第三系礫巖及泥質粉砂巖地層鉆探工藝改進

摘 要：通過對慶安縣十六道崗水庫下壩線右壩肩第三系丁山村組（Ed）巨礫巖勘探過程的實踐，改進金剛石在鉆進此類地層時的工藝，解決了鉆探采取率過低的問題。

關鍵詞：第三系礫巖；鉆探工藝；鉆探采取率

1 問題的由來

礫巖，是指由50%以上直徑大于2mm的顆粒碎屑組成的巖石。有的膠結較好，例如白堊系礫巖，而有的膠結較差，如第三系礫巖。慶安縣十六道崗水庫下壩線右壩肩分布的第三系丁山村組（Ed）巨礫巖及泥質粉砂巖，由于此處的礫巖中的礫石成分比較單一，基本上都是花崗巖碎塊，在勘察的過程中，由于鉆探取芯率較低，對其巖性定名產生了分歧。從經驗及歷史資料看此處分布的應該是礫巖及泥質粉砂巖，但是由于采取的巖芯均呈柱狀及碎塊狀且鉆探采取率很低（約20%），只能看到柱狀及碎塊狀的花崗巖巖芯，對水庫右壩肩巖土性質及工程性質的判定造成了很大的困擾。

2 原因分析

為了保質保量完成本次勘察任務，我們從當時情況出發，從人員、設備、工藝、材料四個方面，對影響本次鉆探質量的各個因素進行分析，見表1。通過對以上因素逐個分析，認為其中有兩條是影響本次勘探質量和效率的主要直接因素，所以將其列為主要因素。經研究，主要原因是：（1）鉆速選擇不當；（2）泵量大小不當。

3 解決措施及效果

（1）通過對下壩線右壩肩礫巖成分進行分析得出以下結果：漂石含量較高，卵礫石粒徑不一，有的部位為泥質粉砂巖，膠結較差，遇水易崩解。針對上述情況，我們采取了以下措施，跟套管調鉆速：由于是清水鉆進，在鉆進過程中鉆孔上部隨著鉆孔深度的加深易發生榻孔、掉塊等事故，影響鉆進效率，故鉆孔上部我們采用φ108金剛石鉆頭干鉆跟管，回次進尺控制在20cm-50cm，鉆速采用低速鉆進，跟管至大塊漂石或鉆機能力所至最深，越深越好。之后換φ76金剛石雙管單動鉆具進行鉆進。干鉆時采用低速，鉆進漂石及較大的卵石時可以視鉆機抖動情況采取中高速鉆進。實踐證明，此方法可降低孔內事故發生率，并提高泥質粉砂巖的鉆探采取率。

（2）根據地層調整泵量：鉆進泥質粉砂巖等礫石含量較少時，應采取干鉆，但是干鉆也需要水泵給水，此時泵量控制在2-5L/min即可，過大的泵量將會把本身易崩解的泥質粉砂巖破壞，回次進尺視進尺速度控制在20cm-50cm，鉆至漂石或大塊卵石時應立即關閉進水管，然后起鉆、取芯，鉆進漂石或大塊卵石時應采取稍大的泵量進行鉆進，泵量應以能將巖粉順利攜帶出鉆孔為準，鉆壓不易過大，鉆進過程中應盯緊進尺速度及回水顏色，如發現進尺過快或回水顏色發生變化，應及時判斷是否漂石已被鉆穿，若已鉆穿應沖孔至回水澄清，然后起鉆。

實踐證明，此方法可以防止礫巖中的泥質及砂質成分被沖洗液破壞，提高鉆探采取率。

4 結束語

經過對傳統工藝進行改進，勘探質量大大提高，鉆探采取率由20%堤高至90%，滿足了工程地質勘察對巖芯采取率的要求，讓勘察技術人員對地層結構有了更深入的認識，為提高設計質量奠定了基礎。由于是金剛石干鉆取芯，巖芯的外層已被高溫融化后膠結，原巖結構，顏色，狀態均已發生變化，地質編錄時應觀察巖芯芯部的原巖。在設備動力及材料強度許可的條件下，應盡量采用大口徑進行鉆進，以便于觀察地層巖性。綜上所述，在第三系礫巖及泥質粉砂巖地層中采用金剛石鉆進方法是可行的，可使勘探質量得到很大的提高。

參考文獻

[1]鄢泰寧.巖土鉆掘工程學[M].中國地質大學出版社，2009.

作者簡介：楊寶國（1981-），籍貫：吉林輝南，工程師。