論巖心鉆探水泥注漿護壁防塌的問題及對策

林碩慶

（廣西壯族自治區地球物理勘察院 廣西柳州 545005））

1 實際狀況

隨著經濟實力的增長以及社會的不斷發展，人們需要耗費的礦產資源總量正在不斷的提升，即使國內一直提倡節約環保，但是人類與自然資源的矛盾日益突出，有許多礦產資源由于人類的過度開發都要面臨枯竭的情況。為了確保人類社會能夠進行可持續發展，人們開始對地表深處開采礦產，而想要對地表深處進行礦產的開采，就必須要讓工人提升自身的鉆探技術。提升鉆探技術可以確保鉆探項目的順利實施，鉆探技術不但需要達到復雜地層進行項目施工的需求，還必須要做好防塌措施，避免出現坍塌現象。

2 巖心鉆探中常見的問題

在礦產資源地質勘測這項工作中最常運用的手段之一就是巖心鉆探，巖心鉆探在礦物資源開采以及探測方面有很大的成效。不過在對比較復雜的地表進行深孔鉆探的時候，巖心鉆探技術還是有很多的缺點以及問題，具體常見的有以下幾種。

2.1 孔內出現事故的逐漸增多

由于鉆孔的逐漸深入，孔內鉆桿的長度也在不停增加，因此摩擦阻力也在不斷地增大。在運用繩索進行取心鉆探的時候，它會很大程度上增加鉆機的負荷力，這樣會很容易使鉆桿出現磨損的情況。除此之外，它還會提升轉速的困難程度，這樣就會很容易產生孔內事故，比如鉆桿出現斷裂的情況。

2.2 鉆頭的使用期限比較短

在對比較復雜的地表深層進行鉆探的時候，工作人員很難控制好鉆壓，這經常會因此出現問題。很多時候，因為工作人員沒有很好地密封接頭，所以經常會使鉆桿出現泄露的情況，沒有辦法確保將沖洗液輸送到孔底，這樣就會很容易產生假循環的情況，造成鉆頭出現微燒的現象，很大程度上減少鉆頭的運用期限。

2.3 減少鉆進的效率，提高工程成本

在對深層地表進行施工的時候，因為進行鉆孔的難度提升，工程的施工期限延長，假如工程人員沒有采用護壁措施，那么就會造成孔內的事故不斷增加，導致鉆進的效率不斷降低，提高工程項目的施工成本。

2.4 護壁的困難程度增加

因為在對深層地表進行鉆探工作的時候，深層地表如果越復雜，鉆孔越深，進行工程施工的時間就會更長，這樣就會很容易影響到孔壁的穩定性。在深層地表中，對其進行護壁的困難程度不斷增加。

3 進行巖心鉆探時對于沖洗液的要求

工作人員在對深層地表進行鉆探的時候，沖洗液的效果非常明顯，沖洗液在深層地表鉆探工作中有著不可缺少的地位，想要解決巖心鉆探中出現的問題，就必須要運用到沖洗液。在實際工作中，工作人員經常會運用到繩索取心進行鉆進，想要順利進行施工，得到最好的鉆探成效，工作人員在巖心鉆探中需要運用的沖洗液要擁有以下幾個方面的效果。

3.1 潤滑作用

工程人員運用的沖洗液必須要擁有很好的潤滑作用，這樣的沖洗液粘附系數比較小，可以很好的減少摩擦阻力以及回轉阻力，而且還可以防止出現卡鉆以及粘附等情況，只有這樣做才能夠最大程度上降低施工材料以及動力的耗費，讓鉆具的運用期限得到延長。

3.2 護壁作用

沖洗液應該具有良好的護壁作用，不但可以起到吸附以及粘結孔壁的效果，而且還擁有比較強的造壁性以及比較低的濾失量，這樣工作人員在對鉆具上面運用沖洗液的時候就會很容易出現薄泥皮，這種情況形成的薄泥皮擁有很好的韌性，并且可以確保孔壁的穩定性。

3.3 避免鉆具出現結垢

因為鉆具出現結垢之后會對內管打撈產生影響，所以就必須要求沖洗液具有防結垢的作用。只有沖洗液擁有比較好的流變性以及比較細的分散性，那么這樣的沖洗液就會很容易清理好鉆具的結垢，讓鉆具的結垢徹底清理干凈，避免影響到內管的打撈。

3.4 其他作用

沖洗液不但要擁有以上幾種作用，還應該有很好的冷卻鉆頭的作用、清理孔底的作用以及攜帶巖粉的作用。除此之外，還應該確保沖洗液的切力、粘度以及適中等。

4 巖心鉆探水泥注漿護壁的辦法以及注漿原理

4.1 巖心鉆探水泥注漿護壁辦法

在對深層地表進行鉆探工作的時候，經常會遇到很多不一樣的地層，有很多的鉆孔地層是斷裂蝕變帶，這種巖層的厚度比較大，常常會產生斷裂的情況，還經常會出現節理發育以及裂隙發育等現狀。而巖體很容易產生碎塊狀，還會出現比較差的膠結，有時候嚴重的情況會相互間不能膠結，這樣的狀況都會給鉆進帶來很大的難度，甚至有很多時候沒有辦法進行鉆進。所以，工作人員如果想要在鉆探的時候解決沖洗液漏失以及鉆孔出現坍塌等問題，運用的材料強度一定要高，這樣才能夠起到護壁以及堵漏的作用。在實際工作中，最為常見的護壁堵漏方法就是運用注水泥漿，并且它的防塌作用非常的明顯，在護壁堵漏中有著很重要的地位。

4.2 注漿原理

運用水泥漿進行護壁堵漏的原理：把水泥漿注入到破碎的巖層中之后，水泥漿就會開始順著空襲裂縫地方進行流動，之后就會不斷沉淀并且進行固結，這樣就能夠達到填充裂縫以及膠結碎裂巖快的作用，從而形成一個完整個體，做到護壁堵漏的效果。

5 護壁防塌的相關措施

5.1 進行注漿之前的措施

工程人員在進行堵漏的時候，必須要堅持進行沖孔。在對其進行護壁的時候，工作人員一定要堅持掃孔到底，只有這樣才能夠確保內巖屑已經清理干凈，并且讓鉆具達到通常的效果。在對其進行注漿之前，工作人員必須要先在孔內壓入一定分量的水，之后依據水漏失量判斷與確認注漿泵量、泵壓以及漿液的起始濃度等。

5.2 注漿過程中的措施

在對其進行注漿工作之前必須要將鉆具提出，安裝鉆桿以及注漿設備，一定要把鉆桿安置在規定的位置。在進行注漿之前必須要在孔里面注入一定的清水，之后才可以進行注漿，注漿液的濃度應該是從稀到濃不斷遞進，在對其進行注漿的時候一定要注意注漿泵的壓水表。假如出現壓力上升的比較慢以及壓力不上升的時候，就可以看出巖石的裂縫比較大，工作人員應該增加主漿液的濃度，讓壓力出現上升的情況。假如壓力表忽然上升，很有可能是其產生了堵管的情況，也有可能是因為裂縫太小的原因。工作人員在這個時候就應該停止注漿工作，對于注漿的管路進行仔細地檢查，解決故障問題之后在進行注漿。不過工作人員應該注意的是，在壓力比較高以及達到設計的最終壓力的時候就可以停止這項工作。除此之外，在進行注漿結束之前，工作人員可以把一些清水注入到孔里面，從而進行注漿鉆桿的清洗工作。

5.3 注漿之后的措施

在注漿工作完成之后，工作人員一定要將注漿設備拆除干凈，在對其進行拆除之前，工作人員必須要注意泥漿泵的壓力表指針，只有在壓力表指針指向零的時候才可以進行拆除工作。在將注漿設備拆除以后，工作人員應該將注漿鉆桿提到地面上，讓注漿逐漸的凝固。通常情況下，工作人員可以養護水泥漿24h才能夠進行掃孔，時間一定要恰到好處，不可以過長，也不可以太短，掃孔之后就可以進行壓水試驗了。假如返水的情況是正常的，那么就可以看出注漿的工作是成功的，假如不能夠進行順利地返水，那么就可以看出注漿是存在某些問題的，工作人員必須要對其進行重新的注漿，一直到返水成功。

6 結束語

總而言之，想要確保工程項目的順利實施，就應該找到防塌的相關措施，在實際工程項目中，工作人員除了可以運用巖心鉆探水泥注漿護壁防塌的辦法，還有很多的解決措施可以在鉆探中運用。人們在進行深孔鉆進的時候，泥漿的作用非常大。泥漿擁有很多的特點，它粘度、密度、切力都比較低，不過它卻是高分散，泥漿不但能夠提升孔壁的穩定性，還可以提升深孔鉆進的效率。除此之外，泥漿還可以避免產生結構在鉆桿內部出現的情況。泥漿護壁堵漏有很多的優點，例如灌注工藝不復雜等，也是因為它有這樣的優勢，所以它在坍塌防陷這方面的運用比較廣。因此，水泥注漿的辦法是巖心鉆探水泥注漿護壁防塌的重要手段之一。

[1]孫宜陽.討論巖心鉆探水泥注漿護壁防塌的問題及對策[J].河南科技2014（11）.

[2]陳明義.護壁堵漏水泥漿的改性以及灌注問題的探討[J].西部探礦工程2014（06）.