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发布日期:2020-03-30  浏览次数:817
  2003-2006年我公司在龙家堡勘探区施工中,遇到一个很大的问题就是突破深部硬岩关。该区孔深一般都在1000-1400米左右,钻孔直径Φ114mm,通常采用硬质合肋骨钻头钻进。在孔深800米以下进入系地层前的岩层是胶结致密的砾岩,可钻性一般5-8级。这段岩层使用合金钻头受到限制,有时效率仅为0.1米/小时,合金钻头难以克取,有时肋骨也都磨没,只剩下钻头体,严重影响了生产进度和效益。针对这种情况,我们采取金刚石钻进的方法,有效的突破了这道难关。下面简要介绍一下我们的做法和几点认识。

  一、钻头的选择和试验情况

  为了能够突破硬岩,开始我们订购的直径Φ114mm复合体钻头进行了试验,效果很不理想,进尺速度仅为0.2-0.3米/小时,随后又分别订购了Φ114mm和Φ95mm两种孕镶金刚石钻头进行了试验,采用Φ114mm金刚石钻头虽然和原来孔径一致,减少扩孔时间,但也存在一些问题。一是克取面积大,进尺慢;二是现场多数使用老式千米机,转速慢影响钻进速度;三是孔径内径大,岩芯粗不易扭断,采芯困难,钻进效率为0.3-0.4米/小时。后来我们试用了Φ95mm金刚石钻头,进尺速度大大提高,可以达到1-2米/小时,甚至更多。进入煤系地层后,泥岩相对较软,可以重新更换合金钻进。另外从便于煤芯采取的考虑,孔径仍需保持Φ114mm,所以最终确定,使用Φ95mm金刚石钻头穿过硬岩层,然后再扩孔的办法通过深部硬岩层。

  钻进硬岩过程中也常常遇到较软的泥岩层,金刚石钻进效率马上降下来,为了连续使用金刚石钻进,以便一次扩孔。合理选用适岩钻头是金刚石钻进工艺的关键。我们现场使用的Φ95mm金刚石钻头有三种类型:一种为唇面为平面的,第二种唇面为锯齿型,另一种为聚晶金刚石钻头。前两种使用较多,在较坚硬研磨性较强的岩层使用第一种。胎体硬度为HRc40,钻进软的泥岩层,使用第二种,胎体硬度为HRc35。

  二、钻进参数的选择

  使用金刚石钻头的效果除与钻头的质量有关外,与操作使用得当密切相关。在钻进过程中操作者必须精力集中,认真负责,合理掌握钻进参数,才能提高效率,延长钻头使用寿命。

  1、钻压

  在钻进过程中,压力的大小是直接影响钻速的重要因素。在钻头允许的范围内和设备、管材许可的情况下,适当增加钻压可以提高钻速,但盲目的加大压力会使金刚石胎体急剧磨损,胎体破裂,反而会降低钻头使用寿命,同时也会造成钻具折断或撸扣。所以根据岩性I 同合理掌握压力十分重要。钻进4-6级岩石,压力8-12千牛,钻进7-10级较硬岩石,压力10-14千牛。

  2、转速

  我们知道,提高转速就可以提高钻进效率。因此只要钻机、管材强度和岩层情况允许,就应该采用高转速钻进。实际中使用金刚石都是深孔情况下,而且受到设备因素的限制,高速回转对钻具会产生强烈振动,特别遇到破碎岩层更加严重,转速也只能控制在150-300转/分。

  3、泵量

  现场多数采用Brr250/40水泵,在深孔的情况下,尽量要求来水大些,由于金刚石内出刃较小,内径大,岩芯与岩芯管之间间隙较小,另外现场使用的岩芯管脑袋为Φ95mm直径。在施工中经常出现蹩泵现象,为解决这一问题,岩芯管脑袋改为Φ91mm径,并且在其上面加焊四条焊条,岩芯管改为薄壁的,解决了蹩泵问题。

  三、泥浆的使用

  龙家堡勘探区地层较为复杂,第四纪层下部有时会遇到较厚的流砂层,孔深500米以内是造浆性较强的红色泥岩,500-800为砂岩,砂砾岩或胶结较差的砾岩,这段孔壁极不稳定,泥浆使用不好会出现坍塌,掉块,漏失,这段岩层钻进泥浆粘度不能太低。而800米以下使用金刚石钻进泥浆粘度太高又会影响钻进效率。为解决这一矛盾,我们主要在保持泥浆质量上下了很大功夫,采用复合泥浆钻进施工,基本上解决了这一问题。现场使用的泥浆添加剂有:火碱、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素,水玻璃、抗高温降滤失剂、防坍剂等。为了即能保证上部孔壁完好,又能使下部金刚石效率提高,使用优质的复合型泥浆,尽量降低固相含量,使用优质土粉(200目以上膨润土),严格控制泥浆失水量,根据岩层性质不同有选择的使用泥浆处理剂,合理调配,使泥浆的性能指标控制在如下范围;粘度:22-25秒,比重1.10-1.15;失水量小于10毫升,PH值8-9,含砂量1%,泥皮1毫米。

  四、使用金刚石应注意的几点

  1、孔内有合金或肋骨块不能下金刚石钻头,应用钻头或磁力打捞器处理后再下。

  2、残留岩芯多(超过0.3米时)应特取,不能用金刚石钻头扫孔,扩孔。

  3、采芯时不能关泵干研,以免高温降低钻头寿命。

  4、保持运转平稳,防止钻具晃动,不能使用弯曲钻杆和岩芯管钻进。

  5、在强研磨性岩层,破碎的砾岩层钻进不能开高转速。

  6、卸岩芯时不能用大锤敲打钻头。

【免责声明】此文章仅供读者作为参考,出于传递给读者更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如转载稿件涉及版权等问题,请联系我们,电话:029-85212477
 
 
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