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钻孔布设与编录

热度 3已有 632 次阅读2013-6-18 11:46 |个人分类:工作方法|系统分类:技术交流| 钻孔布设, 编录

钻孔布设与编录

第一步:钻孔布设

1、钻孔布设的依据:地质设计

2、钻孔设计位置的确定:钻孔布设前,首先要在设计图上确定钻孔的设计位置,设计位置从工程量布设图和剖面图上,丈量设计钻孔与已知点的距离或平面坐标差值,并根据量测值向测量组签发布孔通知单。

3、钻孔孔位布设:钻孔孔位布设一般由专业的测量人员负责,地质检验员参加。具体布设是利用钻孔与已知点间的图上距离或坐标差值,在实地的已知点上利用测量仪器进行布设,然后再在布设的钻孔点上进行反测检查,检查孔位有无偏差。钻孔孔位确定无误后,定向斜孔,沿弯曲方向在孔位前后20米以外各打方向桩1-2个,并量取孔位到方向桩的距离:直孔在过孔位任一直线上,在距孔位20米以上的位置各打定位桩,并量取各定位桩到孔位的距离,以便平整场地后再次确定孔位用。钻孔布设完后开始平整场地,场地平整后根据定向桩或定位桩到孔位的距离重新确定孔位,并签发钻机安装通知书,安装通知书上要注明孔号、孔深、孔斜天项角和方位角以及施工目的,以便钻探设备选型和安装。

特别强调的是:当受地形地物影响,孔位无法按照设计位置布于实地,需要变更孔位时,其原则是在不影响设计钻孔控制层位和施工目的的前提下,现场可适当移动。移动距离以设计规定为准,一般规定无论是沿地层倾向还是沿走向变动,以不影响控制层位和资源量类别划分为原则。

第二步:编写钻孔施工设计书

钻孔施工设计书不仅是钻探施工的依据,而且是钻孔终孔质量验收的依据,要作为钻孔原始资料存档保存。

钻孔孔位正式确定后,将正式确定的孔位上在剖面和平面图上,根据图上孔位处的地形地质信息和设计所要求的施工目的、控制和终孔层位、质量及其它要求,编制钻孔施工设计书。钻孔预想柱状上的地层时代、厚度、界线位置主要根据剖面图上的位置确定,岩性依据综合柱状图和煤岩层对比图确定。煤层位置、厚度根据剖面和煤层底板等高线图共同确定。设计书上的各项质量要求要填写齐全、准确。设计书中的钻探技术措施由钻探技术管理人员填写。地质检验员编完的钻孔设计书要经项目负责同意签字后,才能交钻探负责人。

第三步:开孔验收

钻孔开钻前的各项准备工作就序后,在开钻前要召开开孔验收会,开会前对钻机安装状况要进行逐项的检查,对与设计要求不符的各项要一一进行整改,直至达到设计要求为止。会上由检验员详细的向全钻人员介绍钻孔施工目的和质量要求以及应注意的质量事项。会后由到会的地质负责人或检验员签发开钻通知书。钻机接到开钻通知书后才能正式开钻。

第四步:开钻后的岩芯检定工作。

1、原始地质分层应注意事项我们规定,原始地质分层采用按回次分层的办法,其好处是易与钻探小班原始记录进行对照检查。分层记录中的回次号,回次深度,进尺必须与钻探小班原始记录上的回次号,回次深度,回次进尺完全一致,岩煤芯长度必须亲自认真丈量,孔深与回次进尺累加数相一致,回次各分层厚度之和与回次进尺相一致。回次各分层的芯长与回次总芯长相一致,有残留岩芯时,残留岩芯要先进行单独处理。

残留岩芯判断:1、在钻具误差不超限时,回次岩芯长度大于回次进尺其长出部分;2、回次上部岩芯有明显的偏心和二次研磨痕迹;3、被岩粉和泥皮碎屑包裹的长度大于钻头内径的岩芯;煤层一般不会有残留。

2、岩芯角的丈量

岩芯角是反映地下岩煤层倾角大小的主要依据,是进行煤岩层真厚计算、编制剖面图、进行煤炭资源量估算和构造分析不可缺少的数据,同时在钻孔钻进过程中可根据岩芯角的大小变化,预测钻孔的偏斜程度,以便指导钻机正确钻进。所以在岩芯检定工作中量准量全岩芯角至关重要,不能轻视。

岩芯角是指钻孔岩煤芯中的岩层界面,在岩芯直立的情况下与水平面的夹角,不是层面与岩芯壁的夹角,二者互为余角,可进行换算。在量取岩芯角时要注意区别层理面与层面,层面是不同岩性间的分界面,层理面是同一岩性层中的细层形成,由于有斜层理存在,层理面不一定与层面平行,所以层理角不一定等于岩芯角。

一个钻孔全孔岩芯角不能少于1个,否则为废孔。

钻孔岩芯角间的间距不能过大,一般讲来不得超过50米。

3、钻孔岩芯角大小与孔斜天顶角及岩层倾角的关系

岩芯角、孔斜天顶角、岩层倾角三者之间有着一定的对应关系,利用三者之间的对应关系,可利用实测的岩芯角与另外两个值中的任意一个值,求算出另一个值。

在直孔中(天顶角等于0),岩芯角等于地层倾角。

斜孔(天顶角不等于0),当钻孔逆倾向钻进时,岩芯角=地层倾角-天顶角;当钻孔顺倾向钻进时,岩芯角=地层倾角+天顶角。

利用上述关系可预测钻孔孔斜大小。

4、见煤预告书

检验员根据钻孔实际钻进过程中所掌握的地质情况,推断钻孔即将要见煤层的深度,要以书面的形式-见煤预告书通知钻机,以便引起钻机在钻进中注意和采取有效措施,保障打好和取好煤芯。见煤预告书预见煤的段距不能太大,一般控制在20-40米间,勘查程度越低段距越大,具体到一个项目要根据具体规定确定。见煤预告要单独装订成册。

5、打煤报告书

打煤报告书虽由当班钻机填写,但检验员要指导正确填写,打煤报告要按煤层和回次填写,终孔后单独装订成册。

6、钻具丈量

准确丈量入孔钻具是防止孔深误差、煤层底界深度误差的有效措施,钻具丈量分为加减钻具的丈量,和全孔钻具丈量。加减钻具丈量是平时正常进尺的一项日常工作,要求准确丈量长度,认真记录型号和长度。全孔钻具丈量分段进行,要求无煤段每100米丈量一次,在多煤层地区见煤后每50米丈量一次,在煤层较少,煤层间距较大的地区除每100米丈量一次钻具外,在煤层顶板或底板10米范围内丈量一次钻具,终孔后丈量一次钻具。全孔钻具丈量的误差不能大于0.15%,超限时要查明原因并重新丈量,所有误差都要进行合理的平差,误差较大时要在发现问题的回次一次性消除,无法查明出现误差的回次时要进行逐层平差,当误差较小时,在丈量回次一次消除。注意的2点是孔深与钻具长度的关系

当误差=丈量长度-原长度为正时,孔深加大,否则误差为负时,孔深减小。

二是钻杆台账上误差消除方法,孔深改正数必须与小班记录上改正相一致,不能出现两张皮现象。

7、采样

按规定钻孔煤芯样、岩石力学样、瓦斯样等采样要即时进行,不应在终孔后一次采集,现在终孔后一次采集的方法是不符合要求的。一般规定采样前要对所采层段的岩煤芯进行详细描述,有条件时要进行照象。采样段距要进行详细的记录,并标注在地质原始分层记录中。采样工作依据为《煤炭资源勘查煤质评价规范》(MT/T1090-2008)、《煤层煤样采取方法》(GB/T482-2008)、《煤岩样品采取方法》(GB-T19222-2003)。

8、1:200小柱状图编制

在钻孔钻进过程中,根据地质分层原始记录,随时编制1:200地层柱状图。图纸宽度10厘米左右,图上要反映出岩性、厚度、深度、芯长资料,以便测井人员进行钻探与测井成果的对比。

9、钻孔终孔层位和深度的确定

根据地质分层,当钻孔达到终孔层位后,就要向钻机下发停钻通知书,并通知测井队准备测井。终孔深度要保障测井探管能够下在目的层以下,一般考虑孔内岩粉沉淀和探管长度,终孔深度确定在目的层以下10米的范围。要防止钻探施工困难,深度不够,测井探管下不到目的层以下,或者过目的层后有意加大终孔深度的行为发生。

第五步:终孔初步验收

1,钻孔终孔后,在测井过程中,检验员要及时与测井人员进行成果对比,对发现的问题及时进行处理,并根据测井初步解释成果,对钻孔工程质量进行初步汇总。之后参与项目组组织的初步验收会,共同确定钻孔是否完成全部设计的地质任务,所取原始资料是否准确可靠和全孔工程质量级别,以及有无需补救的项目。决定钻孔是否进行封闭。

2,钻孔的质量补救

当钻探所取煤芯满足不了化验需要,影响到煤质评价和资源类别划分时,或终孔后的试险达不到设计要求时,都要采取有效的补求措施。煤样补求措施只有一项,那就是打偏斜孔进行补煤,钻探刮煤和测井放炮只是验证措施,主要用于煤层定性和煤层定厚可靠程度的验证。终孔后不能为了钻孔质量级别进行钻孔纠斜。测完井后,发现钻孔需继续加深则属于正常的钻孔加深。

第6步:钻孔封闭

当钻孔初步验收后确定封孔时,在封孔前地质检验员要作封孔设计。封孔的目的是为防止日后地下水和有害气体通过钻孔流向煤层,在煤炭开采遇到钻孔时引起灾害发生。封孔设计中要说明封闭的段距和材料。一般规定需要封闭的层段有:煤层,含水层,透水层,大的断层破碎带,封闭段距要求被封闭层段上下不低于20水泥沙浆封闭,不需封闭层段稠泥浆封闭,孔口立永久性标桩,注明孔号、孔深和施工日期及施工单位。

钻孔封孔前要用清水对钻孔进行冲洗,一般要冲洗到孔内返上的水清为止。封孔后要由钻机负责提交封孔报告。

当一个项目的勘查周期超过一年时,选择封孔时间够一年的部分钻孔进行封孔质量检查。封孔质量检查包括封孔段距是否正确,水泥沙浆是否质量合格,沙浆与孔壁胶结是否坚固三个方面。

第七步:终孔后的综合资料整理

钻孔终孔后,首先要督足钻机尽快上交所有原始记录和各项过程记录,并按类装订成册。

在接到测井正式成果后,尽快完成各项综合记录和综合成果的整理工作。一般规定综合资料整理的时间不超过一个星期。

1、地质原始记录与综合记录:地质记录分为原始记录和综合记录二种,原始记录是在工作现场对所观测到的或所发生事件过程的真实记录,要求及时、真实、准确、清楚、规范;综合记录是对同一事件采用不同方法所观测到的不同原始记录,进行认真分析,取为存真,科学有据的综合各种观测方法所观测到的结果,全面反映出不同地质体的客观全貌,综合记录要求原始依据充分可靠,各种综合科学规范。原始记录是最基础资料,综合记录是供利用的成果资料。

2、钻孔原始记录的验收

钻探原始记录包括:钻探小班原始记录、钻杆丈量记录、打煤报告、钻孔封孔报告。钻探原始记录要求记录在规定的专用表格上,一律用钢笔或碳素笔记录,分类装订成册,每册附专用封皮。钻孔终孔后在收到钻探原始记录后,要对所有原始记录进行逐张的评级验收和综合评级。单张记录的质量级别分为甲、乙、丙三个级别。综合评级分为特、甲、不合格三个级别,根据新疆煤田地质局原制定的原始记录验收标准,单张记录验收标准为:一张原始记录,在清楚准确及时、无油泥污渍的前提下,有一处涂改现象就为丙级记录,有3处以上划改现象的为乙级记录,有5处以上划改现象的为丙级记录。不清楚、不全面、不可靠、油渍泥渍污染严重的记录为丙级记录。

原始记录质量综合评级标准

特级:所有原始记录均为甲级记录。

特级:90%以上的原始记录为甲级,无丙级记录。

甲级:85%以上为甲级记录,丙级不超过5%。

不合格记录:达不到甲级记录要求的为不合格记录。

3、煤层成果的综合采用;钻孔中钻探和测井分别所确定的煤层厚度、结构、深度在综合采用的时侯,究竟采用谁的成果,主要取决于二者的可靠程度,钻探要看煤芯采取率的高低和煤芯完整、清楚程度,测井要看测井的煤层质量级别。钻探在顶未底初回次缺失量不超限、煤芯采取率高,煤芯完整,结构清楚的情况下,煤层综合采用时一般采用钻探成果。否则在测井质量为甲级的情况下采用测井煤层成果。在钻探和测井所确定的煤层资料都存在一定问题时,就要采取一定的验证措施,验证结果就看谁最接近周边同一煤层就采用谁。

煤层成果综合采用一旦确定采用谁的成果后,那么煤层厚度、结构、深度就全部采用谁的资料,不能混用。

煤层质量要根据综合采用成果进行重新计算评定。

4、可采煤层层数和验收煤层层数的确定

钻孔参与验收的煤层要在钻孔设计中明确规定。一般规定,在预、普查阶段区内可采煤层没有确定的情况下,对钻孔所见厚度达到最低可采厚度的煤层都要进行验收,钻孔见可采煤层层数与验收层数一致。在详查、勘探阶段,当区内可采煤层已确定的情况下,可以只对钻孔所见区内可采煤层进行验收,这样钻孔所见可采煤层的层数可以与验收的层数不一。

5、煤层可靠程度评价

煤层资料的可靠性与煤层质量有直接的因果关系,但又有一定的区别,不能完全用煤层质量级别来代替煤层的可靠性,煤层的可靠性评价从煤层厚度(包括结构)、煤质、煤层底界深度(标高)(原用煤层底板深度表述煤层深度的说法不科学,因为煤层底板指的是一个岩层,是有一定体积的,其埋藏深度在一定的范围内,而不是一个界面,应该叫煤层底界面深度)对比的可靠程度四个方面评定。有人主张综合评价,有人主张分项评价,分别应用,本人认为后者较为合理,有利于资料的充分利用,凡不可靠的单项,不参与与本项有关的评价就行。煤层可靠性级别分为可靠,基本可靠和不可靠三个级别。现在对煤层可靠性评级一般都不强调,我们也不要多事,因为煤层可靠性评价是一项复杂的事,涉及到煤层质量和成果利用。

5、全孔岩芯采取率的统计

全孔岩芯采取率按地层划分,分段分别统计验收,不得全孔不分层段统计。第四系松散层统计样品数量、间距。其它层段统计采取率。参与验收的可采煤层厚度和芯长,要从其所在层段的总厚度和总芯长中扣除。钻孔岩芯采取率栏要填写质量要求,地层厚度、芯长和增均采限率。

6、钻孔终孔孔斜的填写

钻孔终孔孔斜要填写最下一个测点深度和所测天顶角、方位角,测点深度要在最下一个目的层底界深度以下,距孔底距离不大于20米或1个测点距。因测井所测方位角是磁方位角,而我们设计时的孔斜方位要求是坐标方位,最后计算止煤层点坐标时,用的也是坐标方位,二者之间相差磁偏角和子午线收敛角,为了与设计要求统一,因此在填写终孔孔佟方位角时,要将测井的磁方位角换算为坐标方位角。具体换算方法是:在钻孔所在地区的1:5万地形图上,查当地的磁偏角和子午线收敛角,规定磁偏角和子午线收敛角偏东为“+”,偏西为“_”,坐标方位角=磁方位角+磁偏角+子午线收敛角。

7、地质分层综合记录

在整理过程中,一是煤层厚度和底界深度要与验收表中正式确定的采用成果相一致。无芯段的岩层厚度、岩性、深度应采用测井成果。另外岩芯角采用要符合规定。不同时代的地层,真厚要分别累计。

煤田地质中钻孔地质分层综合记录。是对地质原始分层与测井全孔煤岩层解释成果的综合。综合记录中的地质分层,采自然分层。分层厚度与钻孔综合柱状图比例尺大有关,实际厚度等于图上下班毫米,其原则如下

1,地质综合分层记录中的岩名称,厚度,深度必须与所采的成果相一致,岩性描述,必须与地质原始分层记录中的岩性描述相对应,可适当缩减,但不得画蛇添足。

2,自然分层厚度和分层芯长必须与回次分层中同一自然层的厚度,芯长相一致,当煤层和岩层采测井成果后,上下层的厚度,芯长允许进行适当调整,但上下层的顶界和底界深度不允许再调整。

在进行钻孔岩、煤层真厚计算时,岩芯角采用的规定:

在不受断层影响的情况下,当上下两个岩芯角差值不大于3度时,利用中值法确定采用分界线位置,上下分别采用就近的岩芯角;当上下岩芯角差值大于3度时,先在其中间插一个平均值,然后在利用中值法确定各自的分界位置;上下岩芯角间有断层存在时,则无论差值大小,采用界线位置则放在断层面位置;最上一个岩芯角以上层段采用最上一个岩角,最下一个岩芯角以下层段采用最下一个岩芯角;一般一个自然分层的岩层只采用1个岩芯角,所采用的岩芯角用小括号括处,以与实测的岩芯角区别。

关于补救煤层厚度,结构,深度,煤芯采取率的采用:

由于补救煤层要打一人工造斜孔需在孔内下入一定的造斜工具,影响测斜精度,所以造斜孔一般不进行测斜。补煤段的煤层采取率单独计算。在综合资料中煤层深度,厚度,结构采原孔中的测井煤层成果。煤芯采取率采补斜成果。描述中对采采补斜成果给于说明即可。

8、煤层可靠程度评价

煤层资料的可靠性与煤层质量有直接的因果关系,但又有一定的区别,不能完全用煤层质量级别来代替煤层的可靠性,煤层的可靠性评价从煤层厚度(包括结构)、煤质、煤层底界深度(标高)(原用煤层底板深度表述煤层深度的说法不科学,因为煤层底板指的是一个岩层,是有一定体积的,其埋藏深度在一定的范围内,而不是一个界面,应该叫煤层底界面深度)对比的可靠程度四个方面评定。有人主张综合评价,有人主张分项评价,分别应用,本人认为后者较为合理,有利于资料的充分利用,凡不可靠的单项,不参与本项有关的评价就行。煤层可靠性级别分为可靠,基本可靠和不可靠三个级别。现在对煤层可靠性评级一般都不强调,我们也不要多事,因为煤层可靠性评价是一项复杂的事,涉及到煤层质量和成果利用。

9、钻孔偏距换算

有现成的计算程序,按程序要求操作就行,强调的是在钻孔偏距换算中那些地质点需进行偏距和坐标计算。需进行偏距和坐标换算的地质点有:地层界线点、可采煤层底界线点、厚煤层顶界线点、断面位置点、强含水层顶、底界点、采空区顶、底界线点、煤层火烧区底界点、终孔深度点。

10、煤层综合采用成果表的填写

煤层综合采用成果表中填写的内容,应与钻孔验收表中的煤层采用成果表、钻孔综合地质分层记录中的煤层顶底板岩性、厚度、采取率、煤层间距、钻孔偏距换算表中的止煤点坐标相一致。

钻孔竣工后应汇交的资料

钻孔竣工后应汇交的资料可分为通知类、设计类、钻探原始记录类、地质原始记录类、测井原始记录类、测井成果类、质量验收类、地质综合记录类共计8类。

通知类有:布孔通知书、安装通知书、开钻通知书、钻孔加深(减浅)通知书、终孔通知书、测井通知书、见煤预告书。

设计类有:钻孔施工设计书、封孔设计书。

钻探原始类:钻探小班原始记录、钻杆丈量记录(钻杆台账)、打煤报告、封孔报告。

地质原始煤记录:钻孔地质分层原始记录、钻孔采样记录。

测井原始记录:测井现场记录、测井曲线或测井数据。

测井成果:全孔测斜成果。全孔岩煤层解释成果、煤层解释成果、测温成果。

质量验收类:钻孔工程质量验收表。

地质综合类:地质分层综合记录、钻孔偏距拒换算表、煤层综合采用成果表、煤层可靠性评级表。

其它规定:

所有钻孔资料必须用规定的统一格式的表格进行记录,除设计类和地质原始分层记录用硬度2H-2B间的铅笔记录外,其它记录一律用钢笔或碳素笔记录。

钻孔验收和综合记录整理要在规定的时间内完成,过去执行的是7天内。

地质检验中的“三边”工作:

地质检验不仅仅限制在一个钻孔的岩芯检定工作上,而还要承担现场的资料分析研究工作,这样才能更好的作好地质检验工作。在日常的检验工作中,要随时根据钻孔揭露的地质情况,及时的修改钻孔所在勘查线剖面图、随时进行煤岩层对比,正确断钻孔目前钻进的层位和距目的层的距离。

要完整统计所完成钻孔的各项工程量、质量指标和有关地质数据的统计,如钻孔揭露地层厚度、岩性统计、煤层特正统计等。

在成批的钻探施工中要有打一、备二、考虑三的思想,确保钻探的连续施工。


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