小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預防與處理

孟燕杰 梁麗

摘 要：鉆孔縮徑是小口徑巖心鉆探工作的主要難題，在施工過程中一旦出現鉆孔縮徑，就會延長施工進程，增加資金投入，給企業帶來巨大的經濟損失。文章首先簡單介紹了地質巖心鉆探技術，然后分析了預防小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的有效措施，最后針對鉆孔縮徑現象，給予有效的處理對策，以期能夠為施工人員的生命安全提供保障。

關鍵詞：小口徑巖心鉆探；鉆孔縮徑；預防措施；處理措施

在固體礦產地質勘探中，巖心探勘技術是最主要的勘探手段。巖心勘探的定義為：鉆頭鉆至不同深度的地質中獲取礦樣后，勘探人員對地質巖心具體位置進行分析，同時為地質作業提供可靠的數據。有學者對巖心勘探的由來進行了總結：在地質探勘工作中，施工人員會借助鉆具沿著破碎的環狀巖石對孔底進行鉆探工作，而且會在孔底正中心留下一個巖心，施工人員將巖心從孔內取出，通過分析巖心掌握地質與礦產情況。

一、地質巖心鉆探技術概述

在巖心鉆探施工中，技術人員必須要具備嫻熟的操作技巧才能保證鉆探工作順利實施。根據鉆頭種類，可對巖心鉆進方法進行劃分，具體包括鉆粒鉆進、金剛石鉆進、硬質合金鉆進。在巖心鉆探工作中，施工人員可以借助液動沖擊器的沖擊力進行回轉鉆進，能夠承受沖擊的鉆頭有金剛石與硬質合金，因此施工人員必須要合理利用。

近幾年，我國資源勘探行業發展迅速，巖心鉆探技術也得到了廣泛應用，其中液壓動力鉆探技術、多功能鉆探技術、立軸巖心鉆探技術是目前最受矚目的三項勘探技術。立軸巖心鉆探技術是早期從國外引進的一種技術，由于我國技術人員能力較低，導致該技術在資源勘探中的使用次數屈指可數。為了解決資源勘探難題，建國后我國研究人員結合蘇聯發明的巖心鉆探設備，開始了仿制工程，最終自主研發了TK系列巖心鉆探設備、XY系列巖心鉆探設備、YL系列巖心鉆探設備、HXY巖心鉆探設備等。

但是，相較于美國、日本等發達國家，我國巖心鉆探技術仍處于落后狀態，鉆探機核心部件大都是從國外引進的，進而增加了巖心鉆探機的制造成本。雖然近些年，我國科研人員一直在學習先進的國際技術，主張自主創新，但是在實際應用中，國外先進技術并沒有得到應有的重視，因此，我國巖心鉆探技術雖然有所發展，但是發展速度較慢。因此，我國鉆探行業必須要不斷引進國外先進的理論知識，在此基礎上對鉆探技術進行創新，這樣才能解決巖心鉆探技術落后問題。

二、預防小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的有效對策

鉆孔縮徑是小口徑巖心鉆探中常見的問題，一旦發生鉆孔縮徑，不僅會影響工程進度，而且也會增加施工材料的需求量，導致施工成本大幅度提升。如果提前做好準備工作，就會減少縮徑事故的發生，更甚者能夠及時將其排除。具體的預防措施有：

1）明確鉆孔縮徑具體部位。在鉆孔縮徑預防工作中，明確其發生部位是首要問題。通常情況下，水敏性地層、強風化地層、斷層沙是鉆孔縮徑發生的主要部位。水敏性地層處于沉積地層中粘土沿地層，強風化地層遇水就會迅速膨脹，地層經風化后就會砂狀破碎，斷層泥是地質構造層。

2）掌握小口徑巖心鉆探情況。為了減少鉆孔縮徑的發生，施工人員必須要掌握已經出現鉆孔縮徑巖層的相關情況，這樣才能針對實際問題，制定預防方案。施工人員要及時發現問題，及早給予有效的預防措施，以免出現安全事故，給自身及其他人員的生命安全造成威脅。勘探人員必須要科學選擇泥漿配比方法，失水量小于4ml/30min的泥漿是最佳的選擇。

3）其他預防措施。施工人員在縮徑地層中，不論是應用上升鉆具還是應用下降鉆具，都應該減速通過，若是鉆具在鉆進過程中遇到阻力，可以采用提前掃孔的方式，確保其能夠順利通過。

若在施工過程中遇到縮徑問題嚴重的底層，施工人員需要給予掃孔處理，擴孔最好使用大一級的鉆具，以免出現縮徑事故。當鉆進1-2m后，施工人員需要立刻進行套管處理，盡量減少縮徑事故的發生。

三、處理小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的重要措施

在施工過程中一旦遇見縮徑地層，施工人員需要分析實際情況，對施工現場進行評估后，有針對性地制定處理措施，最大限度提高施工效率。

1）科學選擇鉆進參數。鉆進參數的選擇與鉆壓工作有著密切的關系，因此施工人員必須要做好鉆壓工作。在巖層部位施工中，由于巖層巖石比較柔軟，所以在鉆進鉆探時必須要輕壓鉆進，不然，巖層部位就會揚起大量的巖粉，進而頻繁出現埋鉆事件。

2）嚴格控制鉆具速度。在對縮進地層進行施工時，必須要控制好鉆具速度，慢進慢轉速是最科學的施工方式。當鉆探在穿過縮進地層時，施工人員必須要采用護壁的方式對縮進地層表明進行保護。此外，施工人員還必須要嚴格控制轉速，一般在200r/s-300r/s范圍內，切實為工作人員的人身安全提供保障。

3）合理調整泵量。鉆孔縮徑巖層軟層部位時，就有可能出現大量的巖粉，而且隨著鉆探施工的不斷進行，巖粉粉量也會增多。因此，施工人員必須要調整好泵量，才能將粉末帶走。若泵量沒有達到標準，那么粉末就難以被帶走，孔內就會積累大量的巖粉，進而威脅到施工安全。一般情況下，施工泵量控制在60L/s-80L/s范圍內。

4）做好沖洗液維護工作。沖洗液維護工作在施工過程中發揮了舉足輕重的作用，如果不能及時給予沖洗液有效的維護措施，那么就有可能引發孔內事故，因此施工人員必須要及時將堆積的泥漿清理干凈，最大限度提高泥漿使用效率。為了保證后續工作順利展開，施工人員必須要做好沖洗工作，及時記錄維護信息，進一步提升工作效率。

四、總結

總而言之，在縮徑地層鉆進施工中，施工人員首先需要掌握巖層情況，有針對性地制定鉆進方法，科學配制泥漿，做好預防工作，以免引發孔內事故。鉆孔縮徑地層時，施工人員必須要認真對現場進行觀察，及時將現場情況記錄下來，在提升施工效率的同時，最大限度減少安全事件的發生。

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