潜孔锤反循环钻进技术在复杂地层中的试验研究-地质与勘探.PDFVIP

维普资讯 第42卷 第4期 地 质 与 勘 探 V01．42 No．4 2006年7月 GE0L0GYAND PR0SPECTING July，2006 潜孔锤反循环钻进技术在复杂地层中的试验研究 胡振阳，白鸿雁2，殷 琨 (1．中铁西南科学研究院，成都 610031；2．浙江山水建设有限公司，杭州 310014； 3．吉林大学建设工程学院，长春 130026) [摘 要]贯通式潜孔锤反循环连续取芯(样)钻进技术在钻进复杂地层时有独特效果，依托中国地 调局项 目，通过野外生产试验，加深了贯通式潜孔锤反循环机理的理论研究，对贯通式潜孔锤及其配套 钻具的结构进行了合理的优化，大大提高了其对复杂地层的适应能力，完善了操作技术和工艺方法，使 潜孔锤反循环钻进技术达到 了可以广泛推广应用的水平。 [关键词]贯通式潜孔锤 反循环连续取样 复杂地层 [中图分类号]P634．5 [文献标识码]A [文章编号]0495—5331(2006)40 —0094—03 127／43三种规格的贯通式潜孔锤 ，SBC一89／44型 1 概 述 外平双壁钻杆和 SBC一73／44 型双壁钻杆，反循环 贯通式潜孔锤反循环钻进技术是集潜孔锤碎 专用钻头，双通道气水龙头，潜孔锤与钻杆的变丝接 岩、流体介质反循环、钻进中连续获取岩矿芯 (样) 头以及反打接头等。 三项先进技术于一体的钻进技术，它在钻进复杂地 层时有独特效果 ¨J。所谓复杂地层是指因受成因、 3 野外生产试验 构造运动及风化作用和地下水作用等影响，使地层 3．1 第一阶段野外试验存在的问题及解决方案 岩石节理、片理、裂隙发育；软硬互层、破碎 ，胶结性、 第一阶段野外试验中使用的系列贯通式潜孔锤 稳定性、强度等极差，或是遇水膨胀 。在这类地 是第一批生产出的潜孔锤，旨在对其工作性能、可靠 层中施工，一旦被钻孔钻穿后，其原来的相对稳定或 性、工作寿命及反循环形成效果进行试验研究。通 平衡状态被破坏，使钻孔孔壁失去约束而产生不稳 过第一阶段的试验，发现系列贯通式潜孔锤存在以 定。常见现象是孔壁坍塌、掉块、漏失、涌水、缩径、 下几方面的问题。 超径等。 3．1．1 不能稳定形成 良好的反循环 问题 河南栾川的南泥湖一三道庄钼钨矿区的地质构 分析认为原因有两方面：一是水龙头下芯管与 造、裂隙发育，岩层间夹有松散的风化层和破碎带。 主动钻杆内管上接头结构不合理，水龙头下芯管壁 过去的洞室开采留下了大量的空区及盲空区，现在 太薄，下端面没有外倒角，却有内倒角，在装配过程 采用松动爆破法进行露天开采又使地层裂隙进一步 中很容易将主动钻杆内管上接头内的密封圈切坏， 发育扩大，钻探时漏失严重，给勘探钻进带来极大困 于是影响了密封性，导致压缩空气直接漏到钻杆中 难。由此可见，南泥湖一三道庄钼钨矿区内的地层 心通道，影响了反循环的形成；二是从地层方面分 是典型的复杂地层，是进行贯通式潜孔锤野外生产 析，系列贯通式潜孔锤要形成反循环，不是仅靠多喷 试验 的理想地层。 嘴引射器原理就能实现的，还要靠孔底岩石的反射 与折射作用来改变气流的方向，辅助形成反循环，但 2 钻探设备及钻具 试验地层裂隙发育，压缩空气漏失严重，导致经喷射 在野外生产试验中使用的钻探设备及钻