體(tǐ)可

選 HRC10/20、20/30、30/35、40/45、>45 等多種硬度以适應不同地層。
8.1.4 鑽頭唇面造型和水路水槽相配合,要比普通雙管鑽頭适當增加水口數量與過水斷面, 孕鑲鑽頭水口一(yī)般爲 8 個~12 個。
8.1.5 孕鑲鑽頭内外(wài)徑應選用天然金剛石或人造聚晶、燒結體(tǐ)保徑補強。
8.1.6 繩索取心鑽頭、擴孔器的選擇原則與金剛石普通雙管鑽進基本相同。應選擇壽命長、
效率高的廣譜鑽頭。
 

8.2 繩索取心鑽具

 
8.2.1 鑽具所用管材的技術要求
管材品種規格、鋼級和機械性能應遵守 GB/T 16951 的規定。

8.2.2 鑽具總成應具備的技術性能

a) 内管總成能從鑽杆柱内下(xià)到外(wài)管中(zhōng)的預定限位和懸挂部位,并可向地面傳遞信号;
b) 鑽進進程中(zhōng),一(yī)旦發生(shēng)岩心堵塞,應能及時向地面發出信号;
c) 内管總成的長度能夠調節,使卡簧與鑽頭内台階保持合理距離(lí);
d) 卡取岩心時,卡簧座應坐在鑽頭内台階上,通過鑽頭将拔斷岩心的力傳到外(wài)管;
e) 内外(wài)管應同軸,單動靈活;
f) 打撈器能在鑽杆柱内以一(yī)定的速度下(xià)降到内管總成上端,并把裝有岩心的内管打撈上來;
g) 打撈器抓住内管提拉不動或提升過程中(zhōng)遇阻時,能夠安全解脫;
h) 鑽進嚴重漏失地層或幹孔時,打撈器能把内管總成安全地送到預定位置。

8.2.3 鑽具總成的裝配

8.2.3.1 外(wài)管總成的組裝和檢查注意事項:
a) 上擴孔器外(wài)徑應略小(xiǎo)于下(xià)擴孔器外(wài)徑;
b) 裝入座環和扶正環時,應放(fàng)平擺正後用手推入,不允許用鐵器敲擊;
c) 外(wài)管平直度要符合規定要求。
8.2.3.2 内管總成的組裝和檢查注意事項:
a) 各零部件連接螺紋應擰緊;
b) 所有彈性銷的開(kāi)口方向都應一(yī)緻向下(xià)或向上;
c) 組裝彈卡機構時,應先将回收管裝入彈卡架,然後裝入彈卡和張簧,并将彈簧銷打入,裝入的彈卡動作應靈活;
d) 根據鑽孔深度調節到位報信機構工(gōng)作彈簧預壓力;
e) 卡簧座、内管和内管總成上部連接要同軸,内管要求光滑平直;
f) 卡簧的自由内徑應比鑽頭内徑小(xiǎo) 0.3mm~0.5mm。
8.2.3.3 打撈器的組裝和檢查注意事項:
a) 打撈器與繩索取心絞車(chē)的鋼絲繩連接要牢靠;
b) 打撈鈎要安裝周正;
c) 尾部彈簧應工(gōng)作靈活可靠,頭部張開(kāi)距離(lí)以 8mm~12mm 爲宜; d)打撈器在脫卡管作用下(xià)可安全脫卡。
8.2.3.4 内外(wài)管總成的裝配和調整注意事項:
a) 彈卡與彈卡擋頭的頂面保持一(yī)定距離(lí),一(yī)般爲 3mm~4mm;
b) 卡簧座與鑽頭内台階之間應保持最優距離(lí),一(yī)般爲 2mm~4mm(卡簧座有水口時應取小(xiǎo)值);
c)内管總成應牢固地卡在外(wài)管總成中(zhōng),不能自彈卡擋頭端自由倒出。

8.2.3.5 現場應備用一(yī)套外(wài)管總成和兩套内管總成。

8.2.4 取心操作

8.2.4.1 投放(fàng)内管
當确認外(wài)管和鑽杆内已無岩心時,将内管總成由孔口投入鑽杆内,對上機上鑽杆,開(kāi)泵壓送,應注意觀察泵壓變化,泵壓明顯升高或降低時,說明内管總成已到達預定位置。遇地層嚴重漏失,孔内沒有沖洗液或水位很深時,不準直接投放(fàng)内管總成,應采用打撈器把内管總成送入孔内;或用機上鑽杆對準孔口,泵入适量的沖洗液,然後迅速投放(fàng)内管總成。

8.2.4.2 打撈岩心

首先用回轉器或動力頭頂起鑽具 50mm~70mm,緩慢(màn)回轉鑽柱,扭斷岩心,再提起并卸掉機上鑽杆後,下(xià)放(fàng)打撈器。打撈器在沖洗液中(zhōng)以 1.5m/s~2m/s 的速度下(xià)降,當将要到達内管總成上端時,應适當減慢(màn)下(xià)降速度,1000m 孔深範圍内,可以聽(tīng)到輕微的撞擊聲,然後開(kāi)動繩索取心絞車(chē),緩慢(màn)提升鋼絲繩,确認内管總成已提動後可正常提升。提升過程中(zhōng),若沖洗液由鑽杆溢出,說明打撈成功,否則重複試撈,嚴禁猛沖硬蹾,反複撈取無效應提鑽處理。

8.2.5 鑽具總成和打撈器的維護保養

8.2.5.1 每回次需檢查彈卡磨損情況和張簧是否變形,彈卡處于張開(kāi)狀态時,兩翼最大(dà)間距
應比彈卡擋頭内徑大(dà) 1.5mm。
8.2.5.2 單動軸承應定期注入黃油,發現單動不靈活,需拆開(kāi)檢查,徹底清洗。
8.2.5.3 每次提鑽檢查彈卡擋頭撥叉、懸挂環和座環,不符要求應進行修複或更換。
8.2.5.4 每次打撈岩心前,檢查打撈鈎頭部和尾部彈簧,打撈鈎頭部嚴重磨損和尾部彈簧變
形要及時更換。

8.2.6 繩索取心鑽杆的使用和維護保養

8.2.6.1 擰卸時,應使用多觸點專用鑽杆鉗,并扶正立根上部,不允許用普通管鉗擰卸或用鐵錘敲擊鑽杆。
8.2.6.2 堅持使用絲扣油和沖洗液潤滑劑。
8.2.6.3 下(xià)鑽時鑽杆連接螺紋應達到規定的預扭矩值。
8.2.6.4 鑽杆立根長度以 12m 爲宜,鑽杆與套管間隙不宜過大(dà),鑽進中(zhōng)不盲目加壓。
8.2.6.5 防止鑽杆螺紋損傷,應做到:
a) 鑽杆下(xià)孔前檢查螺紋,清除螺紋上的污垢;
b) 鑽杆立根擺放(fàng)台應墊放(fàng)木闆、橡皮等,防止螺紋端部直接與鐵器接觸;
c) 下(xià)鑽時,鑽杆立根應與孔内鑽杆柱嚴格對中(zhōng),防止壓傷螺紋;
d) 每次提下(xià)鑽時,注意檢查内螺紋接頭的磨損情況,直徑磨損超過母接頭外(wài)徑 1.2mm, 應及時更換;
e) 使用粘結劑粘結鑽杆螺紋時,應檢查接頭内徑部分(fēn),如有粘結劑堆積應及時清除。在擰卸過程中(zhōng),發現粘結不牢的鑽杆應重新粘結;
f) 鑽杆搬運時,螺紋部分(fēn)應擰上護絲,輕拿輕放(fàng)。鑽杆停止使用時,應用清水洗淨并擦幹,鑽杆外(wài)表塗防鏽油,内外(wài)螺紋塗絲扣油,鑽杆宜放(fàng)在室内保管,并用枕木墊放(fàng),保持水平,排列整齊。
 

8.3 鑽探技術參數

 
8.3.1 鑽壓
8.3.1.1 鑽壓選擇:
a) 鑽進節理發育岩石和産狀陡立、松散破碎、軟硬互層、強研磨性等地層及鑽孔彎曲、

超徑的情況下(xià),應适當減壓;
b) 經初磨的新鑽頭,采用正常鑽壓可獲得高鑽速。鑽進中(zhōng)随着金剛石磨鈍,鑽速下(xià)降, 應逐漸平穩增大(dà)鑽壓。
8.3.1.2 繩索取心鑽頭比普通雙管鑽頭鑽壓稍大(dà),見表 20。
 
 20 不同規格适用鑽壓 單位爲千牛
鑽 頭 規 格 A B N H P S
 
表鑲鑽頭
最大(dà)壓力 8 10 12 15 17 19
正常壓力 4~6 6~8 7~9 8~12 10~14 12~16
 
孕鑲鑽頭
最大(dà)壓力 10 12 15 18 20 22
正常壓力 6~8 8~10 10~12 12~15 14~18 16~20
 

8.3.2 轉速

8.3.2.1 轉速選擇:
a) 鑽進堅硬弱研磨性地層、裂隙破碎地層、軟硬互層及産狀陡立易斜地層時,應适當降低轉速;在軟岩層中(zhōng)鑽進,亦應限制轉速;
b) 鑽孔結構和鑽具級配要合理,鑽杆與孔壁間隙小(xiǎo),适于采用高轉速。鑽孔結構複雜, 換徑多,環狀間隙大(dà),鑽具回轉的穩定性差,不宜開(kāi)高轉速。
8.3.2.2 轉速範圍見表 21。
 
 21 繩索取心适用轉速 單位爲轉每分(fēn)
鑽頭規格 A B N H P S
表鑲鑽頭 400~800 300~650 300~500 220~450 170~350 140~300
孕鑲鑽頭 600~1200 500~1000 400~800 350~700 250~500 200~400
 

8.3.3 泵量

8.3.3.1 泵量選擇:
a) 鑽進堅硬、顆粒細的岩層,鑽速低,岩粉少,泵量可小(xiǎo)些;鑽進軟及中(zhōng)硬岩層,鑽速高,岩粉多,泵量應大(dà)些。鑽進裂隙,有輕微漏失地層,泵量應稍大(dà)于正常情況。鑽進研磨性強的岩層,泵量可增大(dà);
b) 應保持上返流速爲 0.5m/s~1.5m/s。表鑲鑽頭采用的泵量應比孕鑲鑽頭稍小(xiǎo)。
8.3.3.2 孕鑲鑽頭泵量範圍見表 22。
 
 22 不同規格頭泵量 單位爲升每分(fēn)

8.4 泥漿鑽進操作要求

 
a) 提下(xià)鑽應先取出内管總成;
b) 控制提下(xià)鑽速度;
c) 提鑽和打撈内管時,應向孔内回灌沖洗液;
d) 采用沖洗液壓送内管時,泵量不宜過大(dà)。
 

8.5 鑽杆内壁結垢防治措施

 
a) 在不降低鑽速的條件下(xià),盡量降低鑽具轉速;
b) 應采用固相控制措施,以清除占 90%左右大(dà)于 20µm 粒度的固相顆粒;
c) 結垢已經影響打撈時,在提鑽前半小(xiǎo)時采用稀釋原漿循環,沖刷泥垢,增大(dà)流動通徑;或者先提出上部結垢嚴重的鑽杆再下(xià)打撈器;
d) 使用防止結垢的專用沖洗液。
 
 

沖擊回轉鑽探

 
 

9.1 技術特點和适用條件

 
9.1.1 堅硬、破碎地層液動沖擊回轉鑽進,可減輕岩心堵塞,增加回次進尺,提高機械鑽速。
9.1.2 沖擊回轉鑽進通常可減緩鑽孔彎曲。繩索取心液動沖擊回轉鑽進還可減輕繩索取心鑽
杆内壁結垢現象。
9.1.3 硬質合金液動沖擊回轉鑽進适合于可鑽性級别 5~6 級和部分(fēn) 7 級岩層。
9.1.4 金剛石液動沖擊回轉鑽進适用于可鑽性級别 6~12 級。在堅硬、緻密的“打滑”岩層
應用液動沖擊回轉鑽進,可緩解金剛石鑽頭“打滑”問題。
 

9.2 液動沖擊器類型

 
9.2.1 液動沖擊器按照作用原理分(fēn)爲閥式正作用液動沖擊器、閥式反作用液動沖擊器、閥式雙作用液動沖擊器。閥式雙作用液動沖擊器主要有壓差式、射流式、射吸式和複合式等類型。
9.2.2 液動沖擊器可與繩索取心鑽具配套組成金剛石繩索取心液動沖擊器。
9.2.3 應根據鑽進方法、鑽孔深度、鑽孔直徑、岩石可鑽性和破碎程度以及沖洗介質類型等
合理選用液動沖擊器。硬質合金沖擊回轉鑽進宜選用低頻高功型沖擊器,金剛石沖擊回轉鑽進宜選用高頻低功型沖擊器。
 

9.3 鑽探設備及附屬裝置的選擇

 
9.3.1 應選擇轉速調節範圍較大(dà)、鑽壓控制精度較高的岩心鑽機。進行硬質合金液動沖擊回轉鑽進時,鑽機的最低轉速不高于 40r/min。
9.3.2 應選擇泵壓較大(dà)(4MPa~6MPa)、泵量可調的泥漿泵。泥漿泵應配抗震壓力表。

9.3.3 應配用心軸通孔直徑較大(dà),轉動靈活,密封性好,耐高壓,維護方便的水龍頭。
9.3.4 泥漿泵高壓膠管的内徑不小(xiǎo)于φ25mm,耐壓力不低于 10MPa。同時應使用耐高壓的專
用接頭。
9.3.5 通常在泥漿泵輸出管與水龍頭高壓膠管之間設置穩壓罐。穩壓罐容積應不小(xiǎo)于 0.03 m3,安全壓力不低于 15MPa。
9.3.6 施工(gōng)機台應配備旋流除砂器、離(lí)心機等固相控制設備。
 

9.4 液動沖擊回轉鑽進工(gōng)藝要求

 
9.4.1 鑽進參數選擇
9.4.1.1 影響液動沖擊回轉鑽進效率的鑽進參數主要有鑽壓、轉速、沖擊功和沖擊頻率等,
選擇範圍見 DZ/T 0053。應依據不同岩層條件通過試驗優化鑽進參數。
9.4.1.2 硬質合金沖擊回轉鑽進,可采取低轉速、适當鑽壓的鑽進參數。
9.4.1.3 金剛石沖擊回轉鑽進參數一(yī)般與金剛石鑽進相近。
9.4.1.4 沖洗液量直接影響液動沖擊器的輸出特性(沖擊功和沖擊頻率等)。在穩定地層中(zhōng),
應以滿足沖擊器的額定泵量爲主。

9.4.2 鑽頭選擇和使用

9.4.2.1 沖擊回轉鑽進主要采用硬質合金鑽頭和金剛石鑽頭,也可采用硬質合金翼狀鑽頭、
牙輪鑽頭。
9.4.2.2 選擇專門爲沖擊回轉鑽進設計的硬質合金或金剛石鑽頭。鑽頭切削具的抗沖擊強度應大(dà)于沖擊器輸出的沖擊力,必要時應進行地面台架試驗。
9.4.2.3 孕鑲鑽頭的金剛石粒度通常大(dà)于 60 目,濃度以 75%~90%爲宜。
9.4.2.4 适當增加鑽頭的水口、水槽過水斷面,降低液動沖擊器背壓。

9.4.3 沖洗液

9.4.3.1 應根據岩層特性、鑽進深度、沖擊器性能要求等情況正确選擇沖洗液類型,确定性
能參數。
9.4.3.2 液動沖擊回轉鑽進應使用含砂量低,潤滑性能和流變特性好,可滿足護壁要求的沖洗液。
 
 

10 定向鑽探與定向取心

 
 

10.1 技術特點和适用條件

 
岩心鑽探定向鑽進技術多應用于急傾斜(陡立)礦體(tǐ)、深部礦體(tǐ)和自然造斜嚴重礦區勘探,亦可用于糾正鑽孔彎曲,補取岩礦心,繞過孔内複雜事故層段。
因地形、地面建築限制無法安裝鑽探設備時,宜采用定向鑽進技術。爲減少鑽探設備搬遷,避免多次鑽進上部複雜覆蓋層,在勘探網度密,礦體(tǐ)埋藏深等情況下(xià),可利用定向鑽進技術施工(gōng)分(fēn)支定向孔或集束孔。

10.2 初級定向鑽進

 
10.2.1 初級定向鑽進是利用鑽孔自然彎曲規律,輔以部分(fēn)工(gōng)藝措施,以求達到預定目标的定向鑽進技術。
10.2.2 初級定向适用于已施工(gōng)過大(dà)量鑽孔、掌握自然彎曲規律的勘探區。
10.2.3 施工(gōng)前應分(fēn)析已施工(gōng)鑽孔的測斜數據,總結不同地段、地層,使用不同鑽具組合和
鑽進技術參數時的彎曲規律。
10.2.4 根據鑽孔自然彎曲規律,确定拟施工(gōng)鑽孔的孔位、開(kāi)孔頂角及方位角。
10.2.5 制定不同情況下(xià)采用的鑽進方法、鑽具組合和鑽進技術參數。
10.2.6 施工(gōng)中(zhōng)應随時測量鑽孔頂角、方位角,并繪圖計算。鑽孔軸線與設計偏離(lí)較大(dà)時,應
及時采取糾斜措施或改用受控定向鑽探。
 

10.3 受控定向鑽進

 
10.3.1 技術特點
受控定向鑽進是利用人工(gōng)造斜工(gōng)具使鑽孔按設計軌迹鑽到預定目标的一(yī)種鑽進方法。施工(gōng)受控定向鑽孔應遵守DZ/T 0054 中(zhōng)的規定。

10.3.2 鑽孔定向設計原則

10.3.2.1 應根據地質目的、地層條件、設備狀況及工(gōng)藝水平進行鑽孔定向設計。
10.3.2.2 詳細掌握鑽進地層的傾角和走向、岩石硬度和可鑽性、層理發育和松散破碎程度,
研究分(fēn)析礦區鑽孔曆史資(zī)料,盡量利用地層的自然彎曲規律。
10.3.2.3 确定定向鑽孔的靶區範圍。
10.3.2.4 設計孔身軌迹時,可從目标靶點上推到開(kāi)孔點,亦可從開(kāi)孔點推移到目标靶點。
10.3.2.5 鑽孔穿過目的層的遇層角不應小(xiǎo)于 30°。
10.3.2.6 孔身設計應綜合考慮安全、經濟、高效率等因素。
10.3.2.7 造斜點和分(fēn)枝點的位置應選在穩定的中(zhōng)硬岩層部位,盡量避開(kāi)硬、脆、碎岩層及
溶洞和砂層。
10.3.2.8 在生(shēng)态環境脆弱地區應盡可能設計分(fēn)枝定向孔,以減少修路、平整場地施工(gōng),保護生(shēng)态環境。

10.3.3 鑽孔定向設計内容

a) 确定孔身剖面和鑽孔結構;
b) 确定鑽孔遇層角;
c) 确定造斜點、分(fēn)枝點位置;
d) 确定各孔段的曲率或曲率半徑;
e) 确定目标點孔深;
f) 确定垂直孔段或直線孔段長度;
g) 測量計算各孔段端點的頂角、方位角、長度、垂深,得出各孔段的空間坐标值;
h) 計算定向鑽孔總長度(即孔深),開(kāi)孔頂角及方位角,确定孔位坐标;
i) 校核孔身曲率,檢驗是否滿足各種限制條件,如粗徑鑽具通過性,鑽杆柱安全程度等。

10.3.4 造斜工(gōng)具和定向儀的選擇

10.3.4.1 單點造斜可選擇各類偏心楔;連續造斜可選擇各類連續造斜器或選擇與液動孔底
動力鑽具(螺杆馬達)配合使用的造斜器具(彎接頭、彎外(wài)管)。

10.3.4.2 在中(zhōng)硬岩層造斜鑽進,宜采用偏心楔;在軟至中(zhōng)硬岩層中(zhōng)造斜,宜選用螺杆馬達造斜鑽具;在中(zhōng)硬至硬的完整岩層中(zhōng)造斜,宜選用機械式連續造斜鑽具。
10.3.4.3 非磁性礦區可選用磁感應式定向儀(磁針式、磁通門磁力儀等)。磁性礦區應選用不受磁場幹擾的定向儀。磁性和非磁性礦區均可選用偏重式定向儀。
10.3.4.4 使用孔底動力鑽具且定向精度要求較高時,宜選用随鑽監測儀,以便随時監控和調整工(gōng)具面向角。在定向精度可以滿足地質要求的情況下(xià),亦可選用簡單适用的單點定向儀。

10.3.5 連續造斜器偏斜施工(gōng)要點

10.3.5.1 保證孔内清潔及孔底平整。
10.3.5.2 将連續造斜器平穩下(xià)入孔内,并準确定向。
10.3.5.3 起始鑽壓要大(dà)于連續造斜器設計額定鑽壓,鑽進時應緩慢(màn)開(kāi)車(chē)低速鑽進。
10.3.5.4 鑽進時不允許提動鑽具,倒杆時應先停止回轉,後卸壓。
10.3.5.5 一(yī)般情況下(xià),造斜強度不應超過 0.5°/m。
10.2.5.6  造斜回次進尺長度 1m~3m,鑽孔糾方位時,鑽孔方位改變值與鑽孔頂角、造斜器
安裝角、全彎曲角有關,造斜器安裝角可采用計算法或作圖法确定。
10.3.5.7 造斜器提出鑽孔後,應先修整孔壁,并用總成長度 1000mm~1200mm 的短鑽具鑽進2 個回次,使普通鑽具能自由通過人工(gōng)彎曲孔段。
10.3.5.8 應及時測斜,檢查造斜效果。

10.3.6 螺杆馬達定向鑽進施工(gōng)要點

10.3.6.1 合理确定彎接頭或彎外(wài)管彎角和專用糾斜鑽頭型式。下(xià)鑽前檢查螺杆鑽具及高壓
管路。
10.3.6.2 緩慢(màn)将鑽具下(xià)放(fàng)到孔底,然後提起 0.5m。
10.3.6.3 造斜工(gōng)具定向時,應考慮一(yī)定量的反扭矩角。
10.3.6.4 固定反扭矩裝置,使立軸回轉器或動力頭不能回轉,隻能上下(xià)移動。
10.3.6.5 啓動螺杆鑽空轉,緩慢(màn)下(xià)放(fàng)到孔底,慢(màn)慢(màn)加壓到正常壓力。
10.3.6.6 随時注意泵壓和扭矩的變化情況。
10.3.6.7 應及時測斜,了解造斜效果。

10.3.7 人工(gōng)孔底

10.3.7.1 施工(gōng)多孔底分(fēn)枝孔時,應在各個分(fēn)枝點處分(fēn)别建造人工(gōng)孔底。
10.3.7.2 建造永久人工(gōng)孔底應先在預定孔深處用木塞或金屬塞“架橋”,然後灌注水泥将其
固定。永久多人工(gōng)孔底通常由深至淺分(fēn)步建造。建造前,該人工(gōng)孔底以深孔段應先進行鑽孔封閉處理。
10.3.7.3 待水泥凝固并具有一(yī)定強度後,用普通鑽具鑽至分(fēn)枝點設計孔深。
10.3.7.4 用連續造斜器或螺杆鑽進行造斜鑽進。
 

10.4 糾斜鑽進

 
10.4.1 鑽孔實際軸線偏離(lí)設計軸線超過最大(dà)允許值時,應根據地質要求進行糾斜。
10.4.2 糾斜分(fēn)爲增斜和降斜,通常使用各種倒塔式、懸垂式、鉸鏈式鑽具組合。
10.4.3 鑽孔局部彎曲度過大(dà)時,可使用單點造斜器、連續造斜器等糾斜。
10.4.4 糾斜鑽進過程中(zhōng)應随時測量鑽孔頂角及方位角并繪圖計算。
10.4.5 糾斜操作要點:
a) 糾斜點應選擇在相對完整和較軟岩層的孔段;
b) 孔底應無脫落、殘留岩心,磨平孔底并撈淨岩粉後再下(xià)糾斜鑽具; c)糾斜鑽具要緩慢(màn)下(xià)放(fàng),輕壓慢(màn)轉,逐步加大(dà)鑽壓鑽進;

d) 鑽進時不要提動鑽具;
e) 使用偏心楔時,要将其卡牢,嚴防轉動或下(xià)沉。
 

10.5 岩心定向技術

 
10.5.1 岩心定向程序
岩心定向技術指采用機械式岩心定向儀确定孔内岩心空間産狀的工(gōng)藝方法。
首先在脫離(lí)原岩前的岩心體(tǐ)上做出定向标記;岩心取出後,再根據岩心上的定向标記, 利用專用裝置确定岩心上結構面的産狀,進而确定對應的地下(xià)岩體(tǐ)産狀。

10.5.2 岩心定向鑽進施工(gōng)要點

a) 岩心定向儀下(xià)孔前,應在地面試驗,确認可靠後方可下(xià)孔;
b) 認真測量并調配好鑽頭、卡簧、卡簧座和刻刀等構件,刻刀内徑要比鑽頭内徑小(xiǎo)0.5mm~1.0mm;
c) 定向鑽具内外(wài)管彎曲不得超過 1.5mm/m;
d) 使用定長打印鑽具鑽進,倒杆位置應與定向打印位置錯開(kāi);
e) 使用定時打印鑽具鑽進,應按預定的時間開(kāi)車(chē)鑽進和停車(chē),等待儀器打印,準确測量機上餘尺,計算各段定向進尺,作好記錄;
f) 取出岩心後,按順序置于岩心架上,使所有斷面對接吻合,按照定向壓痕方向畫出定向母線并延伸到本回次各節岩心上。
 
 

11 空氣反循環取樣鑽探

 
 

11.1 技術特點和适用條件

 
11.1.1 技術特點
空氣反循環取樣鑽進是将壓縮空氣作爲沖洗介質從雙壁鑽杆環狀間隙送至孔底,攜帶岩樣從中(zhōng)心通道高速返回地表的鑽進方法,主要特點有:
a) 沖洗介質流速快,攜帶岩屑能力強,洗孔效果好;
b) 孔底清潔,冷卻鑽頭效果好,鑽頭壽命長;
c) 通常配用潛孔錘沖擊鑽進,效率高;
d) 鑽進中(zhōng)連續、實時采取岩礦樣品,采取率高;
e) 适應複雜地層鑽進;
f) 适合幹旱缺水地區使用。

11.1.2 适用條件

a) 地質異常驗證及礦體(tǐ)邊沿追索;
b) 已掌握基本地質構造資(zī)料的老礦區補充勘探;
c) 在地層較穩定的礦區,與少量取心鑽孔配合進行勘探施工(gōng);
d) 主要以獲取礦物(wù)成分(fēn)和礦體(tǐ)品位爲目的的鑽孔。

11.2 設備的選擇與配套

 
11.2.1 主要設備
空氣反循環鑽探應配置的基本設備包括鑽機、空壓機、灌注泵等。
11.2.1.1 鑽機能力應滿足使用雙壁鑽具時設計孔深和孔徑的要求,具有長行程連續給進的功能,并盡可能輕便化,拆、裝、運、移快捷。優先選擇液壓頂驅式鑽機或大(dà)通孔、長行程、自動倒杆的立軸式鑽機,亦可用轉盤式鑽機。
11.2.1.2 空壓機宜選用輕便的螺杆式空壓機,風量應滿足驅動潛孔錘工(gōng)作和保證輸送岩樣
上返流速的需求,風壓應能在克服孔内水位背壓後驅動潛孔錘正常工(gōng)作。
11.2.1.3 若空壓機風壓不夠,可串接增壓機提高風壓;若風量不足,可采用同壓力的空壓機并聯使用。
11.2.1.4 灌注泵可選擇壓力适當、排量可調的普通小(xiǎo)型柱塞泵。

11.2.2 岩樣收集與縮分(fēn)設備

11.2.2.1 收集岩樣可用旋流分(fēn)離(lí)器、岩樣捕集系統等。
11.2.2.2 樣品縮分(fēn)采用微型旋流器、瓊斯分(fēn)樣器、濕式分(fēn)樣器等。

11.2.3 除塵與消泡裝置

11.2.3.1 通過引流管、沉降櫃、除塵器等降低粉塵。
11.2.3.2 采用機械消泡裝置除泡。

11.2.4 鑽參儀表

11.2.4.1 鑽機應配有鑽進參數儀表,如鑽壓表、轉速表、扭矩表等。
11.2.4.2 空壓機應配有空氣壓力表、流量計、溫度計等。
 

11.3 鑽具組合

 
11.3.1 基本組合
11.3.1.1 一(yī)般的鑽具組合形式由下(xià)至上的順序爲:鑽頭(潛孔錘)、側入式正反轉換接頭、
雙壁鑽杆、雙壁主動鑽杆、氣水龍頭、鵝頸管、排屑管。
11.3.1.2 采用貫通式鑽頭時,鑽具組合無側入式正反轉換接頭,直接從孔底形成反循環, 輸送岩樣。
11.3.1.3 采用頂驅式鑽機時,可去(qù)掉雙壁主動鑽杆,直接用普通雙壁鑽杆。

11.3.2 鑽頭

11.3.2.1 采用一(yī)般鑽具組合時,孔底爲局部正循環鑽進,可選擇常規全面鑽進鑽頭:潛孔
錘鑽頭、牙輪鑽頭、刮刀鑽頭等。
11.3.2.2 全孔反循環鑽具組合使用貫通式鑽頭,要求鑽頭有較大(dà)的中(zhōng)心孔和可靠的外(wài)密封, 具有良好的導流效果。

11.3.3 側入式正反轉換接頭

側入式正反轉換接頭應能保證孔底正循環氣流從旁側孔進入雙壁鑽杆中(zhōng)心通道。

11.3.4 雙壁鑽杆

要求有較高的強度,三環間隙合理,内外(wài)壁平滑。規格系列見表 23。

 
 23 雙壁鑽杆推薦規格 單位爲毫米
外(wài)  管 内  管 接頭外(wài)徑 适宜孔徑
56/46 35/31 58 68
73/63 45/39 76 85
89/78 55/50 92 105
114/100 83/76 117 127~131
 

11.3.5 雙壁主動鑽杆

上下(xià)端分(fēn)别與氣水龍頭和雙壁鑽杆連接,内徑與雙壁鑽杆内徑一(yī)緻,外(wài)壁可根據不同的夾持方式選擇圓形、方形、六方形等。

11.3.6 雙通道氣水龍頭

中(zhōng)心通道輸送返上的岩屑流體(tǐ),内徑應與雙壁鑽杆内徑一(yī)緻,旁側通道輸入高壓空氣, 經雙壁管環狀間隙送至孔底。

11.3.7 鵝頸管

連接氣水龍頭與排渣管,宜采用較大(dà)曲率半徑,内徑應與雙壁管内徑一(yī)緻。

11.3.8 排渣管

連接鵝頸管與樣品收集裝置的軟管,口徑應大(dà)于鵝頸管内徑,内壁平滑。

11.3.9 附屬器具

11.3.9.1 外(wài)環封隔器
鑽杆外(wài)徑與孔壁間隙過大(dà)時,需用封隔器,迫使孔底氣流進入中(zhōng)心通道形成良好的反循環。

11.3.9.2 反吹接頭

當反循環氣流不暢或發生(shēng)堵塞時接入反吹接頭,變反循環爲正循環,起到解除堵塞的作用。

11.3.9.3 岩心卡斷器

完整地層采用貫通式鑽頭時,需在鑽頭上加接岩心卡斷器,使岩心斷爲短節。
 

11.4 鑽進工(gōng)藝

 
11.4.1 鑽進方法和适用地層
空氣反循環鑽進主要采用潛孔錘鑽進、牙輪鑽進、刮刀鑽進等全面鑽進方法,以岩石碎屑爲樣品。各種方法适用的地層見表 24。

 

 24 不同鑽進方法用的地層

 
鑽進方法
地層條件
堅硬 中(zhōng)硬 松軟 破碎 湧水
常規潛孔錘鑽進 O × O
貫通式潛孔錘鑽進 O × O O
牙輪鑽頭鑽進 O O O
合金取心鑽頭鑽進 × O
複合片取心鑽頭鑽進 O O
刮刀鑽頭鑽進 × ×
注:●—完全适合 O—基本适合 ×—不适合
 
11.4.2 潛孔錘鑽進
11.4.2.1 鑽進技術參數選擇
11.4.2.1.1 鑽壓應小(xiǎo)于回轉鑽進壓力,一(yī)般爲鑽頭直徑每毫米 80N~150N。
11.4.2.1.2 轉速不應過高,一(yī)般爲 20r/min~60r/min。
11.4.2.1.3 風量應滿足潛孔錘所需工(gōng)作風量和岩樣上返所需風量的要求,一(yī)般爲 5m3/min~
10m3/min。在孔内有水位壓力的情況下(xià),應考慮空氣受壓體(tǐ)積縮小(xiǎo)的因素,進一(yī)步增大(dà)風量。
11.4.2.1.4 風壓在孔内無水的情況下(xià),需達到潛孔錘的額定工(gōng)作壓力;在有水位時,要增加克服背壓,頂開(kāi)水柱的壓力。

11.4.2.2 基本技術要求

11.4.2.2.1 一(yī)般選用中(zhōng)頻、大(dà)沖擊功的潛孔錘及配套球齒鑽頭。
11.4.2.2.2 入孔前送風檢查潛孔錘是否正常啓動,并加注潤滑油。
11.4.2.2.3 在加接鑽杆時向鑽杆内注入潤滑油,或采用注油泵潤滑潛孔錘。
11.4.2.2.4 應防止鑽具堵塞和接頭松動。
11.4.2.2.5 地層變軟應提鑽變換鑽具組合或改變鑽進方法。

11.4.3 牙輪鑽進

11.4.3.1 鑽進參數選擇
11.4.3.1.1 鑽壓爲鑽頭直徑每毫米 300N~600N。
11.4.3.1.2 轉速 30r/min~60r/min。
11.4.3.1.3 風量 3m3/min~10m3/min。

11.4.3.2 基本技術要求

11.4.3.2.1 中(zhōng)硬地層選擇鑲齒牙輪鑽頭,軟岩選擇銑齒牙輪鑽頭。
11.4.3.2.2 新鑽頭入孔需低鑽壓、低轉速跑合 1h 左右再逐步加至正常值。
11.4.3.2.3 避免鑽頭長時間處于掃孔和劃眼、擴孔狀态。

11.4.4 刮刀鑽進

軟地層中(zhōng)可采用全面鑽進用的三翼合金鑽頭、十字型鑽頭等。鑽進技術參數可參照牙輪鑽頭,鑽壓應适當降低。

11.4.5 鑽進操作要求

11.4.5.1 開(kāi)孔時采用常規鑽進方法穿過松散覆蓋層,下(xià)入孔口管或套管後,再開(kāi)始空氣反
循環鑽進。
11.4.5.2 鑽進中(zhōng)應随時觀察上返岩礦樣品,及時掌握地層變化,調整鑽進參數或改變鑽進工(gōng)藝和鑽具組合。

11.4.5.3 每個采樣回次末或加接鑽杆時,應強風吹孔 1min~3min,排淨孔内岩屑,保證不混樣。
 

11.5 空氣介質種類與特性

 
以空氣爲主體(tǐ)的沖洗介質有幹空氣、霧化氣、泡沫、氣水混合物(wù)等形态,其特征及應用範圍見表 25。
 

 25 空氣鑽進沖洗質特征及應用範圍

 
類 型
 
組 分(fēn)
 
密度kg/m3
上返
速度m/s
空氣 體(tǐ)積比
 
應 用 範 圍
幹空氣 空氣 1.29 15~25 100 無水地層、幹孔
霧化氣 空氣、水 1.8~2.3 15~25 99.95 潮濕地層、捕塵
泡沫 空氣、水、泡沫劑 5 10 99.5 潮濕地層、漏水地層、捕塵
氣水混合物(wù) 空氣、水 100 以上 10 80 含水地層、注水
 
11.5.1 幹空氣鑽進
幹空氣由于攜帶岩粉、冷卻鑽頭、清洗孔底的作用相對較低,其上返流速應達到 15m/s~ 25m/s。

11.5.2 霧化鑽進

在潮濕地層中(zhōng)鑽進時,爲解決泥包、泥堵和岩粉粘附孔壁等問題,應采用氣水體(tǐ)積比2000/1~3000/1 的霧化鑽進。

11.5.3 泡沫鑽進

在潮濕地層中(zhōng)爲穩定孔壁、增大(dà)攜粉能力,宜加入 0.3%~1.0%無毒、無污染的發泡劑, 形成氣液體(tǐ)積比 200/1~300/1 的泡沫。

11.5.4 氣水混合鑽進

在含水地層中(zhōng),應增大(dà)水在空氣中(zhōng)的比例,形成氣、水、岩屑三相混合流,增大(dà)排屑能力。
 

11.6 除塵與消泡

 
11.6.1 孔内排出幹粉岩屑時,要采取有效防塵措施:
a) 從旋流器溢氣口引流到下(xià)風口 15m 外(wài),再用噴水除塵或袋式除塵法除塵;
b) 從進氣口注水,霧化鑽進降塵;
c) 操作者用口罩、工(gōng)作服防護。
11.6.2 泡沫液流的返出口應有消泡裝置,宜選用簡單易行又(yòu)利于泡沫回收再利用的機械作用消泡法。
 

11.7 樣品的收集與縮分(fēn)

 
11.7.1 從孔内連續返出的攜帶岩礦樣品的流體(tǐ)經過旋流器進行分(fēn)離(lí),空氣從旋流器上口溢

出,下(xià)口排出岩屑作爲樣品。
11.7.2 樣品按出孔順序以一(yī)定間隔分(fēn)段采集、裝袋、編号,标明對應孔段。分(fēn)段長度根據不同的地質要求确定,一(yī)般 0.3m~1.5m。
11.7.3 分(fēn)段采集到的樣品應按規定合理縮分(fēn),選取送檢樣品。
11.7.4 樣品的采集有先采集後縮分(fēn)和先縮分(fēn)後采集兩種方式:
a) 返至地面的岩屑氣流首先進入由大(dà)、小(xiǎo)兩個并列旋流器組成的沉降桶内進行分(fēn)離(lí), 岩樣從下(xià)口排出,其中(zhōng)小(xiǎo)旋流器排出的樣品約占總量的 1/10,該樣品作爲送檢樣和副樣;
b) 将返至地面的岩屑按取樣間隔收集,再分(fēn)别送到分(fēn)樣器進行縮分(fēn),可獲得兩份相當于總量 1/8 的樣品,作爲送檢樣和副樣。
11.7.5 沉降桶小(xiǎo)旋流器排出的相當于總量 1/10 的樣品還可以直接連續進入一(yī)個“腸衣”式
的塑料袋中(zhōng),形成碎屑組成的“柱狀岩心”,可以觀察、分(fēn)析和準确判定層位,并取樣送檢及留副樣。
11.7.6 當樣品中(zhōng)大(dà)量含水時,應采用濕式分(fēn)樣器縮分(fēn),收集 1/16 的含水樣品,用桶沉澱後
再取樣送檢和留副樣。
 

11.8 常見問題的處理方法

 
11.8.1 岩樣上返堵塞處理
岩樣在上返途中(zhōng)相互擠卡形成堵塞,緻使鑽進無法進行。應将鑽具提離(lí)孔底一(yī)段距離(lí)再放(fàng)下(xià),反複幾次可解堵;若無效可換上反吹接頭,改反循環爲正循環,利用高壓氣流排堵。

11.8.2 雙壁管環隙堵塞處理

由于操作不當使大(dà)量岩屑從轉換接頭内吸入環隙造成堵塞,緻使氣路不通無法鑽進。要求嚴格按規程操作,邊送風邊下(xià)鑽,停鑽時緩慢(màn)開(kāi)啓排氣閥。

11.8.3 泥環卡鑽處理

孔内潮濕時,岩粉逐漸粘滞、聚結在孔壁或鑽杆外(wài)壁,形成泥環卡鑽。應避免強力起拔造成泥環擠壓卡死鑽具,盡量下(xià)放(fàng)鑽具,換上反吹接頭正循環沖孔,清洗、潤滑解卡。采用霧化和泡沫鑽進通常可以防止泥環産生(shēng)。

11.8.4 坍塌埋鑽處理

在易發生(shēng)垮塌埋鑽的破碎松散地層,可采用套管封隔。

11.8.5 夾鑽處理

前一(yī)回次鑽頭外(wài)徑逐漸磨損緻孔徑變小(xiǎo),下(xià)入的新鑽頭擠卡在小(xiǎo)徑孔壁中(zhōng)時,嚴禁強壓硬轉,應送風震擊,輕提慢(màn)轉,逐步脫卡。下(xià)鑽前應測量鑽頭外(wài)徑,新入孔鑽頭外(wài)徑應不大(dà)于舊鑽頭外(wài)徑。
 
 

12 沖洗液

 
 

12.1 類型和應用地層

 
12.1.1 清水和自然造漿
完整和孔壁穩定地層采用清水作沖洗液,鑽遇黏土類地層時,岩屑與清水混合并分(fēn)散形成自然造漿。

12.1.2 細分(fēn)散泥漿

鈉膨潤土粉或鈣膨潤土粉加純堿(碳酸鈉)用淡水攪拌形成穩定的懸浮液,即細分(fēn)散泥漿,适于孔壁較穩定的地層。

12.1.3 粗分(fēn)散泥漿

細分(fēn)散泥漿中(zhōng)加入石灰、石膏、NaCl、CaCl2 和海水一(yī)類的絮凝劑和其他處理劑,形成适度絮凝的粗分(fēn)散泥漿。主要有鈣處理泥漿(石灰泥漿、石膏泥漿、氯化鈣泥漿)、含鹽泥漿(鹽水泥漿、飽和鹽水泥漿、海水泥漿)和鉀基泥漿等。适于較複雜的水敏性地層、鹽堿地層和淺海鑽探。

12.1.4 不分(fēn)散低固相(聚合物(wù))沖洗液

以具有選擇性絮凝作用的高分(fēn)子聚合物(wù)如部分(fēn)水解聚丙烯酰胺(PHP)等爲主要處理劑, 保留泥漿中(zhōng)優質造漿黏土,絮凝劣質土和鑽屑,便于地表沉除,保持泥漿低固相和良好的 剪切稀釋性能。該類泥漿适應性強,特别适于中(zhōng)硬地層。

12.1.5 無固相沖洗液

清水中(zhōng)不加黏土隻加化學處理劑。主要有合成高聚物(wù)沖洗液、天然植物(wù)膠沖洗液、生(shēng)物(wù)聚合物(wù)(XC)沖洗液、水玻璃+PHP 沖洗液等。适于穩定地層和一(yī)般的水敏性地層鑽進。
 

12.2 沖洗液常用材料和化學處理劑

 
沖洗液由基礎配漿材料及處理劑兩部分(fēn)組成。基礎配漿材料是指在配漿中(zhōng)用量較大(dà)的基本組份,主要有水和黏土,沖洗液材料應符合 GB/T 5005 的規定,優先使用鈉膨潤土; 化學處理劑用于改善和穩定沖洗液性能,滿足護壁要求。岩心鑽探常用的處理劑參見附錄 A
(資(zī)料性附錄)。
 

12.3 沖洗液主要性能指标

 
沖洗液主要性能指标包括密度、流變性、濾失性、酸堿度、含砂量、抑制性和潤滑性等。沖洗液主要性能測試程序參見附錄 A(資(zī)料性附錄)。
 

12.4 現場沖洗液的配制與維護

 
12.4.1 循環系統
泥漿池和沉澱池的容量要根據機場環境來确定,通常不低于設計鑽孔總容量的 3~5 倍。一(yī)般 10m3~15m3,條件困難時可用容量 1m3~2m3 鐵闆箱代替。循環槽長度一(yī)般應 10m~15m 以上,内寬 220mm~250mm,坡度 1/100~1/80,每隔兩米可交錯安置一(yī)個擋闆;池槽應做防滲處理,周邊用磚石和混凝土加固。

12.4.2 現場配漿

現場配漿的基本計算參見附錄 A(資(zī)料性附錄)。

12.4.2.1 配漿裝備

每台鑽機應配泥漿攪拌機和一(yī)個 0.2m3~0.3m3 處理劑容器。

12.4.2.2 配漿步驟

a)準确了解處理劑性能、配伍範圍和參考用量;  b)根據鑽孔設計任務書确定沖洗液性能指标和配方; c)按配方計算配漿材料用量,并嚴格計量加入;

d) 操作順序。先加水;用鈣膨潤土配漿時,應将土粉重量 5%~8%的純堿先加到攪拌機内,再加鈣土粉攪拌均勻,靜置 24 h 鈉化後加入處理劑;鈉膨潤土配漿,可直接加到攪拌機中(zhōng),按水、土、處理劑的順序加入,充分(fēn)攪拌後直接使用;
e) 用檢測儀器測定新漿性能,合格後方可使用。

12.4.2.3 加入順序

若需加入幾種處理劑,應按照先加分(fēn)子量小(xiǎo)的無機化學材料,再加有機高分(fēn)子化學材料。

12.5 維護與管理

12.5.1 施工(gōng)中(zhōng)需要用多種、消耗量大(dà)或很難溶解的化學處理劑時,應在接近水源池的循環
槽邊放(fàng)置處理劑容器,将處理劑預先用水溶解,循環過程中(zhōng)緩慢(màn)流入循環槽。
12.5.2 使用沖洗液的現場應配備漏鬥黏度計、比重秤、失水量儀、含砂量儀和 pH 試紙(zhǐ);泥漿管理員(yuán)每班至少測定一(yī)次沖洗液的常規性能,并将測得的數據記入班報表内。
12.5.3 清除循環系統中(zhōng)的岩屑和泥砂,固相控制在規定範圍之内;固控設備宜選用小(xiǎo)型旋流除砂器和離(lí)心除泥機。
12.5.4 根據孔内情況及時調整沖洗液性能。
12.5.5 需要轉化沖洗液類型時,應在實驗室内先做試驗,确定轉化程序。
12.5.6 使用化學處理劑要注意防毒、防腐蝕。現場和實驗室應配備必要的勞動保護用品。
12.5.7 新工(gōng)區、新礦種勘探,要根據地層條件、鑽進方法,在實驗室内确定沖洗液類型,
選擇合适的處理劑,設計經濟、合理的配方。
 

12.6 防止繩索取心鑽杆内壁結垢對沖洗液的性能要求

 
a) 低固相:膨潤土加量一(yī)般不超過 4%,漿液密度不高于 1.02g/cm3~1.03g/cm3;
b) 固相控制:固相粒度的 80%~90%控制在 15μm~20μm 以下(xià);
c) 低黏低切:視黏度<3mPa.s~5mPa.s,屈服值<0.05Pa~0.1Pa,靜切力 IG/10G 趨于零。相當于蘇氏漏鬥黏度 18s 左右;
d) 失水量:一(yī)般失水量≤15ml/30min。
 

12.7 廢漿處理

 
12.7.1 根據鑽孔設計深度,鑽前選擇合适位置挖掘一(yī)個廢漿池,收集循環系統排出的廢液。
12.7.2 終孔後,将廢棄的沖洗液泵到廢漿池中(zhōng),摻入水泥、石灰類絮凝固化材料,硬化後
掩埋處理。
 
 

13 護壁和堵漏

 
 

13.1 不同地層和應力異常帶的護壁措施

 
13.1.1 完整、孔壁穩定地層
可采用清水作沖洗液。金剛石鑽探、斜孔或定向孔、深鑽應加入潤滑減阻劑。優先選用陰離(lí)子型潤滑劑,鑽進含鈣離(lí)子地層宜選用複合型潤滑劑。爲改善攜帶岩屑能力,亦可使用細分(fēn)散泥漿、低固相或無固相沖洗液。潤滑劑參考用量:清水 0.3%~0.5%,泥漿 1.0%~1.5%。

13.1.2 松散、破碎地層

a) 接近地表的無膠結的粉砂、流砂和風化層,一(yī)般采用高黏度(50s~60s 以上)細分(fēn)散沖洗液快速通過後下(xià)孔口管或表層套管隔離(lí);
b) 一(yī)般破碎帶可選用高分(fēn)子聚合物(wù)(加量 0.5%~1.0%)或廣譜類護壁劑(加量 2%~ 3%),采用小(xiǎo)泵量循環;
c) 鑽進斷層破碎帶時,快速穿過後,應注水泥重新造壁;斷層帶存在徑流地下(xià)水時, 宜用速凝漿液造壁并堵漏;
d) 破碎帶孔段過長或無法快速穿過時,可跟管鑽進。

13.1.3 水敏性地層

a) 遇水膨脹地層應選用抑制性沖洗液。含鉀離(lí)子的處理劑對滲透水化抑制性最好,铵鹽和陽離(lí)子聚合物(wù)次之;
b) 遇水崩解地層宜用塗抹效果好的低軟化點瀝青類處理劑封堵(≤3%),成膜樹(shù)脂類和高分(fēn)子聚合物(wù)次之;
c) 蒙脫石泥岩和伊利石頁岩交互存在的伊蒙混層,可選擇含鉀離(lí)子、瀝青和高分(fēn)子聚合物(wù)複配或複合的廣譜型處理劑;
d) 千枚岩、糜棱岩、蝕變凝灰岩、蝕變粗安斑岩、高嶺石化和絹雲母化類地層遇水有不同程度的分(fēn)散和剝落,可采用含高分(fēn)子聚合物(wù)(0.1%~0.5%)的低固相沖洗液或具一(yī)定抑制性的粗分(fēn)散型沖洗液;
e) 高分(fēn)子聚合物(wù)的包被作用可防止岩屑分(fēn)散造漿。加入 0.5%~1.5%潤滑劑可預防粘附卡鑽。

13.1.4 水溶性地層

鑽進岩鹽和天然堿層可選用飽和鹽水泥漿。穿過厚鹽層後,應選用欠飽和鹽水沖洗液; 鑽進芒硝和石膏層可用粗分(fēn)散型的石膏沖洗液。

13.1.5 構造應力異常帶

鑽進構造應力異常帶時,提鑽後易造成卡埋鑽。在鑽進時,宜逐步提高沖洗液密度處理。

13.1.6 護壁鑽進要求

a) 提鑽前應調整好沖洗液性能(适度加重爲主),保持孔底清潔;
b) 孔壁不穩定時,應降低提下(xià)鑽速度;
c) 提鑽時應該連續回灌沖洗液,禁止使用清水;
d) 鑽具結構和級配合理,彎曲鑽具不得入孔; e)采用合理的鑽進技術參數;
f)發現孔壁不穩征兆,立即采取措施。
 

13.2 套管護壁

 
13.2.1 孔口管
爲保護孔口穩定,應牢固埋設孔口管。

13.2.2 護壁套管

鑽進不穩定地層或遇溶洞、老窿、暗河及承壓水、氣地層,在沖洗液護壁不能奏效、水泥很難固壁時應下(xià)套管護壁。

13.2.3 下(xià)套管前的準備

a) 應清除孔内的殘留岩心、沉砂;
b) 檢查套管質量,管材應符合标準,用鑽頭或套管接頭通過準備下(xià)入孔内的全部套管;
c) 檢查要下(xià)入孔内套管的接頭螺紋;

d) 準确丈量每根套管長度,編号排隊,并記錄在班報表上;
e) 準備齊全下(xià)套管的工(gōng)具。

13.2.4 下(xià)套管要求

a) 套管下(xià)端應安裝套管鞋和木引鞋,在套管外(wài)壁塗抹黃油類潤滑劑并在潤滑層外(wài)纏繞一(yī)層 PVC 塑料薄膜,薄膜外(wài)再塗一(yī)層黃油;
b) 下(xià)管時套管螺紋應擰緊,每節套管螺紋應塗松香防滑劑或其它防脫扣的材料;
c) 擰卸套管禁用管鉗,應用鏈鉗或自由鉗;
d) 在地層破碎、松散孔段,應嚴格控制下(xià)管速度;
e) 套管鞋要盡可能坐在基岩硬盤上,下(xià)端用水泥或黏土封固 2m 左右;其上端(孔口) 要嚴密封閉,用環形鋼闆與孔口管焊接;
f) 套管與孔壁之間應灌滿泥漿;
g) 套管起拔特别困難及容易出現套管底部懸空的礦區和鑽孔,可使用反絲套管,但上部應固定,防止倒扣。

13.2.5 起拔套管

13.2.5.1 終孔後應起拔回收孔内套管。
13.2.5.2 下(xià)割管器割斷套管下(xià)端封固段。
13.2.5.3 用千斤頂起拔松動套管後,再用升降機逐根起拔。
13.2.5.4 套管起拔困難,可先用震擊器(或吊錘)震松,再用千斤頂起拔。
13.2.5.5 震擊器無效時,可用割管器分(fēn)段割開(kāi)孔内套管,用絲錐分(fēn)段起拔。
 

13.3 堵漏與止湧

 
13.3.1 漏失判斷
a) 鑽進中(zhōng)發現漏失,應記錄漏失時的孔深、沖洗液性能、泵壓變化以及孔口返漿狀态;
b) 提鑽檢查取出的岩心,是否存在松散、孔隙、裂隙、溶洞或節理發育等漏失通道;
c) 鑽具全部提出後,用測繩測量孔内穩定水位和鑽杆濕痕位置;
d) 參考鄰孔和本孔裸眼段鑽進漏失情況,綜合判斷漏失層位和漏失量;
e) 有條件的施工(gōng)單位,可用物(wù)探儀器(井溫測試、示蹤原子測量、電阻測量、超聲波測量)或專用測漏儀(壓力傳感器、旋轉葉片式流量計)判斷漏失層位置。

13.3.2 防漏措施

a) 盡量采用低密度低失水沖洗液鑽進;
b) 在易漏地層中(zhōng)鑽進,要控制泵壓、泵量和提下(xià)鑽速度;發現微小(xiǎo)漏失,應加入 1%~ 2%的随鑽堵漏材料;
c) 下(xià)鑽時,不得在已知(zhī)漏層位置開(kāi)泵。

13.3.3 漏失類型和堵漏方法

13.3.3.1 孔隙與微裂縫漏失時,漏失量小(xiǎo),孔口能夠返流,宜采用如下(xià)措施:
a) 靜止堵漏。發現漏失後立即停鑽,上提鑽具一(yī)定高度,停泵靜止幾小(xiǎo)時,孔内液位不再下(xià)降,可繼續鑽進;
b) 惰性材料堵漏。加入 3%左右的惰性堵漏材料随鑽循環,在漏失位置架橋封堵;
c) 交聯封堵。部分(fēn)水解聚丙烯酰胺(PHP)或水解聚丙烯腈鈉鹽(HPAN)沖洗液中(zhōng)加入CaCl2、石灰或水泥作交聯劑。
13.3.3.2 壓差引發的漏失宜采用如下(xià)措施:
a) 降低泥漿密度。鑽進中(zhōng),循環液流的液柱壓力過大(dà)壓裂(漏)地層,可以采用逐步稀釋泥漿、降低泥漿密度,使之與低孔隙壓力的地層平衡止漏;

b) 充氣泥漿止漏。通過向泥漿充氣,降低泥漿密度(0.60g/cm3~0.95g/cm3)的方法達到止漏目的;
c) 單向壓力屏蔽。将 1%~3%的液體(tǐ)套管随鑽封堵,壓力消失或降低後自行解堵。
13.3.3.3 裂縫和破碎帶漏失宜采用如下(xià)措施:
a) 采用高失水劑如DTR 堵劑、PCC 堵劑和狄塞爾堵漏劑。堵漏漿液在液柱壓力下(xià)迅速失去(qù)水分(fēn),在孔壁形成一(yī)層緻密、具有較高強度的濾餅封堵漏失層;
b) 水泥護壁堵漏。選擇速凝、早期強度高、密度低的硫鋁酸鹽水泥,也可用普通矽酸鹽水泥加速凝劑、早強劑。現場施工(gōng)前應檢測水泥漿性能指标,包括水灰比,漿液密度、初凝和終凝時間、流動度、可泵期。然後用平衡法灌水泥漿。
13.3.3.4 湧漏交替或漏失帶存在徑流宜采用如下(xià)措施:
a) 速凝漿封堵。可先灌注部分(fēn)速凝膠體(tǐ),在漏層通道狹窄處凝固,然後再注入普通水泥漿。要選定速凝膠體(tǐ)的配方,并根據漏失層深度計算漿液輸送時間,确定配方加量,并預先在地表做試驗;
b) 軟膠塞速凝漿液封堵。采用柴油、水泥、膨潤土不加水配成漿液。在 48h 内不會凝固,但在孔内遇水後很快膠凝。

13.3.3.5 大(dà)裂縫和溶洞漏失

a) 充填與堵漏液複合封堵。從孔口投入碎石粗砂水泥球至孔底,之後灌注堵漏漿液;
b) 大(dà)型尼龍袋橋堵。将鑽杆用銷釘或安全接頭與有彈性的橄榄形的大(dà)尼龍袋連接,并下(xià)放(fàng)到溶洞漏失部位後,從孔口注入定量的水泥漿,硬化後掃水泥塞成人造孔段。

13.3.4 止湧和抑湧

13.3.4.1 鑽遇承壓水層或中(zhōng)高溫地熱(>100℃)發生(shēng)井湧或井噴,應用平衡地層壓力鑽井
技術、提高沖洗液的密度抑湧或止噴。
13.3.4.2 湧水量大(dà)或其他原因使抑湧控制困難時,可采用軟膠塞速凝漿液封堵止湧。
 
 

14 鑽孔軌迹測量

 
 

14.1 一(yī)般規定

 
14.1.1 根據鑽孔設計要求和工(gōng)作地區的地層特性,選擇測斜方法和測斜儀器類型。
14.1.2 鑽孔方位通常使用磁性測斜儀器測量。在受磁性幹擾地區或磁性礦區測量鑽孔方位
時,應使用陀螺測斜儀或其他非磁性測斜儀器。單純測量鑽孔頂角時,可以使用氫氟酸測斜方法或機械頂卡式測斜儀器。
14.1.3 嚴格按照各類儀器的使用說明操作。
14.1.4 測斜時要保證測斜儀器軸線與所測點處鑽孔軸線平行。
14.1.5 測斜儀器使用前應經過校驗與調整,保證性能達到要求。
14.1.6 使用定時裝置測斜時,應保證儀器探管在孔内有足夠的穩定時間。
14.1.7 用鑽杆下(xià)放(fàng)測斜儀器探管時,操作要輕、穩,禁止快速下(xià)放(fàng)或猛拉。
14.1.8 測量時應保證儀器探管密封并注意防震。
14.1.9 同一(yī)測點的兩次讀數差異較大(dà)時,應重新測量。
14.1.10 作好測量數據的原始記錄和保存工(gōng)作。
14.1.11 測量結束後,應按說明書規定對測斜儀器進行保養并妥善保管。

14.2 鑽孔軸線軌迹簡便計算方法

 
14.2.1 鑽孔軸線空間位置計算采用直角坐标系,一(yī)般定義 Y 軸正向爲正北方向,或定義 X 軸爲勘探線方向(斜孔設計方向)。
14.2.2 鑽孔軸線的空間位置用軸線上每一(yī)點的三維坐标表示。
14.2.3 爲簡化計算過程,常将鑽孔軸線軌迹視爲三維折線。
14.2.4 一(yī)般采用均角全距法或全角半距法計算每一(yī)測點三維坐标。
 
 

15 孔内事故的分(fēn)類和預防處理

 
 

15.1 孔内事故分(fēn)類

 
15.1.1 卡、埋、燒鑽事故
孔内鑽具由于卡阻、塌埋、燒結、吸附而無法回轉和提動。

15.1.2 鑽具事故

孔内鑽具折斷、脫扣、墜落。

15.1.3 套管事故

套管整體(tǐ)下(xià)滑、中(zhōng)間斷開(kāi)、管壁損壞等。

15.1.4 落物(wù)事故

孔内掉入鑽頭、工(gōng)具等堅硬小(xiǎo)物(wù)件。
 

15.2 預防孔内事故的基本要求

 
15.2.1 加強機台生(shēng)産技術管理,增強工(gōng)作人員(yuán)責任心,認真執行各項規章制度,嚴格遵守施工(gōng)設計和操作規程,杜絕違章作業。
15.2.2 全面了解工(gōng)區環境與地質情況,制定孔内事故防治預案。
15.2.3 注意設備、鑽具、機具、儀表的檢查維護,确保運行正常、工(gōng)作可靠。
15.2.4 注重沖洗液性能的調配和維護。
15.2.5 在深孔或複雜地層施工(gōng)應制定專門的安全技術措施。
15.2.6 采用高效鑽進技術快速通過不穩定地層;或應用繩索取心、雙壁反循環等先進鑽進
技術進行滿眼鑽進随鑽護壁,減少事故發生(shēng)。
 

15.3 處理孔内事故的基本要求

 
15.3.1 處理事故應按照先簡易、後複雜的步驟進行,依序爲:
a) 第一(yī)步從提、打、震、撈、沖、抓、吸、粘、竄、頂等較簡單易行的方法中(zhōng)選取;
b) 第二步用反、套、切、鈎等方法;
c) 第三步用剝、穿、掃、泡等方法;
d) 第四步用繞、炸等方法。
15.3.2 鑽探機場應配備絲錐、千斤頂、吊錘、導向器、磨孔鑽頭、削鐵鑽頭等事故處理工(gōng)具。事故多發地區還應備有反絲鑽杆、撈矛、打撈鈎、反管器、震動器、磁力打撈器等專用處理工(gōng)具,并妥善保管。

15.3.3 事故發生(shēng)後,應查清并詳細記錄事故發生(shēng)的孔深、機上餘尺、事故鑽具的位置、規格類型、數量,并根據事故鑽具損壞情況,正确分(fēn)析判斷孔内情況,采取相應的處理措施。
15.3.4 在遇到孔壁不穩定、不能連續排除事故時,應先用優質泥漿護孔,保持孔壁穩定後再處理事故,防止孔内事故複雜化。
15.3.5 用升降機提拉孔内事故鑽具前,應對鑽塔、鑽機固定螺絲、提升系統進行全面檢查。
15.3.6 用鑽機油缸和升降機同時頂拉事故鑽具時,先以油缸最大(dà)額定上頂力将鑽具頂緊,
再用升降機繼續提拉。卸載時,先松升降機後打開(kāi)油缸回油閥,不允許用升降機承受全部載荷。
15.3.7 鑽進中(zhōng)發生(shēng)鑽具折斷或脫落事故,用絲錐對好後,應立即提鑽,不允許繼續鑽進和
卡取岩心。
15.3.8 任何時候均應蓋好或遮嚴孔口,防止落物(wù)掉入。
15.3.9 交接班時,交班班長要将本班采用的工(gōng)具、方法、步驟以及取得的進展等情況詳細
向接班班長交代清楚。處理事故時,各崗位要按人員(yuán)的技術熟練程度明确分(fēn)工(gōng),密切配合, 防止事故複雜化。
15.3.10 複雜事故由機長主持處理。短期内不能排除的重大(dà)事故可由上級部門召開(kāi)處理事故
會議,确定處理方案,由機長遵照執行。
15.3.11 短時間難以處理好的複雜事故,可封閉事故頭上方,采用側鑽繞障的方法處理。
 

15.4 卡、埋、燒鑽事故的預防和處理

 
15.4.1 事故的預防
15.4.1.1 鑽進過程中(zhōng),遇到動力機響聲異常、鑽參議表數值升高、鑽具回轉阻力增大(dà)、提
鑽困難、孔口沖洗液突然中(zhōng)斷或泵壓升高、孔内有異常響聲、岩心堵塞等情況,應及時提鑽。
15.4.1.2 提鑽發現鑽具上有嚴重泥包或取粉管内有大(dà)粒岩屑、掉塊或淤泥時,應調整泥漿性能。
15.4.1.3 孔底岩粉高度超過 0.3m 時要采取處理措施。
15.4.1.4 在研磨性較強的岩層中(zhōng),使用金剛石和針狀合金鑽進時,應控制回次鑽進時間,
防止磨漏岩心管。
15.4.1.5 使用噴反鑽具前,應檢查水路是否通暢,承噴器有無雜物(wù)堵塞,以及是否組裝正确。下(xià)鑽後,應先接上機上鑽杆開(kāi)泵通水,再慢(màn)放(fàng)到底。不允許用鑽具探測岩粉厚度。
15.4.1.6 在複雜地層中(zhōng)鑽進,可使用防事故安全接頭。
15.4.1.7 鑽進過程中(zhōng),出現機械故障、停待或沖洗液突然嚴重漏失等情況時,應采取措施
将鑽具提升到安全孔段。
15.4.1.8 金剛石鑽進時,鑽杆螺紋連接應密封可靠。泥漿泵工(gōng)作狀态要保持良好。在易坍塌岩層中(zhōng),提鑽時要進行鑽孔回灌。
15.4.1.9 發現鑽具回轉遇阻時,應立即上下(xià)活動鑽具,并保持沖洗液循環,不允許無故關泵。
15.4.1.10 鑽具提鑽中(zhōng)途遇阻時,應設法轉動和竄動鑽具,不許猛拉硬提。
15.4.1.11 發現燒鑽征兆時,應迅速将鑽具提離(lí)孔底,不允許停車(chē)。

15.4.2 事故的處理

15.4.2.1 卡鑽初期盡可能維持大(dà)泵量循環,并經常轉動鑽具和上下(xià)竄動鑽具。在分(fēn)析确定
卡鑽原因的基礎上分(fēn)别采用不同的處理方法:
a) 發生(shēng)鍵槽卡鑽事故,應設法将被卡鑽具導出,然後修整鍵槽處孔壁,不得強力提拔。修整孔壁鍵槽應不斷改換鑽具的位置和方位,接長岩心管進行擴孔,或使用帶銑刀

刃的岩心管接頭向上反掃破壞鍵槽;
b) 處理掉塊卡鑽開(kāi)始以提、竄爲主,繼而用拉頂結合或增加工(gōng)作鋼絲繩數來增大(dà)提升能力。提、頂、竄無效時,應采用震、打等方法解卡;
c) 處理泥包、泥皮粘附卡鑽和岩粉埋鑽可以采用油浴或堿水浴解卡法。首先降低沖洗液密度,再将一(yī)定數量的石油、廢柴油或廢機油通過泥漿泵壓注到卡鑽事故孔段, 浸泡 8h~16h,每隔 1.5h~2h 上下(xià)活動鑽具一(yī)次;亦可注入 2%~3%純堿溶液浸泡解卡;
d) 鹽酸浴解卡法是石灰岩地層解卡的有效方法。将 3%~5%濃度的稀鹽酸溶液通過鑽柱或孔口注入孔内,浸泡 1h~2h,并輔助活動鑽具,配合拉頂一(yī)般可以解卡。
15.4.2.2 上述方法處理無效後,将鑽杆全部返回,再用削、磨鑽頭,将異徑接頭消滅。也
可用小(xiǎo)徑鑽頭掃透異徑接頭并掃掉岩心,下(xià)入公錐撈取岩心管。無效時,采用磨、切法逐段消滅。
15.4.2.3 處理燒鑽拉、頂無效時,可用反絲鑽杆全部返回孔内鑽杆和接頭,再用專用掏心
鑽頭和小(xiǎo)徑鑽具透過事故鑽具 200mm~300mm,下(xià)絲錐撈取。無效時,再用擴孔(6 級以内岩層)套取或用磨削鑽頭處理。
 

15.5 鑽具折斷、脫落及跑鑽事故的預防和處理

 
15.5.1 事故的預防
15.5.1.1 各種管材、接頭、接箍均須按新舊程度分(fēn)類存放(fàng)和使用。每個機台都要備有檢查
鑽具磨損的量具。彎曲的鑽杆、岩心管,要及時校直。提升下(xià)降鑽具時,要觀察鑽具磨損程度,檢查不合格要及時更換。管材的彎曲和磨損應符合表 26 的規定。
 

 26 不同進方法管材彎曲和最大(dà)允許值

 
鑽進方法
鑽  杆 岩 心 管
直徑單邊磨損
mm
直徑均勻磨損
mm
每米彎曲
mm
 
磨損爲壁厚
每米長度彎曲
mm
硬質合金鑽進 2 3 3 1/3 2
金剛石鑽進 2 3 1 1/3 0.75
繩索取心鑽進 1 1.5 1 1/3 0.75
 
15.5.1.2 鑽杆、岩心管有裂紋、嚴重磨損和明顯變形、連接曠動等現象,不準下(xià)入孔内使用。
15.5.1.3 長期停用的管材、打撈工(gōng)具,在下(xià)孔前應經過嚴格檢查。
15.5.1.4 鑽進過程中(zhōng),出現泵壓表、孔底壓力指示表(拉力表)、電流表數值突然變化以及
鑽具重量減輕、動力機運轉輕快、進尺驟慢(màn)、提動鑽具有異常響聲、鑽具突然墜落、下(xià)鑽到底時實際機上餘尺與計算數字不符等情況,應立即停鑽檢查。
15.5.1.5 掃孔、擴孔、掃脫落岩心時,應挂好提引器,并控制下(xià)掃速度。
15.5.1.6 鑽具不得長時間懸空回轉。
15.5.1.7 采用拉、竄、頂、打等方法處理事故時,鑽杆螺紋易松脫,要經常用人力重新擰
緊。
15.5.1.8 鑽進遇阻力過大(dà),鑽具發生(shēng)急劇反轉時,不要急于提動鑽具和強行開(kāi)車(chē)。應先将鑽具慢(màn)擰上扣,再做處理。
15.5.1.9 鑽進中(zhōng)遇溶洞,要立即停鑽并試探溶洞深度。岩心管要保持足夠的長度,使用銳

利的硬質合金鑽頭并輕壓慢(màn)轉,穿過溶洞後視情況下(xià)入套管隔離(lí)溶洞。
15.5.1.10 提升鑽具遇連接螺紋緊、鑽具重量輕時,應先人工(gōng)擰松鑽杆,再用擰管機繼續卸扣,以免跑鑽。

15.5.2 事故的處理

15.5.2.1 一(yī)般規定
15.5.2.1.1 處理事故過程中(zhōng),絲錐碰不到事故鑽具上端時,不允許盲目超過預定部位向深
部試探。
15.5.2.1.2 采用掏心方法處理孔内岩心管事故時,一(yī)般應使用比事故鑽具小(xiǎo)兩級的鑽具。采用磨銑岩心管方法時,應使用加大(dà)外(wài)徑的實心平面鑽頭或帶導向的階梯鑽頭。
15.5.2.1.3 處理孔内多頭鑽杆事故時,應用打印法判明情況,先撈活頭。如幾個頭擠在一(yī)起,要先消除擠夾力,然後用反絲鑽杆依次反回。在未弄清楚孔内情況之前,不準下(xià)入正扣絲錐盲目撈取。

15.5.2.2 處理方法

15.5.2.2.1 事故頭較正,螺紋完好時,應用相應螺紋端對接打撈,事故頭爲外(wài)螺紋鎖接頭
和光鑽杆時,應合理選用絲錐,小(xiǎo)口徑金剛石鑽具隻能用公錐。
15.5.2.2.2 事故頭偏斜不嚴重時,可下(xià)帶導向罩的撈錐(公、母)撈取;鑽孔超徑,事故頭偏離(lí)中(zhōng)心較大(dà)時,可用彎鑽杆、撈鈎或磁力打撈器尋找事故頭。
15.5.2.2.3 事故頭磨損、變形、破損,一(yī)般用通天母錐或打撈器撈取,事故頭上有障礙物(wù), 應先去(qù)除。
15.5.2.2.4 推薦使用可退式打撈工(gōng)具,避免事故複雜化。

15.5.2.3 粗徑鑽具斷脫事故的處理

15.5.2.3.1 岩心管斷脫可在撈錐上接一(yī)彎鑽杆作導向。
15.5.2.3.2 管頭破損變形時,應用撈管器或卡管器打撈。
15.5.2.3.3 管頭有塌落物(wù)阻隔時,應先沖掃除去(qù)再打撈。

15.5.2.4 孔内鑽頭或金剛石胎體(tǐ)脫落事故的處理

15.5.2.4.1 撈脫落鑽頭應先将其内部岩心除去(qù),再用小(xiǎo)一(yī)級鑽頭或炮彈鑽頭擠夾,或套管
公錐對扣打撈。
15.5.2.4.2 打撈金剛石胎體(tǐ)可用抓筒、噴射反循環鑽具、粘筒或磁力打撈器。也可用掏心鑽頭,在孔底鑽一(yī)深 200mm 小(xiǎo)眼,将胎體(tǐ)碎屑沖落到小(xiǎo)眼内,然後換用原鑽頭鑽進取心,取上碎屑。亦可用磨孔鑽頭磨滅。
 

15.6 套管事故的處理

 
15.6.1 套管斷裂、脫節後,應将事故套管全部起拔後再重新下(xià)入,不準将上部套管坐在孔内下(xià)部套管上端繼續鑽進。
15.6.2 用擴孔方法處理套管事故時,擴孔鑽具應帶内導向裝置。
 

15.7 孔内落入工(gōng)具物(wù)件的處理

 
落入硬質合金、小(xiǎo)零件或工(gōng)具等,可用沖撈法、粘取法、抓套法、研磨法等處理。

15.8 測井事故的預防和處理

 
15.8.1 測井事故的預防
15.8.1.1 測井前,要查明欲測孔段的孔徑,換徑位置,以及泥漿性能,孔内有無遺留物(wù)和
孔壁完整程度等。
15.8.1.2 下(xià)入探管前,應用原鑽進鑽具進行通孔,并超過最大(dà)測深 5m。
15.8.1.3 測井前,要對探管、電纜(鋼絲繩)連接處,絞車(chē)制動裝置等進行嚴格檢查。下(xià)
放(fàng)探管要緩慢(màn),中(zhōng)途遇阻應将探管提出孔口,重新通孔排除障礙後,再下(xià)入探管。

15.8.2 測井事故處理

15.8.2.1 探管被卡,如上下(xià)活動無效,可用套、割等方法進行處理。下(xià)入打撈器具時,應
将電纜或鋼絲繩拉緊,避免器具轉動。
15.8.2.2 電纜或鋼絲繩脫斷,探管掉入孔内時,應先下(xià)撈矛撈取電纜或鋼絲繩,無效時再用無内刃、小(xiǎo)水口的合金鑽頭接配鑽具套取。
 

15.9 處理事故的安全規定

 
15.9.1 提拉事故鑽具,必要時應先安裝拉力表,認真檢查升降機系統,嚴禁提升力超過鑽塔和升降機、鋼絲繩、吊鈎等的額定負荷。
15.9.2 打吊錘時,要有專人指揮。吊錘下(xià)部鑽杆要安裝沖擊把手。打箍上部應連接鑽杆, 挂牢提引器并拉緊鑽杆。
15.9.3 使用千斤頂時,要墊實地梁。打緊卡瓦時,要用鐵錘墊打,卡瓦上部應貼緊卡死, 孔口要圍好,提引器要綁牢。頂拔時不得過猛,要有一(yī)定間歇時間。
15.9.4 反鑽具時,應使用鋼絲繩反管或棘輪反管等方法,不準使用管鉗反管。反管過程中(zhōng), 事故鑽具的正轉方向區域内不準站人,注意背鉗的牢靠。
15.9.5 進行孔内爆破作業時,要由具備資(zī)質的爆破手進行操作;下(xià)入爆破筒前,需用與爆破筒外(wài)形相近的鐵棒(鉛棒)試探;應采用并聯電雷管起爆;多餘爆破器材應由專人負責歸庫。
15.9.6 處理事故前、後應對現場作業設備、工(gōng)具及安全設施進行全面檢查。
15.9.7 采用上述各種方法處理孔内事故時,除直接操作人員(yuán)外(wài),其他人員(yuán)都要離(lí)開(kāi)危險區
域,非有關人員(yuán)不得進入場房。
 
 

16 鑽探工(gōng)程質量

 
 

16.1 鑽孔質量要求

 
鑽孔質量包括岩礦心采取率、鑽孔彎曲與測量間距、簡易水文觀測、孔深誤差測量與校正、原始報表和封孔等六項指标。

16.1.1 岩礦心采取率

16.1.1.1 根據設計部門或合同要求,可全孔取心、部分(fēn)孔段取心或全孔不取心。
16.1.1.2 在固體(tǐ)礦産勘探取心孔段中(zhōng),一(yī)般平均岩心采取率應達到 70%以上,礦心采取率
應達到 80%以上。有特殊要求時,按設計書或合同的規定執行。取心孔段的岩(礦)心采取

率按以下(xià)公式計算:
岩(礦)心采取率=[岩(礦)心長度/取岩(礦)心進尺長度]×100% …… (1) 式中(zhōng)的進尺和岩(礦)心長度,指在固體(tǐ)岩(礦)層中(zhōng)的實際進尺和取出的岩(礦)心
長度,除設計要求外(wài),不包括廢礦坑、空洞、表面覆蓋物(wù)、浮土層、流砂層的進尺及取出物(wù)。
16.1.1.3 岩礦心的現場管理和保管工(gōng)作應遵循 DZ/T 0032 第 2 章和 DZ/T 0078 的規定。

16.1.2 鑽孔彎曲與測量間距

16.1.2.1 鑽孔軸線的形态及空間位置的三維坐标由設計部門提出,同時應給出實際軸線與
設計軸線偏離(lí)的最大(dà)允許值。
16.1.2.2 機台應及時、定點測量鑽孔頂角及方位角,将測量結果填入“鑽孔彎曲度測量記錄表”。通常情況下(xià),在直孔施工(gōng)中(zhōng)每 100m 頂角偏斜不應超過 2°,在斜孔施工(gōng)中(zhōng)每 100m 頂角偏斜不應超過 3°。有特殊需要時,按設計書或合同的要求執行。
16.1.2.3 施工(gōng)部門應及時計算确定鑽孔軸線的形态及空間位置。
16.1.2.4 設計或實測鑽孔頂角小(xiǎo)于或等于 3°時,每鑽進 100m 測一(yī)次頂角(不測方位角);
頂角大(dà)于 3°時,根據地質要求每鑽進 50m 測一(yī)次頂角和方位角。定向和易斜鑽孔,應适當縮短測量間距。

16.1.3 簡易水文觀測

16.1.3.1 使用清水或無固相沖洗液的鑽孔中(zhōng),每班至少觀測水位 1~2 回次。每觀測回次中(zhōng),
提鑽後、下(xià)鑽前各測量一(yī)次水位,間隔時間應大(dà)于 5min。
16.1.3.2 每個鑽進回次應根據水源箱水位、泥漿池液位變化和補充沖洗液量計算沖洗液消耗量。
16.1.3.3 鑽進中(zhōng)遇到湧水、漏水、湧砂、掉塊、坍塌、縮徑、逸氣、裂隙、溶洞及鑽柱墜落等異常現象時,應及時記錄其深度。
16.1.3.4 在地下(xià)水自流鑽孔中(zhōng),根據水文地質要求接高孔口管或安裝測試裝置測量水頭高度和湧水量。
16.1.3.5 孔内發現熱水,應測量孔口和孔底溫度。

16.1.4 孔深誤差測量與校正

16.1.4.1 下(xià)列情況應校正孔深:
a) 鑽進深度達 100m 及其倍數時;
b) 進出礦層時(礦層厚度小(xiǎo)于 5m 時,隻測量一(yī)次);
c) 經地質編錄人員(yuán)确認的重要構造位置及劃分(fēn)地質時代的層位;
d) 下(xià)套管前和終孔後。
16.1.4.2 孔深誤差率小(xiǎo)于千分(fēn)之一(yī)時可不修正報表;孔深誤差率大(dà)于千分(fēn)之一(yī)時要修正報表。
16.1.4.3 孔深誤差率按下(xià)列公式計算
孔深誤差率=[|(校正前的孔深-校正後的孔深)|/校正後的孔深]×1000‰…… (2)

16.1.5 原始報表

16.1.5.1 原始報表包括:鑽探班報表(含簡易水文觀測記錄表)、交接班記錄表。
16.1.5.2 各班應指定專人在現場及時填寫原始報表,做到真實、齊全、準确、整潔。

16.1.6 封孔

16.1.6.1 臨近終孔施工(gōng)管理部門根據地質部門提供的實際鑽孔柱狀圖和封孔要求,編寫封
孔設計,交機台實施。
16.1.6.2 機台應按封孔設計的要求嚴格執行。
16.1.6.3 封孔後,應在孔口中(zhōng)心處設立水泥标志(zhì)樁(用水泥固定)。
16.1.6.4 封孔後,機長應将鑽孔封孔設計和封孔記錄送交設計部門和施工(gōng)管理部門存檔。

16.1.6.5 根據設計書的要求,需要對封孔質量進行驗證時,應進行透孔取樣。
 

16.2 保證鑽探工(gōng)程質量的措施

 
16.2.1 保證岩礦心采取率的措施
16.2.1.1 根據各礦區地質條件、岩礦層的物(wù)理機械性質,正确地選擇取心工(gōng)藝、取樣器具、
鑽進參數和沖洗液類型。
16.2.1.2 取心工(gōng)具應妥善保管,使用前要認真檢查,用後要清洗檢查、注潤滑油脂。
16.2.1.3 在取心困難的礦層中(zhōng)鑽進時應降低轉速、壓力和泵量。
16.2.1.4 在破碎地層中(zhōng)鑽進時,應适當控制回次進尺長度和回次進尺時間。
16.2.1.5 鑽進回次進尺長度不得超過岩心管長度。
16.2.1.6 在礦層、礦層頂底闆和重要标志(zhì)層中(zhōng),岩、礦心沒有采取上來時,要專程撈取,
必須鑽進撈取時進尺不得超過 0.5m。
16.2.1.7 退岩心時要細心,不得重敲、猛打,盡量避免人爲破碎并防止上下(xià)次序颠倒。

16.2.2 預防鑽孔彎曲的措施

16.2.2.1 地表機械設備應經過檢驗,穩固可靠。
16.2.2.2 确保安裝質量,保證“天車(chē)、回轉器、孔口”三點一(yī)線。
16.2.2.3 在易斜岩層施工(gōng),應根據地層、見礦深度等條件合理設計開(kāi)孔角度和彎曲強度,
已掌握鑽孔自然彎曲規律的礦區應設計初級定向孔。
16.2.2.4 合理選擇鑽具結構和級配,盡量采用滿眼鑽進。
16.2.2.5 開(kāi)孔應選用鋒利的鑽頭,鑽杆不得有偏擺,鑽壓要均勻,要随鑽孔加深加長岩心
管。
16.2.2.6 深孔鑽進時,應盡量采用鑽铤加壓。
16.2.2.7 遇到片岩地層、傾斜岩層、破碎帶、軟硬互層時,應使用鋒利的鑽頭和長、直、
重、厚、剛的鑽具。有條件時可采用沖擊回轉鑽進。
16.2.2.8 擴孔時要帶内導正器,換徑時要帶外(wài)導正器。粗徑鑽具要用綜合式異徑接頭連接, 其中(zhōng)心線應一(yī)緻。
16.2.2.9 換徑時導正管長度要大(dà)于 4m,第一(yī)回次的小(xiǎo)徑岩心管長度要小(xiǎo)于 1m。

16.2.3 做好簡易水文地質觀測的措施

16.2.3.1 要嚴格按設計及時觀測水位及其他應測項目。
16.2.3.2 水位觀測的基準點應一(yī)緻,讀數要準确。
16.2.3.3 不得任意割接測繩。

16.2.4 降低孔深誤差的措施

16.2.4.1 機場使用的鐵尺應保持兩端平齊,刻度準确、清楚,并定期校正。
16.2.4.2 丈量機上餘尺時鑽柱應停止回轉,基準點要一(yī)緻,并應準确丈量,及時記錄。
16.2.4.3 應用鋼卷尺丈量下(xià)入孔内鑽具的長度,并準确記錄數據。
16.2.4.4 處理事故後應校正孔深。

16.2.5 做好原始記錄的措施

16.2.5.1 記錄員(yuán)應在現場認真、及時地填寫好各項數據,不允許下(xià)班後追記、補記。
16.2.5.2 班長、機長(或綜合記錄員(yuán))要及時校對原始記錄,發現錯誤立即修正。

16.2.6 保證封孔質量的措施

16.2.6.1 使用泥漿做沖洗液的鑽孔,應自下(xià)而上清洗封閉段孔壁上的泥皮。
16.2.6.2 正确選用有一(yī)定強度的架橋材料做隔離(lí)塞,并将其牢靠地固定在預定孔深。
16.2.6.3 水泥應用清水攪拌均勻,水灰比應小(xiǎo)于 0.5。

16.2.6.4 宜采用泵送、導管和注送器注入水泥漿;水泥漿下(xià)端出口位置距隔離(lí)塞頂端的距離(lí)應小(xiǎo)于 0.5m。
16.2.6.5 注漿過程應連續完成,封閉長度 5m 以内不得提動鑽具;要準确計算替漿的清水用量,替漿水量不得過多或過少。
16.2.6.6 用套管護壁的鑽孔,應先封好套管下(xià)部各封閉段再起拔套管。
 
 

17 健康、安全、環保(HSE)管理

 
 

17.1 健康管理

 
17.1.1 勞動防護
施工(gōng)部門應按照國家和當地政府的勞動保護法規和标準,爲員(yuán)工(gōng)配備相應的勞動防護用品。

17.1.2 醫療保健

17.1.2.1 醫療
地質勘查單位應設立醫務所,配備所需的醫療設備、器械和藥品,負責疾病診治和急救。單機作業機台應備醫藥箱并依據施工(gōng)地域、季節和作業特點,配備相應的急救藥品。

17.1.2.2 保健

地質勘查單位應在員(yuán)工(gōng)健康檢查、疾病預防、飲食衛生(shēng)等方面建立必要的衛生(shēng)保健制度, 并認真執行。

17.1.2.3 公共衛生(shēng)

17.1.2.3.1 注意駐地環境衛生(shēng),定時清理垃圾;宿舍内須經消毒,保持幹淨整潔,應有防
鼠、防蠅、防蚊措施。
17.1.2.3.2 餐廳、廚房應保持幹淨整潔,餐具必須消毒,不得食用不明和變質食物(wù)。
17.1.2.3.3 保持個人衛生(shēng),經常洗澡換衣,防止流行病發生(shēng)。
 

17.2 安全管理

 
17.2.1 基本規定
17.2.1.1 地質勘查單位應按 AQ 2004 的要求,建立、健全保障安全生(shēng)産的規章制度,并貫
徹執行,且保留安全活動記錄。
17.2.1.2 地質勘查單位應設置專職或兼職安全員(yuán),安全員(yuán)應經過安全培訓,并考核合格。
17.2.1.3 地質勘查單位應對上崗員(yuán)工(gōng)進行安全生(shēng)産職業培訓,定期進行工(gōng)地安全大(dà)檢查,
消除隐患。開(kāi)展安全生(shēng)産和意外(wài)救生(shēng)教育。
17.2.1.4 地質勘查單位應充分(fēn)關注施工(gōng)區的自然環境,防止洪水、山火(huǒ)、滑坡、泥石流等自然災害對人員(yuán)和财物(wù)的損害。
17.2.1.5 鑽探爆破作業,應遵守 GB 6722 的規定。
17.2.1.6 在林區、草原、沙漠、荒漠、高原、沼澤等地區進行鑽探作業應遵守 AQ 2004 的
相關規定。
17.2.1.7 若氣溫高達 38℃或低至-30℃以下(xià)時,應停止工(gōng)作,做好防護。
17.2.1.8 上班前和上班時不準喝酒。進入機場工(gōng)作時,必須穿合體(tǐ)的工(gōng)作服和工(gōng)作鞋,戴
安全帽。不得赤膊、赤腳或穿拖鞋上崗操作。在塔上工(gōng)作時,必須系牢安全帶。

17.2.1.9 機場内嚴禁長期存放(fàng)有毒、有腐蝕的化學藥品。使用時必須按有關規定戴好防護裝備。在有放(fàng)射性物(wù)質的礦區工(gōng)作時,必須按GB 15848 的規定,采取積極有效的防護措施。

17.2.2 鑽探機場安全規定

17.2.2.1 用電規定
17.2.2.1.1 動力配電箱與照明配電箱應分(fēn)别設置。
17.2.2.1.2 每台鑽機應獨立設置開(kāi)關箱,實行“一(yī)機一(yī)閘一(yī)漏電保護器”。
17.2.2.1.3 移動式配電箱、開(kāi)關箱應安裝在固定支架上,并有防潮、防雨、防曬措施。
17.2.2.1.4 機場電氣設備應根據供電系統要求進行保護接零或保護接地。接地電阻應小(xiǎo)于
4Ω。
17.2.2.1.5 機場照明應使用防水燈具;照明燈泡應距離(lí)塔布表面 300 mm 以上;修理電氣設備時,應切斷電源,并挂警示牌或設專人監護。
17.2.2.1.6 鑽探施工(gōng)用電嚴格遵守 GB 50194 的規定。
17.2.2.1.7 使用手持式電動工(gōng)具應遵守 GB/T 3787 的規定。

17.2.2.2 防風規定

氣象預報有大(dà)風(指 6 級以上風力)時應遵守下(xià)列規定。
17.2.2.2.1 将塔套卸下(xià),疊好并妥善保存。檢查鑽塔繃繩質量和牢固程度,必要時應加固或更換。
17.2.2.2.2 将立根下(xià)入到孔内安全位置,井口牢固夾持并用提引器挂住鑽杆。
17.2.2.2.3 采取壓頂、支護、繩索攔護等方法加固場房。切斷電源,蓋好電機設備。将現
場報表,易損零件,小(xiǎo)工(gōng)具等裝箱保存,嚴密封蓋孔口。

17.2.2.3 防雷電規定

17.2.2.3.1 鑽塔(井架)要安裝與鑽塔絕緣的避雷針,下(xià)引線用絕緣導體(tǐ)。避雷針、下(xià)引
線和接地體(tǐ)(極)之間的連接嚴密可靠。
17.2.2.3.2 避雷針接地電阻不得大(dà)于 15Ω,接地極埋在實土地層中(zhōng)。
17.2.2.3.3 避雷針與塔頂高度應不小(xiǎo)于 1.5m,引下(xià)線與塔及繃繩各部空間距離(lí)不應小(xiǎo)于 1
m,接地極與電機的接地,孔口管及繃繩接地處的距離(lí)應大(dà)于 3m。

17.2.2.4 防洪防汛規定

17.2.2.4.1 盡量避開(kāi)在易滑坡、易崩塌和泥石流發育的地方施工(gōng)。
17.2.2.4.2 盡量避開(kāi)洪水期或避免在可能受洪水侵襲的地方施工(gōng)。必須施工(gōng)時,應挖好排
水溝和修築堤壩。
17.2.2.4.3 在汛期,物(wù)資(zī)和設備必須存放(fàng)在洪水位警戒線以上。

17.2.2.5 防寒規定

17.2.2.5.1 在寒冷季節施工(gōng)時,場房必須圍蓋嚴密,并備有取暖設施。
17.2.2.5.2 主供水管路必須用保溫材料包紮埋好。臨時管路除包紮外(wài)還必須在低窪處安裝
放(fàng)水閥門,當停止供水時,放(fàng)淨管内積水。
17.2.2.5.3 及時清除場房内外(wài)的冰、雪,場地周圍應采取防滑措施。
17.2.2.5.4 柴油機,水泵等設備臨時停用時,必須放(fàng)淨積水,以防凍裂機器。

17.2.2.6 防火(huǒ)規定

17.2.2.6.1 機場内應備有一(yī)定數量的滅火(huǒ)器和砂箱、鐵鍬等滅火(huǒ)用具,并不準移作它用。
17.2.2.6.2 要除淨場房外(wài)周圍的雜草,防火(huǒ)道的寬度應大(dà)于 5m。在林區和草原地區施工(gōng)時,
應按當地有關防火(huǒ)規定采取預防措施。
17.2.2.6.3 機場内采用明火(huǒ)取暖時,必須離(lí)開(kāi)場房頂、壁闆、塔套有适當的安全距離(lí)。爐座必須墊有磚石或隔熱闆。
17.2.2.6.4 内燃機的排氣管和取暖火(huǒ)爐的煙囪,要考慮季節風向,從合适的側面伸出場房

外(wài) 0.5m 以上,與場房接觸處要安好隔熱闆防火(huǒ)罩。
17.2.2.6.5 要經常注意取暖火(huǒ)爐的燃燒情況,不得使火(huǒ)焰外(wài)竄,或用油料助燃。未熄滅的爐灰,不準随便傾倒。人員(yuán)撤離(lí)現場時必須徹底熄滅火(huǒ)種。
17.2.2.6.6 在塔上工(gōng)作時禁止吸煙,場房内不準亂丢煙蒂,機場内禁止用明火(huǒ)照明。
17.2.2.6.7 機場内存放(fàng)的油料和其它易燃品,必須妥善保管,嚴禁煙火(huǒ)靠近。預熱潤滑油
時必須由專人看管。嚴禁用明火(huǒ)直接烘烤柴油機底殼。
17.2.2.6.8 油料着火(huǒ)時,應用滅火(huǒ)器和砂土撲滅,嚴禁用水撲救。電器着火(huǒ)時,應首先切斷電源,然後再去(qù)撲救。

17.2.3 施工(gōng)中(zhōng)的安全規定

17.2.3.1 鑽進中(zhōng)主要安全規定
17.2.3.1.1 鑽進中(zhōng)遇有鑽具回轉阻力增加、動力機響聲異常、泵壓增高、蹩泵、提下(xià)鑽遇
阻等情況時,應及時停機檢查。機器運轉時,不得進行拆卸和修理。
17.2.3.1.2 各種儀表的性能要完好,能及時準确地反映孔内出現的異常。
17.2.3.1.3 擴孔、掃孔阻力過大(dà)時,不準強行開(kāi)車(chē),掃脫落岩心或鑽進不正常孔段時,必
須由班長或熟練鑽工(gōng)操作。
17.2.3.1.4 每次開(kāi)鑽及鑽進中(zhōng),注意膠管纏繞鑽杆,應設有防纏繞及水龍頭防墜裝置。鑽進中(zhōng)不得用人扶持水龍頭及膠管。

17.2.3.2 升降鑽具時安全規定

17.2.3.2.1 認真檢查升降機的制動裝置、離(lí)合裝置、提引器、遊動滑車(chē)和擰卸工(gōng)具,天車(chē)
要定期加油和檢查。
17.2.3.2.2 檢查繩卡及鋼絲繩的磨損情況,有斷股必須更換。
17.2.3.2.3 操作升降機要穩,不得猛刹猛放(fàng)。同時要防止提引器、遊動滑車(chē)等碰撞台闆。
升降過程中(zhōng)嚴禁用手摸扶鋼絲繩。
17.2.3.2.4 操作升降機人員(yuán)應與孔口和塔上人員(yuán)緊密配合。孔口操作人員(yuán)必須站在鑽具起落範圍以外(wài)。摘挂提引器時不得用手扶提引器底部并應注意防止回繩碰打。推薦使用正反擰不旋轉鋼絲繩。
17.2.3.2.5 抽、插墊叉要防止砸手,跑鑽時嚴禁搶插墊叉。
17.2.3.2.6 提鑽後應立即蓋好孔口蓋。粗徑鑽具處于懸吊狀态時,不許探視或用手摸管内
岩心。

17.2.3.3 使用擰管機的安全規定

17.2.3.3.1 使用擰管機時先把鑽杆扶正,不得在螺紋未對正前就開(kāi)動擰管機。擰管機未停
止轉動以前,不準提升鑽具。
17.2.3.3.2 經常注意離(lí)合器手把定位銷是否靈活、可靠。用長扳叉松動過緊的鑽杆時,要切斷擰管機的動力。同時操作人員(yuán)要站在扳叉回轉範圍以外(wài)。
17.2.3.3.3 抽、插墊叉及操縱手把應由同一(yī)人操作。
17.2.3.3.4 上、下(xià)墊叉要插牢。上墊叉要有防脫裝置,手未離(lí)開(kāi)墊叉前,不得開(kāi)動擰管機。

17.2.3.4 使用活動工(gōng)作台的安全規定

17.2.3.4.1 必須使用防墜式活動工(gōng)作台。使用前要檢查平衡配重是否合适,防墜裝置、制
動裝置和挂繩等是否安全可靠。
17.2.3.4.2 活動工(gōng)作台每次隻準一(yī)人乘坐,上升前要鎖好門,攜帶工(gōng)具時要放(fàng)置妥當,離(lí)開(kāi)活動工(gōng)作台前要鎖緊制動裝置,在最低位置時應挂好安全鈎。
17.2.3.4.3 不準用活動工(gōng)作台運載重物(wù)上塔。活動工(gōng)作台卸掉平衡繩以後,嚴禁乘坐。嚴禁用升降機提拉活動工(gōng)作台。

17.3 環境保護管理

 
17.3.1 孔位确定後,應對機場周圍的水文地質、植被、地貌、氣候特征、人文環境、文化古迹進行調查,了解當地有關部門環境管理辦法、環境功能區劃分(fēn)标準、污染物(wù)排放(fàng)标準, 相應采取必要的措施。
17.3.2 注意保護和有效利用土地資(zī)源,盡量利用已有道路,修路不得堵塞和充填排水通道;
工(gōng)地要避開(kāi)或減少占用耕地、農田、林帶。終孔後應恢複占用的農田、耕地和植被。
17.3.3 注意現場三廢處理,在工(gōng)地低矮處修建廢液池,将工(gōng)地機械廢液、循環系統廢液、生(shēng)活廢水、淘汰泥漿經引水溝渠(坡度不小(xiǎo)于 3%)流入廢液池,然後用石膏、石灰或水泥固化處理,終孔後不能排放(fàng)的廢液亦應固化處理。
17.3.4 在河湖或居民區附近禁止使用鐵鉻木素磺酸鹽、紅礬等污染環境化學處理劑,被岩
屑、泥漿、油料污染的土地,應妥善置換或複原。
17.3.5 設備安裝牢靠,減少噪聲。噪聲等效聲級超過 70dBA 時,須采取減噪措施。
17.3.6 保護好工(gōng)作及生(shēng)活的生(shēng)态環境,不破壞綠化植被,不獵殺野生(shēng)動物(wù)。
 
 

18 生(shēng)産管理

 
 

18.1 施工(gōng)管理基本規定

 
18.1.1 鑽孔施工(gōng)前,由設計和施工(gōng)部門共同編寫“鑽孔地質技術設計書”、“鑽孔定位和機械安裝通知(zhī)書”,下(xià)達到機台、安裝隊執行。
18.1.2 要嚴格按照第四章鑽探工(gōng)程施工(gōng)設計要求,精心組織實施與管理。
18.1.3 見礦前由設計部門填寫“鑽孔見礦預告通知(zhī)書”,下(xià)達到機台執行。
18.1.4 礦心未達到要求需補采礦心時,由設計、施工(gōng)部門填寫“補采礦心通知(zhī)書”,下(xià)達到
機台執行。
18.1.5 改變鑽孔設計由設計部門填寫“鑽孔地質技術設計變更通知(zhī)書”,下(xià)達到機台執行。
18.1.6 單孔終孔前 1~3 天由設計、施工(gōng)部門編寫“鑽孔終孔通知(zhī)書”、“鑽孔封孔設計和封
孔記錄表”,下(xià)達到機台執行。
18.1.7 礦區鑽探工(gōng)程竣工(gōng)後,由地質勘查單位參見附件 B(資(zī)料性附錄)的要求,負責編寫“礦區鑽探工(gōng)程施工(gōng)技術報告”,總結生(shēng)産技術經驗,評價技術經濟效果,數據要真實、準确,應附表格和圖件。
 

18.2 管理制度

 
18.2.1 設備安裝質量驗收制
18.2.1.1 鑽探設備安裝完畢,應經過由地質、測量、探礦、安全技術、機械、安裝、機場
等方面人員(yuán)組成的驗收小(xiǎo)組,對安裝質量逐項驗收,驗收合格後,填寫“鑽孔開(kāi)孔檢查驗收單”後方可開(kāi)鑽。
18.2.1.2 安裝質量不合要求,不得開(kāi)鑽,應指定專人負責返工(gōng)。

18.2.2 班前、班後會制

18.2.2.1 班前會。提前到現場了解上班生(shēng)産情況後,根據上一(yī)班的情況進行三定:定生(shēng)産

任務、定技術措施、定安全生(shēng)産措施。
18.2.2.2 班後會。交班後進行三查:查任務完成情況、查技術措施及崗位責任制執行情況、查安全及操作規程等執行情況,并總結本班工(gōng)作。

18.2.3 機場崗位責任制

崗位分(fēn)工(gōng)應根據機台所采用的鑽進方法、鑽機、動力機類型等而定。除機長崗和材料員(yuán)崗以外(wài),現場一(yī)般實行四崗制:班長崗、記錄員(yuán)崗、動力機崗、水泵泥漿崗。千米以上(包括千米)的鑽機可分(fēn)設泥漿崗,采用五崗制。崗位設置由地勘單位根據工(gōng)程規模、采用設備等情況自行制定。

18.2.3.1 機長崗位職責

a) 機長負責全機的生(shēng)産、技術、管理和環保等項工(gōng)作;
b) 負責機場的所有設備、儀器、工(gōng)具、器材以及工(gōng)程質量、生(shēng)産安全等,并經常檢查督促各崗工(gōng)作;
c) 組織全機人員(yuán)制定具體(tǐ)措施,保質、保量、節約、安全地完成生(shēng)産任務;
d) 模範地遵守各項規章制度,并督促全機人員(yuán)貫徹執行;對好人好事和違章作業者, 應分(fēn)别給予表揚和批評;
e) 組織全機人員(yuán)的技術業務學習和思想教育,并負責對新工(gōng)人進行健康、安全、環保培訓教育;
f) 做到十到現場:機台自行安裝、開(kāi)孔、終孔、封孔、岩礦心難采和質量達不到要求或補取礦心、檢修設備、處理複雜事故、起下(xià)套管、試驗新方法新機具以及發生(shēng)人身事故或排除不安全因素時,都應親臨現場指揮;
g) 參與鑽孔開(kāi)孔安裝質量驗收和鑽孔終孔質量驗收;
h) 填寫有關報表(“重大(dà)鑽探事故報告表”、“最終孔内遺留物(wù)登記表”、“鑽探技術經濟指标綜合表”);
i) 配合有關部門對鑽工(gōng)進行技術教育和考核。對鑽工(gōng)的使用、轉正、晉級等有權提出建議;
j) 關心工(gōng)人生(shēng)活。

18.2.3.2 材料員(yuán)崗位職責

a) 搞好機場經濟核算,做到用料有計劃,消耗有定額,領料有記錄,月月有核算,并定期公布成本情況;
b) 負責機場各種油料、材料、工(gōng)具、管材、鑽頭、磨料等的計劃編制,領退和送修;
c) 會同各班有關崗位,搞好現場各種材料、工(gōng)具、管材的存放(fàng)與保管。

18.2.3.3 班長崗位職責

a) 負責本班生(shēng)産技術和考勤工(gōng)作。副班長負責當班安全、協助班長工(gōng)作;在班長和鑽工(gōng)輪休時頂崗;
b) 主持班前班後會,組織按崗位交接班;
c) 督促本班遵守各項規章制度,及時制止違章作業,指導鑽工(gōng)安全操作;
d) 掌握孔内情況,組織好本班生(shēng)産;負責本班質量,發現問題及時解決,并報告機長;
e) 在複雜地層鑽進、采取礦心、孔内不正常及處理孔内事故或下(xià)套管時都應親自操作, 特殊情況下(xià)可指定熟練鑽工(gōng)代替;
f) 本班爲下(xià)班打好基礎,白(bái)班爲夜班生(shēng)産做好準備,創造條件;
g) 及時(或通知(zhī)有關人員(yuán))測量鑽孔彎曲度、校正孔深、審核班報表等;
h) 定期主持召開(kāi)班務會議;
i) 出事故時負責填寫“孔内事故登記表”。

18.2.3.4 記錄員(yuán)崗位職責


a) 及時、準确、直實、清晰地填寫本班各種原始報表,妥善保管;
b) 負責岩礦心的整理,防止混亂、丢失;
c) 配備鑽具、丈量和計算機上餘尺;負責簡易水文觀測和校正孔深;
d) 保管金剛石鑽頭、擴孔器,填寫金剛石鑽頭(擴孔器)鑽進記錄表;
e) 管理機場工(gōng)具(包括打撈工(gōng)具)、管材、鑽頭、磨料、量具等;
f) 負責鑽塔、活動工(gōng)作台、天車(chē)、水龍頭的維護保養。

18.2.3.5 水泵泥漿崗位職責

a) 負責泥漿泵、泥漿攪拌機、泥漿淨化設備的使用和維護保養,更換易損零件,保證其正常運轉;參加現場檢修,保管泥漿泵專用工(gōng)具及配件;
b) 負責沖洗液的配制、維護及性能調整,定時測定沖洗液的性能,及時清理循環槽、沉澱箱,保持環境衛生(shēng),防止泥漿污染;
c) 負責泥漿儀器、黏土粉、潤滑劑及化學處理劑、堵漏材料的保管與使用;
d) 寒冷季節施工(gōng),較長時間停工(gōng)時,負責放(fàng)淨泵體(tǐ)和管路中(zhōng)的沖洗液;
e) 負責機場前部的環境衛生(shēng)和冬季生(shēng)火(huǒ)取暖。

18.2.3.6 鑽機、動力崗位職責

a) 負責鑽機、柴油機(電動機)、擰管機或及照明發電機的使用和維護保養;
b) 正确使用鑽機、柴油機或電動機,嚴禁超負荷和帶病運轉;檢查和排除一(yī)般故障, 參加現場小(xiǎo)修;
c) 按機械維護操作規程和有關規定進行班保養,并協助機修人員(yuán)做好周、月的設備保養;
d) 負責鑽機、柴油機或電動機的配件、電器材料、所用油料、專用工(gōng)具及防火(huǒ)用具的保管與使用;
e) 保證照明發電機的正常運轉,負責機場内照明及照明線路的安全;
f) 負責機場後部的環境衛生(shēng)。

18.2.4 交接班制

18.2.4.1 爲使班與班之間互通情況,密切配合,達到均衡生(shēng)産,應按崗位分(fēn)工(gōng)進行對口交
接。
18.2.4.2 交接班應認真負責,做到交清、接清;設備運轉情況、鑽具、鑽杆、孔深、孔内情況及原始記錄交接清楚。
18.2.4.3 交班應情況真實,接班要及時認真,凡因交班不清發生(shēng)問題時,均由交班者負責。接班後發生(shēng)的問題應由當班者負責。

18.2.5 終孔質量檢查驗收制

18.2.5.1 鑽孔終孔後由設計和施工(gōng)部門組成質量驗收委員(yuán)會或小(xiǎo)組,及時對鑽孔進行評價
驗收。
18.2.5.2 鑽孔質量驗收标準的依據是地質設計或合同指标。
18.2.5.3 驗收時應填寫“鑽孔質量驗收報告”。

18.2.6 機務會議制

由機長召集班長、副班長、材料員(yuán)參加,一(yī)般每旬一(yī)次,主要是總結生(shēng)産、質量、安全情況,提出問題,讨論解決辦法,布置下(xià)一(yī)旬生(shēng)産任務,制定保證完成任務的主要措施,協調三個班的生(shēng)産。

18.2.7 班務會議制

每周一(yī)次,總結本班生(shēng)産、生(shēng)活中(zhōng)存在的問題,提出保證完成任務的具體(tǐ)措施。

19 鑽探施工(gōng)技術檔案

 
 

19.1 建立鑽探施工(gōng)技術檔案的基本要求

 
19.1.1 鑽探工(gōng)程竣工(gōng)後,應對生(shēng)産活動中(zhōng)所形成的、具有保存價值的文字、圖、表等技術材料進行整理、歸納、總結,由鑽探工(gōng)程管理部門建立鑽探施工(gōng)技術檔案并按規定保管。
19.1.2 鑽探施工(gōng)技術檔案應以礦區或工(gōng)作項目爲單位立檔,非連續工(gōng)作的地區應按工(gōng)作階段立檔。
19.1.3 鑽探施工(gōng)技術檔案應保持完整、準确、系統和安全。
19.1.4 立檔要求:
a) 平時應注意原始資(zī)料和素材的積累和保存;
b) 技術文件材料要選用優質紙(zhǐ),并應裝訂成冊;
c) 封面要有檔案編号、施工(gōng)起止日期、立卷人和審查人姓名以及歸檔日期;
d) 存檔單位應建立檔案總賬和明細表;
e) 嚴禁塗改和僞造原始記錄;
f)有條件的單位應建立電子文檔。
 

19.2 鑽探工(gōng)程技術檔案基本内容

 
19.2.1 工(gōng)作地區(礦區技術文件
a) 地質設計;
b) 合同書;
c) 礦區施工(gōng)技術設計;
d) 補充設計;
e) 施工(gōng)作業計劃;
f) 施工(gōng)技術總結、竣工(gōng)報告;
g) 科學技術試驗及專題研究成果; h)科技信息資(zī)料。

19.2.2 鑽孔技術文件

a) 鑽孔地質設計及施工(gōng)技術設計書;
b) 鑽孔定位和機械安裝通知(zhī)書;
c) 鑽孔開(kāi)孔檢查驗收單;
d) 鑽孔見礦預告通知(zhī)書;
e) 鑽孔地質技術設計變更通知(zhī)書;
f) 補采礦心通知(zhī)書;
g) 鑽孔彎曲度測量記錄表;
h) 孔内事故登記表;
i) 重大(dà)鑽探事故報告表;
j) 鑽孔終孔通知(zhī)書;
k) 鑽孔封孔設計和封孔記錄表;
l) 最終孔内遺留物(wù)登記表;
m) 鑽孔質量驗收報告;

n) 岩礦心驗收單;
o) 原始記錄報表移交清單;
p) 鑽探技術經濟指标綜合表。

19.2.3 表報及技術統計資(zī)料

a) 年、月生(shēng)産統計報表(工(gōng)作量、台月數、台月效率、時間利用率、完工(gōng)鑽孔數、驗收鑽孔數、報廢鑽孔數、平均小(xiǎo)時效率、單位成本等);
b) 岩石分(fēn)類統計表;
c) 工(gōng)程質量統計表;
d) 金剛石鑽頭、擴孔器使用情況統計表;
e) 主要材料消耗統計表;
f) 成本核算情況統計表。

 

附錄 A

 
(資(zī)料性附錄)
 
沖洗液化學處理劑、性能測試程序和配漿基本計算
 
 

A.1 沖洗液化學處理劑

 
A.1.1 無機處理劑
a) 碳酸鈉(純堿)—鈣膨潤土改型劑和堿度(pH 值)控制劑;
b) 氫氧化鈉(燒堿)—堿度控制劑;
c) 鈣鹽,包括氫氧化鈣(石灰)、石膏、氯化鈣—無機絮凝劑、泥頁岩抑制劑、水泥速凝劑;
d) 氯化鈉(食鹽)—無機絮凝劑、泥頁岩抑制劑、水泥早強劑;
e) 鉀鹽,包括氫氧化鉀、氯化鉀和碳酸鉀—頁岩抑制劑;
f) 矽酸鈉(水玻璃、泡花堿)—頁岩抑制劑;
g) 酸式焦磷酸鈉(Na2H2P2O7)和六偏磷酸鈉(NaPO3)6—無機分(fēn)散劑。

A.1.2 降濾失劑

A.1.2.1 腐植酸類
主要有煤堿劑(腐植酸鈉)、鉻腐植酸、硝基腐植酸鈉。該類産品兼有稀釋作用。

A.1.2.2 纖維素類

主要指鈉羧甲基纖維素(CMC),有低黏、中(zhōng)黏及高黏三種産品。高黏度(HV—CMC):1000mPa·s~2000mPa·s;
中(zhōng)黏度(MV—CMC):500mPa·s~1000mPa·s;低黏度(LV—CMC):100mPa·s~500mPa·s。
鈉羧甲基纖維素還具有增粘作用,抗鹽能力強。

A.1.2.3 聚合物(wù)類

a) 水解聚丙烯腈類:包括水解聚丙烯腈鈉(或鈉鹽)以及鈣鹽和铵鹽。抗溫可達 200
℃以上;
b) 聚陰離(lí)子纖維素(PAC)系列産品有:PAC141、PAC142、PAC143;
c) 聚丙烯酸鹽SK 系列,爲丙烯酸鹽的多元共聚物(wù)。産品有 SK-1、SK-2、SK-3。

A.1.2.4 澱粉類

a) 膠化澱粉:降失水、不增粘;使用時要求提高漿液的 pH 值,或加防腐劑;
b) 羧甲基澱粉:降失水,增粘,對動切力影響大(dà),有利于攜帶岩屑;
c) 羟丙基澱粉:爲非離(lí)子型高分(fēn)子材料,對高價陽離(lí)子不敏感。

A.1.2.5 樹(shù)脂類

磺甲基酚醛樹(shù)脂(SMP-1、SMP-2)。耐高溫,抗鹽鈣能力較強。

A.1.3 降黏劑

又(yòu)稱解絮凝劑或稀釋劑,分(fēn)爲分(fēn)散型稀釋劑和聚合物(wù)型稀釋劑。

a) 單甯類 :主要有單甯酸鈉、栲膠堿液、磺甲基單甯、磺甲基栲膠、磺甲基單甯鉻、無鉻磺甲基栲膠木素等;
b) 木素類:常使用鐵鉻木質素磺酸鹽(鐵鉻鹽,FCLS)、無鉻磺化木質素等;鐵鉻鹽具良好稀釋效果,應在較高 pH 值(>11~12)下(xià)使用,對環境有一(yī)定影響;
c) 聚合物(wù)類:主要是分(fēn)子量較低(<10 萬)的丙烯酰胺或丙烯酸類聚合物(wù),屬非分(fēn)散型降黏劑;常用産品有兩性離(lí)子聚合物(wù)稀釋劑 XY—27、X40、XB40 等;
d) 腐植酸類:具有較好的稀釋作用,如腐植酸鈉、腐植酸鉀、磺化褐煤(SMC)等。

A.1.4 增黏劑

a) 生(shēng)物(wù)聚合物(wù):增黏、降失水效果顯著;
b) 纖維素類:羧甲基纖維素(CMC)、羟乙基纖維素(HEC)、聚陰離(lí)子纖維素(PAC);
c) 聚合物(wù)類增黏劑:具有良好的增黏作用,常用的有 80A51、PAC141。

A.1.5 抑制劑

a) 瀝青類:包括氧化瀝青、磺化瀝青、改性瀝青;
b) 鉀鹽腐植酸類:主要産品有腐植酸鉀、硝基腐植酸鉀、磺化腐植酸鉀、有機矽腐植酸鉀等,其中(zhōng)腐植酸鉀應用廣泛;
c) 聚合物(wù)抑制劑:包括聚丙烯酸鉀、水解聚丙烯腈鉀(K—PAN)、環氧丙基三甲基氯化铵(NW—1,俗稱:小(xiǎo)陽離(lí)子);
d) 陽離(lí)子聚丙烯酰胺(大(dà)陽離(lí)子):具有較強的抑制岩屑分(fēn)散能力和絮凝作用。

A.1.6 絮凝劑

部分(fēn)水解聚丙烯酰胺(PHP,分(fēn)子量 300 萬~600 萬,水解度 30%左右)爲選擇性絮凝劑, 非水解聚丙烯酰胺(PAM,水解度不大(dà)于 5%,分(fēn)子量 800 萬以上)爲全絮凝劑。

A.1.7 潤滑劑

A.1.7.1 惰性固體(tǐ)潤滑劑
主要産品:塑料小(xiǎo)球、石墨、玻璃微珠等。

A.1.7.2 液體(tǐ)類潤滑劑

a) 陰離(lí)子潤滑劑:皂化溶解油、硫酸化蓖麻油(太古油)、癸二酸鈉皂等;
b) 非離(lí)子潤滑劑:如平平加、司盤等;
c) 複合潤滑劑:如Z761 減阻劑、DR 鑽探潤滑劑、RH 系列潤滑劑等。

A.1.8 堵漏劑

A.1.8.1 惰性堵漏材料
a) 顆粒狀材料如核桃殼、橡膠粒、石灰石等,起“架橋”作用,稱“架橋劑”;
b) 纖維狀材料如鋸末、紙(zhǐ)纖維、花生(shēng)殼、棉籽殼、皮革粉、玉米芯、石棉粉等,在堵漏漿液中(zhōng)起懸浮作用,又(yòu)稱“懸浮拉筋劑”;
c) 片狀材料如雲母、蛭石、稻殼等,起填塞作用,又(yòu)稱“填塞劑”;
d) 複合堵漏材料,将上述三類材料以合理的比例和級配複合使用,以提高使用效果。顆粒狀、片狀、纖維狀堵漏材料之比一(yī)般爲 5:2:1。産品有:HD 橋堵劑、暫堵 915、暫堵 917 等。

A.1.8.2 随鑽堵漏劑

又(yòu)稱單向壓力封閉劑。
a) 液體(tǐ)套管屏蔽劑。以落地棉、次棉花等爲原料,酸化形成的産品;
b) 防塌型随鑽堵漏劑 GPC、PSC—1 和 801 堵漏劑等。原料爲天然植物(wù)膠或其改性産品。

A.1.8.3 高失水堵漏劑

由架橋材料、軟質纖維及助濾劑等複合而成。主要産品:狄塞爾(DSL)堵劑、DTR 堵劑、PCC 暫堵劑等。

A.1.9 加重劑

a) 重晶石粉,即 BaSO 。密度≥4.2g/cm3,200 目篩餘≤3.0%;
b) 石灰石粉:主要成分(fēn)爲 CaCO ,密度 2.7g/cm3~2.9g/cm3。

A.1.10 泡沫劑與消泡劑

a) 泡沫劑:十二烷基苯磺酸鈉(ABS)、烷基磺酸鈉(AS)、DF—1 型泡沫劑;
b) 消泡劑:硬脂酸鋁類(DF—4)、有機矽類(DX)、甘油聚醚類。
 

A.2 沖洗液主要性能測試

 
A.2.1 密度測量
使用比重秤(密度計)測量。量程 0.9g/cm3~2.3g/cm3,精度±0.01g/cm3。淡水密度爲1.0g/cm3,是現場标定儀器的标準液。測量時量杯和砝碼兩端應保持水平(氣泡在中(zhōng)心)後再讀數。

A.2.2 黏度測量

A.2.2.1 漏鬥黏度
分(fēn)馬氏漏鬥和蘇氏漏鬥,後者爲老式,但現場使用較多。
a) 馬氏漏鬥錐體(tǐ)頂部内徑爲φ152mm,長度爲 305mm。漏鬥的出水管長 50.8mm,内徑爲φ4.7mm。漏鬥内至篩網下(xià)端的容量爲 1500cm3 。标定時,向漏鬥中(zhōng)注入 1500cm3 溫度爲 20℃的清水,流出 946cm3,清水流出的時間應爲(26±0.5)s。
測量時用手指堵住漏鬥出水管的下(xià)口,通過篩網倒入沖洗液,使液面達到篩網底部。移開(kāi)手指使沖洗液流出,秒表同時記時。記錄從漏鬥中(zhōng)流出 946cm3 沖洗液的秒數,作爲馬氏漏鬥黏度。
b) 蘇氏漏鬥錐體(tǐ)容量爲 700cm3, 标定時注滿清水後流出 500cm3 的時間爲(15±0.5) s。測量程序與馬氏漏鬥相同。

A.2.2.2 旋轉黏度計

用六速旋轉式黏度計測量 600、300、200、100、6、3r/min 的讀數相應爲q600 、q300 、
q200 、q100 、q6 、q3 。然後計算流變參數和性能指标。
 

a) 視黏度
AV = 0.5q600 ,
mPa × s

 
b) 賓漢模式流變參數(适用于分(fēn)散性泥漿) 賓漢塑性黏度

PV = q600 - q300 ,mPa × s
…………………………(A1)

 

賓漢動切力(結構黏度) YP = 2q300 - q600 ,
1b /100 ft 2

 
YP = (2q300  - q600 )/ 2 ,Pa (A2)
C)卡森(sēn)模式流變參數(适應所有沖洗液)
卡森(sēn)黏度,又(yòu)稱極限高剪黏度h¥ ,剪率爲∞時的黏度, mPa × s

h 1/ 2 = 0.03779(q 1/ 2 - q 1/ 2 )
,(mPa × S )1/ 2 (A3)

卡森(sēn)屈服值或卡森(sēn)動切力,
t 1/ 2  = 0.4775(6q 1/ 2  - q 1/ 2 ) (Pa)1/ 2
d)幂律模式流變參數(适合高聚物(wù)沖洗液)

 
……………………(A4)

 
低剪區的幂指數中(zhōng)剪區的幂指數
n1  = 0.5 lg(q300  / q3 )
n2  = 3.32 lg(q600  / q300 )

……………………………(A5)
 
…………………………(A6)

低剪區稠度系數
k1 = 0.511q

300
/ 511n1  ,
Pa × sn
……………………(A7)

 

中(zhōng)剪區稠度系數
k   = 0.511q / 511n2  ,
Pa × sn
……………………(A8)

 
e) 靜切力 旋轉黏度計 3r/min 時的最大(dà)讀數q3max / 2 ,Pa。IG(初切)爲高速攪拌後
靜止 10s 測定,10G(終切)爲再次高速攪拌後靜止 10 min 的讀數。

A.2.3 失水量測量

用氣壓式(打氣筒)加壓失水量儀測量,壓差 690kPa,室溫 20℃~25℃,用一(yī)層慢(màn)速濾紙(zhǐ)置于 350ml 容量的泥漿杯内,倒入待測漿液,打氣加壓至 690kPa 後,收集濾紙(zhǐ)下(xià)流出的濾液,将量筒内收集 7.5min 的濾液倒掉,繼續收集至 30min,量筒内的濾液量乘以 2 的結果作爲“失水量”指标。實際失水量(FL)爲 30min 與 7.5min 的濾液之差的兩倍。即

FL = 2(q30  - q7.5 )
………………………………(A9)

 
式中(zhōng):
q30 、q7.5 分(fēn)别爲 30min 和 7.5min 的濾液量,ml。

A.2.4 pH 值測定

沖洗液的 pH 值表示其酸堿度。廣範試紙(zhǐ)測定時,将試紙(zhǐ)輕貼在液面上潤濕,随即快速與比色表對比,讀取相近的 pH 值。

A.2.5 含砂量測定

含砂量儀包括直徑爲φ63.5 mm 的 200 目篩筒和 1 個錐形漏鬥,篩筒可以嵌在它的上方, 另有一(yī)個帶刻度的玻璃錐形量筒。測定時将沖洗液樣品倒入帶刻度的玻璃錐形量筒至下(xià)刻度線,再倒入清水至上刻度線。用拇指堵住量筒口,用力搖動。将混合物(wù)過 200 目篩筒,用清水沖洗篩網上殘留的砂,将篩網上的砂倒入帶刻度的量筒。讀取沉在帶刻度量筒中(zhōng)的砂粒的體(tǐ)積百分(fēn)數,即爲沖洗液的含砂量。

A.2.6 抑制性測定

相對膨脹率(或相對膨脹降低率)用頁岩膨脹儀測定;岩屑回收率(岩屑回收提高率) 用岩屑回收量來測定。

A.2.7 潤滑性測定

潤滑性包括泥餅的粘附性能和漿液的潤滑性能。泥餅的粘附性能由粘附系數測定儀測定,漿液的潤滑性能由極壓潤滑儀測定,分(fēn)别用粘附系數和摩阻系數表示。
 

A.3 現場配漿、維護的基本計算

 
A.3.1 配漿時所需黏土量計算

 
 
 
式中(zhōng):
W  = V1r2 (r1  - r3 )
r2 - r3

……………………………(A10)

W —所需黏土重量,t;
V —所需配制的泥漿體(tǐ)積,m3;
 
r —所需配制的泥漿密度,g/cm3 ;
 
r  —黏土的密度( r  爲 2.2g/cm3—2.3g/cm3,簡化爲 2.0g/cm3);
 

r3 —水的密度, r3
= 1.0g/cm3

 

公式簡化後得所需黏土重量:

W  = 2V1 (r1  - 1)

 
………………………………(A11)

 
即所需黏土用量爲要求配漿的密度減去(qù) 1 乘以 2,再乘所需配制的泥漿體(tǐ)積。

A.3.2 加水稀釋計算

地層造漿,泥漿過稠,加處理劑前需要加水稀釋處理。加水量計算公式:

VV0 (r1  - r2 )


…………………………(A12)


 
 
式中(zhōng):
V —所需的加水量,m3;
r2 - 1

 
V —原漿總體(tǐ)積,m3;
 
r —原漿密度,g/cm3;
 
r -加水稀釋後密度,g/cm3。

A.3.3 加重計算


 
 
 
式中(zhōng):
W —加重劑重量,t;
W  = V0 r3 (r2  - r1 )
r3 - r2

…………………………(A13)

V —循環系統泥漿總體(tǐ)積,m3;
 
r1 —原漿密度,g/cm3;
r2 -加重後泥漿密度,g/cm3;
r3 -加重劑密度(重晶石 r3 =4.2,石灰石 r3 =2.7),g/cm3。

 
 
 

附錄 B

 
(資(zī)料性附錄)
 
礦區鑽探工(gōng)程施工(gōng)技術報告編寫提綱
 
 
B.1 前言
 
 
B.2 礦區概述
 
B.2.1 礦區交通位置及地理概況
B.2.2 礦區地質概況
B.2.3 礦區鑽探施工(gōng)技術條件
 
B.3 主要鑽探設備配套及現場布置
 
 
B.4 鑽探工(gōng)藝方法
 
B.4.1 鑽孔結構
B.4.2 岩石鑽進特性
B.4.3 鑽進方法
B.4.3.1 分(fēn)層鑽進技術
B.4.3.2 取心技術
B.4.3.3 鑽頭的使用
B.4.3.4 鑽進技術參數
B.4.4 沖洗液
 
B.5 護壁與堵漏
 
B.5.1 套管護孔
B.5.2 堵漏方法
 
B.6 鑽探工(gōng)程質量及保證措施
 
B.6.1 工(gōng)程質量指标
B.6.2 質量評述

B.6.3 保證質量措施
 
B.7 科學試驗與技術創新
 
B.7.1 新技術、新方法的試驗與推廣
B.7.2 技術攻關、技術開(kāi)發、技術改造
 
B.8 生(shēng)産組織及生(shēng)産技術管理
 
B.8.1 生(shēng)産組織形式
B.8.2 生(shēng)産管理制度
B.8.3 技術管理
B.8.4 技術培訓
B.8.5 安全技術工(gōng)作
B.8.6 機台文化建設
 
B.9 主要經濟技術指标完成情況
 
B.9.1 主要經濟技術指标
B.9.2 經濟效益和社會效益
B.9.3 礦區生(shēng)産記錄
 
 

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