绳索取芯钻探工艺在复杂地层应用实例(1)

绳索取芯钻杆钻具规格
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管，下入φ ７ ５ ｍ ｍ 系列钻具，配备φ ７ ５ ｍ ｍ 过渡金刚石钻头，在孔底消磨 掉φ ９ １ ｍ ｍ 钻头内出刃，待其内胎体 完全损毁，改换绳取钻头继续钻进， 遇第③层软弱层时，改换φ ７ ５ ｍ ｍ 双 管双动绳索取芯钻具，直至到第④ 层，采用单动绳取钻具直至终孔。
作用，缩短了孔壁裸露时间，对于复杂 × ３．８３３。只要记住一个弯道的分道差
地层钻进的优越性在本孔得到体现。尤 其对于难取芯地层如本孔构造带较常规
是 ３．８３３ 米就可以了。跑几个弯道就再 乘以几，算起来很方便。ｎ－１ 个分道差
钻进有极大改善；同时降低了钻探成 就是第 ｎ 道的前伸数。８００ 米及其以上
作者简介 姓名：陆红，性别：女，民族：汉， １ ９ ６ ６ 年 ７ 月出生，籍贯：江苏南通。单 位：山西体育职业学院，山西大学体育学 院高校教师硕士研究生，职称：副教授
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绳索取芯钻进工艺是一种不提钻而 从钻杆内捞取岩芯的钻井工艺。它的 特点，是在钻探过程中提取岩芯时不 用提升全套钻柱，而是通过绞车和钢 丝绳将打捞器下放到孔内，将容纳岩 芯的内管连同岩芯一同提至地表，然 后将空管投放孔内，继续钻进。在我 国早期的实践生产中，由于当时技术 经济条件相对落后，该工艺未能取得 极好效果。以 Ｓ５９ｍｍ 系列为例存在诸 多不足，如：钻杆易弯曲，起下内 管不畅甚至卡死：安全脱卡机构（安 全绳）过于简易，打捞机构不灵活， 引起打捞成功率偏低；钻头寿命短， 辅助时间加长等。近年来，随着研究 的不断深入，技术上不断改进，其相 对于常规钻进工艺的优越性愈加凸显出 来，得以在行业中广泛应用。尤其是 在复杂地层，达到了常规钻进难以实 现的效果。现将我队在洛前河金矿东 湾金矿区 １００４ 孔的施工情况简介如 下：
工 程
中国科技信息 ２００７ 年第 ５ 期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｍａｒ．２００７
绳索取芯钻探工艺 在复杂地层应用实例
韩栋材 河南省有色地质二队 ４６７０２１
摘 要 结合工程实例，阐述绳取工艺的优点。 关键词 绳索取芯；复杂地层；钻进过程；效果
钻进过程中，测得浆液性能指标 为：粘度 １ ９ ～２ １ ｓ ，相对密度 １ ． ０ ２ ～ １．０７，失水量 １４～１８ｍｌ／３０ｍｉｎ，静切 力 ２￣１０（Ｎ／ｃｍ２）１０－５，含砂量 １～２％。
终孔后， 经检验：钻孔顶角 １ ． ５ °， 方位角为 ３ ６ ５ °， 平均采取率＝ ８ ４ ． ６ ％，矿芯平均采取率＝ ８ １ ％，均符合 地质要求。该孔累计用时 ７２ 个台班（按 ８ 小时计），每台班平均进尺 ６．３９ｍ，机 械钻速为 １．０５ｍ，回次进尺 ０．８０ｍ／ｈ， 相较同条件的常规钻进工艺的回次钻速
Ｂ Ｗ － ２ ５ ０ 泥浆泵：最大流量 ２ ０ ０ 升 ／ 分， 最大压力 ８０ 公斤 ／ 厘米 ２。
二、钻孔结构设计
根据地质要求，钻孔类型为直 孔，设计倾角 ９ ０ °，终孔孔径不小于 ７ ５ ｍ ｍ 。采用浓度为 １ １ ０ ％ 、粒度为 ４０～６０ 目、胎体硬度 ＨＲＣ３０～４０ 孕 镶金刚石钻头用 ９ １ ｍ ｍ 口径开孔，第 ①层采用绳索取芯钻进，在穿越后至 第②层较完整段，提出内管，将φ ９１ｍｍ 钻杆柱及钻具留置在井内当作套
本。
的各项径赛都采用不分道起跑的弧形起
但绳索取芯工艺也存在一些问题， 跑线，可以不再计算切入差，（如有接力
由于内外径限制，钻杆壁薄，强度低， 赛跑仍须计算切入差）。４００ 米赛跑最多 钻具结构复杂，若钻具脱落时不易捞 可跑三个弯道。
取，如该孔在钻至 ２７８．３０ 米处因卡钻
是钻具折断于井内，处理事故较为复
杂，所以使用中应予以考虑。
参考文献 ［ １ ］ 叶国栋． 体育运动场地． 人民体育出 版社［Ｍ］ ［ ２ ］ 杨守博． 体育运动场馆设施和管理． 北京体育学院出版社［Ｍ］． ［３］郭鸿书．学校体育场地与器材［Ｍ］．陕 西科学技术出版社． ２ ０ ０ ６ ，３ ． ［４］中国田径协会．田径竞赛规则［Ｍ］．人 民体育出版社．
少米，都可用标准跑道的计算前伸数
的方法即：Ｅ Ａ ＝
，如
没有跑道里突沿则可用公式
ＥＡ＝
求出各道的前伸数。起
跑 前伸数也可以用分道差求出，经过
弯道的分道差为
（Ｘ ＝ 分道跑的弯道数）第二道的前伸
钻进时间，所以总的钻进效率仍比普 通钻头高，且这种优势随孔深增大而 增大；由于减少了提钻次数，钻头在
数为
；第三道的前伸数为 ；第四道的为 以下各道
列、７ ５ ｍ ｍ 系列绳索取芯钻杆钻具， 及φ ７ ５ ｍ ｍ 系列双动隔水式单钻头绳 取钻具，ＪＳＪ － ６００ 型绞车，各设备主 要技术参数如下表。
ＸＹ－４４ 钻机：动力机转速 １４ 最大 压力 ８０ 转 ／ 分，最大扭矩 ３．２ 千牛·米， 最高转速 ９７０ 转 ／ 分，最大加压力 ９０ 千 牛。
生降过程中与孔壁的碰撞及扫孔的无效 磨损得以减少，故钻头寿命长于普通
以此类推，如没有如没有跑道里突沿则
只有一个分道差即
；第二道的
钻头，且减小了冲洗液对井壁的抽吸 前伸数为
；第三道以外的前伸
作用；由于钻杆柱弯曲度小对孔壁的 破坏减少，同时钻杆可以起到套管的
数为（ｎ＝ 道次数，ｄ＝ 分道宽）。例如分 道宽为 １ ． ２ ２ 米没有里突沿分道差为χ
提高了近 ３ ５ ％ ，取得了良好的技术效 果和经济效益。
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四、总结
免弯道起跑大量计算的麻烦。小型跑 道直道起跑的起跑前伸数不管分道宽多
绳索取芯钻头的壁厚比普通取芯钻 头厚度大，理论上钻进时的机械转速 略低于普通钻头，但由于钻杆与孔壁 间隙小，弯曲度小，钻头在孔内工作 平稳，钻杆柱可适当的提高转速，可 使 钻 头 的 碎 岩 效 率 得 到 “ 补 偿 ”； 更 由于减少了辅助作业时间，增大了纯
根据绳索取芯工艺的特点及地层稳 定性，钻进时采用的冲洗液应具有粘度 低、防塌性能好、相对密度小、沉渣快 等特性。冲洗液采用无固相浆液，由水 （１０００）：聚丙烯腈钠盐（１０）：护壁剂 （１０）：润滑剂（５）的比例制成，并视孔 内情况加以调整。
三、钻孔钻进过程
绳索取芯钻头的底唇面比普通金刚 石钻头的底唇面积大，因此所需钻压 相应增大。钻速则可按普通金刚石钻 头钻进的圆周速度（孕镶钻头 １ ． ５ ～ ４ ｍ ）为标准，在实际应用中因绳取 钻杆与孔壁间隙小，钻杆在受压状态 下弯曲度小于常规钻杆，故可适当提 高转速。泵量比普通金刚石略大。
一、工程概况
１ 地质条件： 根据已有地质资料，结合附近钻 孔成果，推测该孔地层依次为： ①火山角砾岩：强风化，０ ～１ ８ ０ 米，破碎，遇水后易掉块、坍塌； ②英安岩：１ ８ ０ ～３ ５ ５ 米，节理裂 隙发育，岩性硬脆，岩体破碎，钻 井液可能漏失，易掉块； ③构造角砾岩：３８５～４１５ 米，强风 化，坚硬，破碎，不均质，遇水易 坍塌； ④英安岩：４１５～４６０ 米，节理裂隙 发育，岩性硬脆，岩体破碎，可钻性 １１ 级。 该矿区已有多个常规钻进钻孔因埋 钻报废的例证。 ２ 主要设备：Ｘ Ｙ － ４ ４ 型钻机， Ｂ Ｗ － ２ ５ ０ 型泥浆泵，某厂 ９ １ ｍ ｍ 系