混油乳化泥浆的配制与使用

我队在许昌铁矿区钻探,地层复杂,上部有200～300余米厚的冲积覆盖层,下部基岩受风化和构造作用,松散而破碎;钻孔坍塌、掉块,局部漏失或涌水.因此须采用泥浆护孔钻进.小口径金刚石钻进,要求泥浆粘度低、切力小、泥皮薄、含砂量低、有润滑性能.近几年来,在有关单位协助下,我队试验推广了混油乳化泥浆,取得较好效果.1.配方粘土(用当地粘土加工成粉状)10%、石灰0.4%、纯碱0.8%、栲胶碱粉或铁铬盐0.5%、太古油或皂化溶解油0.5～1%、C.M.C. 0.8%2.配制方法先将太古油或皂化溶解油     

安全防喷接手

在水文地质勘探中,为保证钻探质量,常采用弹子接手取心法提高采取率。但这种方法在拧卸钻杆时,钻杆内孔积存的泥浆会四处喷射,给机台操作者带来困难、且不安全。为此,我队尤少翻技师设计了一种安全防喷接手 (见图)。这种接手的连接顺序为:钻杆一,安全防喷接手,粗径钻具。其传动原理为:在钻进时该接手连于粗径钻具的锁接手上,钻进终了'采取岩心前),关闭泥浆泵阀门,打开水笼头上盖螺丝,将钢球10投入钻杆内,后开泵送冲洗液,在泵压下     

离心旋流除砂器

我队钻探施工的矿区地层比较复杂,几年来都是采用泥浆护壁.由于所使用的粘土和粘土粉含砂量甚高(有时高达25%),一旦钻具在孔内停留就会造成沉砂埋钻事故.针对这种情况,我们采用离心旋流除砂器取得了很好效果.离心旋流除砂器的结构如图.其工作原理是利用离心力作用将泥浆中的砂粒甩向器壁,沉淀后从底部出砂咀排出,经净化的泥浆从上部溢流管流入水源箱内.经除砂器除砂后的泥浆含砂量可降至4%以下,改善了泥浆的性能,减少了沉砂埋钻的危险性.例如有一钻孔在478米深处发生了孔内事故,经48小时后,反回钻杆时,没有发生以往的那种沉埋现象,大大缩短了处故时间.     

YS75绳索取心钻杆折断事故处理

1991年我队在张家口崇礼县水晶屯矿区施工,由于地层破碎、漏失严重,加之钻杆质量不好,常发生钻杆折断事故,且比较典型的是从钻具异径接手上端折断。钻杆的公扣留在异径接手的母扣内,内管总成的矛头露出异径接手上端。处理方法:首先下入钢丝绳打捞器,打捞内管,如内管劲很大,可采用安全脱卡机构脱卡,提上     

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。     

泥浆处理及次土造优质泥浆

一九七三年开始,我队开展了荆当盆地深部及某磷矿复杂地层的钻探施工。由于地层及地质构造引起涌水、孔塌、缩径、漏失,必须采用泥浆护壁。初期,我们简单的就地取土搅拌泥浆,效果不好。后来从远离矿区的地方运输优质粘土,不仅造成汽车紧张,而且     

改进套管接手 防止套管事故

目前在岩芯钻探施工中,下套管护壁仍然是主要手段之一.我队在某矿区施工,冰碛层相当厚,少者几十米,多者达500余米,用泥浆护壁钻穿此层后,还必须下套管.否则,在继续钻进时,经常掉出活石.前几年,打大口径钻孔,下φ108套管,由于钻孔较深,施工周期长,往往发生套管或套管接手从丝扣根部折断事故.例如506机施工的11号孔,下φ108套管381.56米,钻进到600多米时,套管先后折断六次.推广人造金刚石钻探技术后,钻孔口径较小,只能下φ73套管,套管接     

孔口混合器的使用

近年来,我队在石菉和锡山矿区打钻,常遇到孔内漏失、坍塌、掉块等情况,要灌注冻胶泥浆或水泥进行堵漏护壁.灌注时,冻胶泥浆加入水玻璃或水泥浆加入速凝剂之后,浆液很快变稠,水泵抽送困难,甚至中途凝堵.我队职工遵照毛主席关于"实践、认识、再实践、再认识"的教导,根据喷反钻具的原理,设计成功一种孔口混合器.结构如图,由上接头(接机上钻杆)、下接头(接孔内钻杆)、喷咀、喉管、开关和料桶组成.     

混合料粘泥球护壁堵漏

我们在东南岔矿区施工中,遇到了井壁掉块、井内涌水和冲洗液漏失等问题.该地区岩层复杂,破碎带多,岩石节理发育,裂隙较大,地下含水层丰富.例如ZK 7号孔在43米深时,孔内发生涌水,稀释泥浆,影响钻进,虽加大泥浆粘度与比重,但难于制止涌水.钻进至78米时,孔内又突然发生漏失,孔口不见返水.增大泥浆粘度达50秒以上仍不见效.投入大量粘泥球堵抹亦无效.后决定灌注水泥,一次灌入400公斤水泥(水泥标号400,水灰比0.4),候凝24小时后,下钻具试钻,孔内无水泥柱,水泥堵漏又告失败.在这种情况下,我们对该孔的地质情况再次进行了分析.该孔地质、水文情况复杂,仅90余米深就穿过了四层破碎带,已揭     

大径扩孔钻头结构

我队曾在洋姑山灰岩矿区进行补充勘探工作，共施工钻孔24个，钻探进尺4181m，最多曾开动3台钻机。该矿区地层变化颇大，岩溶发育是影响钻探生产的最主要因素。在石炭系船山灰岩中，多次出现溶洞，最大的一次延深达38m，钻孔中最大累计长度为86m。溶洞呈不规则状，多数有充填物。在施工中曾用快干水泥、PAM全絮凝、稻草等惰性材料堵漏，均无效，泥浆钻进时孔壁也很不稳定。另外，钻杆折断事故频繁，多数事故极难处理。经过半年多实践，取得不少的经验教训，现将主要体会简述如下。     

癸二酸下脚脂肪酸乳化泥浆

小口径人造金刚石钻进用的冲洗液应根据地层的不同各有选择.我队开展小口径人造金刚石钻探,最初采用皂化溶解油作配制冲洗液的乳化剂.由于这种乳化剂对我队施工的碳酸盐地层不合适,发生严重破乳和糊钻现象.后改用氧化石腊皂配制乳化液.这种冲洗液排粉能力强,成本低,但润滑性较差.施工的钻孔遇到坍塌、漏失等复杂地层时,一般乳化冲洗液是解决不了的,必须使用泥浆护孔.因此,我们在施工CK2114-10号孔时,决定采用乳化泥浆.在矿中心试验室的积极支持配合下,我们试验用癸二酸下脚脂肪酸处理泥浆,取得了较好的效果.     

关于发展我国地质钻探机械装备的几点看法

尽管在水文地质钻探规程中规定水文地质钻孔在松散、破碎、高承压水、气和严重漏失等地层,可以采用优质泥浆护孔,少下或不下套管,以简化钻孔结构,但是实际执行中,泥浆护孔在大部分水文地质技术人员中的阻力是很大的。这也是我局水文地质钻探中长期存在而没有解决的一个问题。主要争议是泥浆     

低固相泥浆在复杂地层钻进中的应用

我队曾在昌平辛庄矿区、延庆里长沟矿区和昌平仙人洞矿区分别使用低固相泥浆进行护孔、堵漏.辛庄矿区围岩是蚀变石英正长岩,破碎并有开放式裂隙,漏失严重.在该区施工大、小口径钻孔15个,皆因遇到破碎带,严重坍塌、掉块、涌水而被迫终孔.小口径孔只完成设计孔深的61%,大口径孔77%,合计68%.除个别孔基本合格外,都没有达到地质要求,严重影响矿区的综合评价.为此,在总结经验的基础上,施工ZK21号孔时,使用了低固相泥浆,并采用了泥浆回灌     

貫徹苏联專家建議推廣使用煤碱泥漿的經驗

煤碱剂泥浆是苏联的先进经验之一,是一种化学处理过的优质钻探冲洗液,使用这种泥浆洗钻孔,能在孔壁上生成一层薄而坚硬的泥皮,这样的泥皮起着保护孔壁的作用,从而保证安全钻进。经验证明使用失水量大的泥浆冲洗钻孔时,在膨胀或松散的岩层钻进时,泥浆里的水分过多地渗入地层,一方面使岩层膨胀或发生坍塌现象,另一方面在孔壁上结成一层厚而不坚固的泥皮,从而缩小孔径(图1)。我队在彩屯勘探区的许多钻孔,由于上述原因,     

怎样克服烧钻事故

我队在小口径金刚石钻进中,烧钻事故很多。其原因有: 1.缺乏严细作风。主要表现在钻进中不注意观察仪表、回水,不注意听柴油机运转声,不检查钻具通水情况,不重视钻杆接头密封。 2.冲洗液循环不正常。因活塞螺帽松开造成水泵单缸来水,使水量水压不稳定;钻杆接头通水孔、双管通水孔被杂物堵塞;三通不灵、高压管路严重漏失使孔底水量     

推广使用聚丙烯酰胺(PAM)增强钻进护孔效能

1980年我队承担四个勘探区的钻探施工任务,其中多数钻孔孔壁不稳,坍塌、掉块、严重超径、地下水活动强烈等,给钻探施工造成了严重障碍。为了保证钻探施工的顺利进行,以往主要选用套管、泥浆、速凝早强水泥三类办法综合进行护孔堵漏,但占用时间多,成本高、可靠性差、操作繁杂,因此护孔堵漏仍是钻探技术的一大难关。例如中甸雪鸡坪勘区,钻孔弯     

涌水坑道钻孔岩心上升系数ξ定义及其实践意义

坑道钻孔内涌水给常规小口径取心钻探带来了极大的施工难题。水银洞金矿Ia矿体地下水丰富,坑道钻探施工中,发现孔底岩心可以从孔口冲出。由此提出了坑道涌水钻孔岩心上升系数ξ,其物理意义是岩心在孔底水压和浮力的作用下,克服重力以及与钻杆内壁摩擦力而自动上升的能力,并结合钻孔实际参数,讨论了ξ的实践意义。当ξ≥1时,理论上孔底岩心可以随孔内涌出水从孔内冲出;当ξ＜1时,孔底岩心则不能被冲出,只能依靠起大钻取出。通过计算矿层的岩心上升系数,结合实际地层的完整性情况,可以帮助钻探人员控制合适的进尺后割心,使ξ≥1,从而让钻孔内岩心自动从孔底排出。岩心上升系数,可以为提高地表和坑道高压涌水钻孔钻进效率提供理论指导,具有一定的实践意义。     

用柔性导向锥具打捞钻杆

1998年 ,我队承担了由日本政府资助的“云南腾冲梁河地域资源调查”项目中的钻探施工任务 ,在施工 6号孔的过程中 ,钻进到 1 0 3ｍ孔深时 ,在 45 34ｍ处发生 71ｍｍ绳索取心钻杆折断事故。在断头孔段 ,钻孔直径为 75ｍｍ ,因该孔段岩层裂隙发育、掉块等原因 ,钻杆断头严重偏离原钻孔轴线 ,经用 71ｍｍ绳索取心钻杆和 50ｍｍ普通钻杆带锥具打捞均告失败 ,无论带锥具的钻杆呈直或弯曲状态 ,均无法找到钻杆断头。后采用调整下入孔内的 71ｍｍ绳索取心钻杆的上下顺序 ,带同径马蹄管的方法 ,找到一种钻杆排列顺序才使马蹄管插入钻杆断头 ,但…     

化学泥浆的配制及使用经验

我们勘探的辽南含煤区为隐蔽式煤田。区内第四系地层较厚,主要由流砂、河卵石组成。钻进某些层段时,特别是钻进煤系层段时,经常发生比较严重的冲洗液漏失、坍塌、掉块、翻孔、缩径、自然造浆等故障,影响钻探的质量、效率和安全,成为钻探中的主要矛盾之一。譬如,我队已勘探多年的沈南石炭二迭纪煤田北区,第四系流砂互层,厚80～130米,海相泥岩和煤层段翻孔。一九六五年上半年以前,由于当时使用一般普通泥浆,解决不了这样的问题。多数钻孔只好靠下套管维护第四系地层中的孔壁,全孔用大粘度普通泥浆钻进。     

对金刚石钻进用泥浆的初步研究

小口径人造或天然金刚石钻进,是我国目前地质勘探大力提倡的新钻进方法.影响它迅速推广的主要障碍之一,是复杂地层护壁堵漏问题.它与91～150毫米大口径岩心钻孔的护壁堵漏相比,问题更为突出,这是由于小口径钻孔的一系列特点所造成的.从国内外的实际情况可以看出,当前解决小口径钻进复杂地层的护壁堵漏问题,仍同大口径的岩心钻探一样,以泥浆护孔和水泥护孔为基本手段,其它如化学浆液护孔等,只不过是辅助手段.泥浆护孔有其优越性.譬如,它可以在连续作业中对付不断出现的孔壁不稳定情况,保证安全钻进;同时又能解决较轻微甚至是中等的漏失问题.而小口径金刚石钻进应用泥浆,