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[报告] 钻探施工技术总结

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发表于 2013-1-17 09:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
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一、工程概况
经认真比选后,四川省地质矿产勘查开发局化探队(以下简称“化探队”)德阳科华地质技术研究院决定由西藏海相投资有限公司承担四川省南江县老厂坪金、铁矿普查项目大寨梁上铁矿段的钻探施工任务,并于2012年6月26日签订了合同书。《四川省南江县老厂坪金、铁矿普查实施方案(2011年6月~2013年6月)》中设计了9个钻孔、总进尺1540m,后来根据野外实际变更为14个钻孔、总进尺2396m,最终实际施工钻孔9个、进尺1491.68m,合格孔率100%,优秀孔率55.56%。
二、施工技术
施工合同签订后,公司组织项目负责人和机长对作业现场进行了两次踏勘,于2012年7月12日开始进场,7月24日钻机设备全部到位,7月27日正式开钻,11月20日结束施工。
㈠施工前的准备
首先,精心选择工作经验丰富、技术水平高的人员组成项目部,认真学习《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010,2010-12-31)及《四川省南江县老厂坪金、铁矿普查实施方案(2011年6月~2013年6月)》、《铁、锰、铬矿地质勘查规范》(DZ/T0200-2002,2003-03-01)中对钻探施工的技术要求;其次,由项目负责人带领项目部成员对钻探设备进行仔细地维修与调试,同时考虑到战线长、场内供水条件差的实际情况,对管材、工具、易损件及供水设施等进行了充分的匹配;第三,在进场前专门召开了安全技术生产会,明确了任务目标,落实了安全技术措施,为项目的顺利实施创造了良好的条件。
㈡项目实施
本次所有钻探施工均采用自运、自安、自打自拆的方式。设备到位后认真安装,并经项目负责人验收合格后方才开钻,这为保证工程质量、防止孔内事故奠定了坚实的基础。钻进过程中,严格遵守《地质岩心钻探规程》,以《实施方案》和《钻探施工技术设计》为指导,采用合理的钻孔结构、钻进方法和钻进技术参数,实现了“高效、低耗、安全、环保”的预期目标。


㈢项目结果
项目部全体员工充分发扬“钻石”精神、“吃苦耐劳,爱岗敬业”的优良传统,团结协作,克服了恶劣的自然地理条件,经过四个多月的艰苦奋战,在保证钻探质量的基础上,最终完成了1491.68m进尺的实物工作量。
㈣主要设备
根据钻孔深度选用主要设备类型,见表1。
表1主要设备选用计划表
  
  
施工位置
  
  
  
钻孔深度
  
  
  
钻机型号
  
  
  
钻机台数
  
  
  
钻塔型号
  
  
  
水泵型号
  

  
  
地表施工
  
  
  
<300m
  
  
  
XY-2
  
  
  
2
  
  
  
三脚塔
  
  
  
BW-260
  
㈤钻孔结构
本次施工的9个钻孔,均为孔深<300m的浅孔,全部采用Φ108口径开孔、Φ75口径终孔。
㈥钻进方法
下好套管后,采用金刚石绳索取心或普钻钻进。针对区内地层软、硬互层多及硬、碎裂隙比较发育的特点,依据不同情况采用了以下4 种金刚石钻头:热压梯齿钻头、热压尖齿钻头、电镀高低齿钻头、热压防“打滑”钻头。
1、热压梯齿钻头
该钻头底面梯齿为园环状,其截面为双梯形,唇面的自由表面大,有利于破岩、碎岩,梯形强度高,抗冲击,可用于钻进硬、碎、脆地层以及软、硬互层岩层。该钻头适用范围广,属应用较多的钻头之一。
2、热压尖齿钻头
该钻头尖齿为园环状,其截面为三角形,唇面的自由表面积大,而接触孔底的面积小,因而比压大,可用于钻进坚硬完整的岩层,但不适用于钻进破碎地层。
3、电镀高低齿钻头或电镀高低锯齿钻头
该钻头底面为高低锯齿形,具有比压大、过水断面大的特点。采用电镀法加工,金刚石不受高温损伤,能保持原有的金刚石强度。该钻头用于钻进中硬~硬的完整岩层。
4、热压防“打滑”钻头
该钻头为钻进坚硬岩层专用钻头。实践证明,该钻头使用效果较好。
㈦技术参数
采用的钻进技术参数见表2。
表2 钻进技术参数表
  
  
钻头
  
  
  
钻头直径(mm)
  
  
  
钻压(kg)
  
  
  
转速(n/min)
  
  
  
泵量(l/min)
  

  
  
单粒合金
  
  
  
75
  
  
  
500~700
  
  
  
100~300
  
  
  
80~120
  

  
  
110
  
  
  
700~900
  

  
  
电镀金刚石
  
  
  
75
  
  
  
800~1000
  
  
  
500~800
  
  
  
150~200
  

  
  
孕镶金刚石
  
  
  
75
  
  
  
600~900
  
  
  
600~1000
  
  
  
150~200
  
㈧冲洗液类型的选择
大寨梁上铁矿段仅出露元古界火地垭群上两组岳家河段(Pts2)、少量第四系地层及少量岩浆岩,适选用无固相冲洗液,并根据不同岩层的特点确定其配方和性能指标。
1、非矿岩层或较稳定的磁铁矿化层
1)Ⅰ号配方:用于钻进稳定或较稳定岩层,为清水(1m3)+PHP(50ppm~150ppm)+盐皂(0.3%~0.5%)。其性能指标为:比重1.005,漏斗粘度16.5s~18.5s,PH= 8~9,润滑系数0.12~0.15。
2)Ⅱ号配方:系高浓度PHP,用于钻进破碎岩层,为清水(1m3)+PHP(500ppm~1000ppm)+盐皂(0.3%~0.5%)。其性能指标为:比重1.005,漏斗粘度20s~25s,PH=8~9,润滑系数0.12~0.15。
3)Ⅲ号配方:含有较多的钾离子,用于钻进遇水膨胀岩层,为清水(1m3)+PHP(1000ppm)+KCl(1%)+盐皂(0.3%~0.5%)。其性能指标为:比重1.005,漏斗粘度28s~30s,PH=8~9,润滑系数0.12~0.15。
2、较破碎岩层
1)钻进较破碎岩层中少量水敏性岩层或构造破碎带,采用磺化沥青防塌泥浆。其配方为:原浆(清水1m3+钠土30kg+纯碱1.8kg)+PHP(0.05kg)+CMC(1kg~2kg)+磺化沥青)(液体)(5kg~15kg)+盐皂(0.5kg)。性能指标为:粘度22s~25s,失水量15mL/30min~17mL/30min,比重1.02~1.03,泥皮厚小于0.5mm,PH=9.5~10,润滑系数0.13~0.15。
2)钻进水敏性岩层时,采用硝基铁钾防塌泥浆。配方为:原浆(1m3)+PHP(0.01kg)+Na2CMC(1kg~2kg)+硝基铁钾(2kg~3kg)+盐皂(3kg~5kg)。性能指标为:粘度20s~23s,失水量16mL/30min~18 mL/30min,比重1.02~1.03,泥皮厚小于0.5mm,PH=9~9.5,润滑系数0.12~0.14。
3)钻进水化膨胀岩层,采用聚丙稀腈钙+硝基铁钾防塌泥浆。配方为:原浆(1m3)+聚丙稀腈钙(1kg~2kg)+Na2CMC(0.5kg~1kg)+硝基铁钾(2kg~3kg)+盐皂(3kg~5kg)。性能指标为:粘度22s~25s,失水量15 mL/30min~17mL/30min,比重1.02~1.03,泥皮厚0.5mm,PH=9.5~10,润滑系数0.13~0.15。
㈨取心方法
所有钻孔均为绳取钻进,采用绳取钻具取心。对于完整岩层,采用单动双管取心;对于破碎岩层,采用SD钻具取心;对于脆、碎岩层,采用喷反复合钻具取心。
三、质量评述
参照《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010,2010-12-31)及《四川省南江县老厂坪金、铁矿普查实施方案(2011年6月~2013年6月)》、《铁、锰、铬矿地质勘查规范》(DZ/T0200-2002,2003-03-01)中对钻探施工的质量要求,对本次施工的9个钻孔均进行了验收评定,结果见表3。
㈠岩矿心采取率与岩矿心整理
工作中为采好矿心,在见矿化前10m均作了预告,限制回次进尺。在矿心采取过程中,回次进尺限制在1~1.5m以内。如遇钻具出现堵塞现象,则立即起钻,防止打丢矿化层。钻进中见软、见硬马上丈量上余,换标记录深度。
由表3可知,矿心采取率86.55~96.96%,平均91.61%;顶底板岩心采取率86.94~96.15%,平均91.55%;全孔采取率88.99~96.91%,平均92.95%,岩心采取率89.41~97.03%,平均93.22%。均达到了质量要求。
钻孔内取出的岩矿心,认真做到了首先清洗干净,然后按先后顺序装入岩心箱内,无颠倒混乱,在岩心上用油漆注明了回次数、总块数和块数号,用签字笔填好了岩心牌,放好了岩心隔板,保管完好。
㈡钻孔变曲度与测量间距
实测顶角与开孔设计顶角之差允许范围:直孔每100m孔深不超过2°、斜孔每100m孔深不超过3°,随井深增加递加计算。
为防止井斜超差,使用JX-42测斜仪每25m测量一次顶角和方位角,开孔时加密了1~
表3钻孔施工质量及检查验收表
  
  
工程编号
  
  
  
ZK0001
  
  
  
ZK0002
  
  
  
ZK0301
  
  
  
ZK0302
  

  
  
设计孔深(m)
  
  
  
118.00
  
  
  
215.00
  
  
  
140.00
  
  
  
255.00
  

  
  
设计方位角(°)
  
  
  
331
  
  
  
331
  
  
  
331
  
  
  
331
  

  
  
设计倾角(°)
  
  
  
78
  
  
  
88
  
  
  
78
  
  
  
87
  

  
  
终孔孔深(m)
  
  
  
121.15
  
  
  
216.75
  
  
  
144.81
  
  
  
250.60
  

  
  
开孔日期
  
  
  
2012.10.24
  
  
  
2012.11.3
  
  
  
2012.9.13
  
  
  
2012.9.28
  

  
  
终孔日期
  
  
  
2012.11.1
  
  
  
2012.11.20
  
  
  
2012.9.27
  
  
  
2012.10.4
  

  
  
岩心采取率(%)
  
  
  
全孔
  
  
  
92.71
  
  
  
89.70
  
  
  
94.68
  
  
  
95.85
  

  
  
顶、底板
  
  
  
91.25
  
  
  
88.03
  
  
  
95.27
  
  
  
/
  

  
  
矿心
  
  
  
90.04
  
  
  
88.84
  
  
  
95.98
  
  
  
/
  

  
  
岩心
  
  
  
93.05
  
  
  
89.75
  
  
  
94.57
  
  
  
95.85
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
孔深
  
校正
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
3/3
  
  
  
5/5
  
  
  
3/3
  
  
  
5/5
  

  
  
质量评述
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  

  
  
弯曲度
  
测  量
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
5/5
  
  
  
8/8
  
  
  
6/6
  
  
  
10/10
  

  
  
质量评述
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  

  
  
简易水
  
文观测
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
65/65
  
  
  
110/110
  
  
  
82/82
  
  
  
120/120
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
封孔
  
情况
  
  
  
实封(m)
  
  
  
0~10.00
  
58.67~85.05
  
101.95~121.10
  
  
  
0~10.00  105.22~135.43
  
198.19~216.67
  
  
  
0~10.00 122.56~144.70
  
  
  
0~10.00
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
综合质量评述
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  

  
  
验收日期
  
  
  
2012.11.2
  
  
  
2012.11.21
  
  
  
2012.9.28
  
  
  
2012.10.5
  
续表3                     钻孔施工质量及检查验收表
  
  
工程编号
  
  
  
ZK0401
  
  
  
ZK0801
  
  
  
ZK0802
  
  
  
ZK1201
  
  
  
ZK1202
  

  
  
设计孔深(m)
  
  
  
159.00
  
  
  
98.00
  
  
  
190.00
  
  
  
120.00
  
  
  
182.00
  

  
  
设计方位角(°)
  
  
  
331
  
  
  
331
  
  
  
331
  
  
  
331
  
  
  
331
  

  
  
设计倾角(°)
  
  
  
75
  
  
  
75
  
  
  
90
  
  
  
75
  
  
  
88
  

  
  
终孔孔深(m)
  
  
  
160.15
  
  
  
100.11
  
  
  
185.60
  
  
  
120.61
  
  
  
191.90
  

  
  
开孔日期
  
  
  
2012.10.25
  
  
  
2012.9.8
  
  
  
2012.9.24
  
  
  
2012.7.27
  
  
  
2012.8.10
  

  
  
终孔日期
  
  
  
2012.11.8
  
  
  
2012.9.21
  
  
  
2012.10.7
  
  
  
2012.8.5
  
  
  
2012.8.28
  

  
  
岩心采取率(%)
  
  
  
全孔
  
  
  
96.91
  
  
  
93.44
  
  
  
94.95
  
  
  
94.25
  
  
  
88.99
  

  
  
顶、底板
  
  
  
95.43
  
  
  
93.10
  
  
  
96.15
  
  
  
94.56
  
  
  
86.94
  

  
  
矿心
  
  
  
96.65
  
  
  
93.28
  
  
  
96.96
  
  
  
94.88
  
  
  
86.55
  

  
  
岩心
  
  
  
97.03
  
  
  
93.55
  
  
  
93.98
  
  
  
94.08
  
  
  
89.41
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
孔深
  
校正
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
4/4
  
  
  
2/2
  
  
  
4/4
  
  
  
2/2
  
  
  
2/2
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
良
  

  
  
弯曲度
  
测  量
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
7/7
  
  
  
2/2
  
  
  
8/8
  
  
  
3/3
  
  
  
4/4
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
良
  

  
  
简易水
  
文观测
  
  
  
应测/实测(次)
  
  
  
104/104
  
  
  
67/67
  
  
  
122/122
  
  
  
80/80
  
  
  
126/126
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
封孔
  
情况
  
  
  
实封(m)
  
  
  
0~10.00
  
131.90~162.12
  
  
  
0~10.00 29.49~100.08
  
  
  
0~10.00 25.00~52.62
  
73.62~185.58
  
  
  
0~10.00
  
68.7~120.61
  
  
  
0~10.00   129.22~191.82
  

  
  
质量评述
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
优
  

  
  
综合质量评述
  
  
  
优
  
  
  
良
  
  
  
优
  
  
  
优
  
  
  
良
  

  
  
验收日期
  
  
  
2012.11.9
  
  
  
2012.9.22
  
  
  
2012.10.8
  
  
  
2012.8.6
  
  
  
2012.8.29
  
2个测点。见矿化和终孔时均进行了测定。当钻孔倾斜与设计出入较大时,及时采取了补救措施,保证了终孔孔斜不超过要求。
本次工作中,钻孔弯曲度测量数据记录清楚、准确,终孔后汇交给化探队德阳科华地质技术研究院四川省南江县老厂坪金、铁矿普查项目部保管。
㈢简易水文地质观测
所有钻孔均进行了简易水文观测,包括钻孔水位及冲洗液消耗量的测定。钻进过程中遇到涌水、漏水、掉块、坍塌、缩径、裂隙及钻具掉落等异常现象时,均及时记录孔深。
在起钻后和下钻前均测定水位一次,为了保证此项测定能够进行,起、下钻之间的间隔时间至少保持5分钟。提钻后与下钻前之间时间超过15分钟时,则每隔15分钟测定一次。
每个钻孔从开孔到终孔过程中,按上述要求进行连续测定,中途除特殊情况均无间断。终孔后立即作了24小时终止水位观测。
㈣孔深误差的测量与校正
平均每钻进50m左右就进行了井深测量和误差校正,9个钻孔井深误差-0.01~+0.11m,未超差。其中,ZK0002、ZK0302、ZK0401、ZK0802、ZK1201钻孔质量评定为优,ZK0001、ZK0301、ZK0801、 ZK1202钻孔质量评定为良。
㈤原始报表填写
钻探原始报表(班报表、简易水文观测记录等),是真实反映钻探施工情况的重要依据,因此严格按规定的格式内容和要求对施工情况及工作结果进行了记录和填写。
机场各班指定专人现场用钢笔及时填定各类原始报表。其原始记录真实、齐全,数据准确、清楚。发现错误时,及时进行了纠正,并注明了原因。合格率100%。
㈥钻孔的封闭与检验
终孔前,依照钻孔实际柱状图和封孔要求编写了封孔设计,经项目负责人批准后,交机场执行。终孔后,除特殊原因外,均按项目部提供的封孔设计进行了封孔。封孔时,结合测区实际情况进行,具体要求是:开孔0~10m、矿化层顶板以上10m至底板以下2~10m均用未过期的425号水泥进行封闭,其余部分用碎土回填。封孔后,每个井口均建10×10×40cm的水泥桩,并用红油漆注明了孔号、孔深、孔斜、方位角、开孔日期和终孔日期。
封孔结束后,机长将《钻孔封孔设计和报告书》交给化探队德阳科华地质技术研究院四川省南江县老厂坪金、铁矿普查项目部存档。
四、主要技术经济指标完成情况
经统计,9个钻孔的综合技术经济指标为:台月效率 191.24米/台月;平均小时效率2.37米/小时;平均回次进尺 1.58米/回次;纯钻进时间利用率57.50% ;NQ钻头平均52.35米/个,最高135.56米/个。
五、安全生产
在整个钻探施工作业过程中,项目负责人随时认真检查安全工作,针对存在的问题,及时采取具体措施消除隐患,保证生产设备、安全装备处于完好状态;机长带领各台班长坚持班前讲安全、班中检查安全、班后总结安全,认真搞好生产设备、安全装备的检查维护工作,使其保持完好和正常运行,督促所有作业人员正确使用劳动保护用品;全体人员严格遵守各项规章制度,切实戴好安全帽等个人劳动防护用品,不违反劳动纪律,不违章作业;同时,化探队德阳科华地质技术研究院四川省南江县老厂坪金、铁矿普查项目部还组织人员不定期到施工现场进行安全检查,对发现的安全隐患立即予以指出并责令限期整改。通过大家的共同努力,把一切不安全因素消除在萌芽之中,做到了无伤亡事故的发生,保证了安全生产。
六、存在问题
总体上看,四川省南江县老厂坪金、铁矿普查项目大寨梁上铁矿段的钻探施工比较正常,但也存在以下几个问题:
1、由于米仓山地区今年雨水较多,又逢小田村一带修筑乡村公路,造成生产物资运输不便,进场晚,野外工作时间过短,不能按照既定计划完成设计工作量。
2、进入冬季后,由于昼夜温差大,使得供水管道冻结,一定程度上影响了工程进度。
3、因个别钻孔深度接近或超过钻机的设计能力,负荷较大,机械事故较多,材料消耗大;加之运输不便,专用材料的补给难以及时到

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