提高钻孔施工质量

提高钻孔施工质量

魏一飞

身份证号码： 37142619890525 ****

摘要：钻探是获取地质资料的主要工作手段，钻孔质量的好坏直接影响矿山地质资料的准确性，进而影响采矿设计，因此提高钻孔的施工质量非常重要。

关键词：钻孔 钻压 岩心 矿岩

1. 生产概况

钻探作为我公司获取地质资料的主要工作手段，具有非常重要的作用。地质资料的准确与否将直接影响到矿及公司生产任务的完成，有利于节约成本和发现不明矿藏，为公司可持续发展奠定基础。

我矿是燕山期闪长岩与奥陶系灰岩接触交代作用形成的矽卡岩型磁铁矿床，矿体总的走向NE~NNE，倾向NW，倾角10 ~30 ，多顺层产出且层次较多，厚度不一，最大单层厚度39.82米，薄者1~2米。矿体上部较完整，连续性好，但随着开采水平的不断下移，矿体分枝夹层开始增多，厚度变薄，矿体夹层为闪长玢岩、大理岩、矽卡岩，夹岩形态一般为层状、不规则状，矿岩穿插破坏了矿体的完整性。矿体围岩破碎，不易开采，属于较难开采的矿山。

小官庄铁矿的岩石主要有闪长岩、蚀变闪长岩、闪长玢岩、角岩、大理岩、红板岩、矽卡岩、磁铁矿、赤铁矿、还有很少的自然铜。在闪长岩、闪长玢岩中打钻比较容易，钻孔成孔率较高，岩心比较完整；而角岩硬度大，很破碎，打钻比较困难，容易塌孔、断杆，有时候技术计划科设计了钻孔，但是实际打钻时由于岩石的关系不能按设计完成。在大理岩中打钻时，泥质与大理岩混合导致钻探也很难进行，容易堵孔，岩心质量也不高。钻孔的质量直接影响地质资料的准确性，从而影响采准设计的准确性。

二、影响钻孔质量的因素

影响钻孔质量的因素主要有地质因素、工艺因素、人为因素和设备因素。

1、地质因素

我矿为岩浆岩矿床，常见的岩石有闪长岩、角岩、矽卡岩、闪长

玢岩、大理岩等，岩石层理和节理较发育，矿石为块状（致密块状）磁铁矿、浸染状矿、砾岩矿和粉状磁铁矿，主要硬度在8-12级，地质构造复杂，断裂破碎较多，软硬程度以及可钻性、研磨性变化较大，对钻孔岩心的采取率影响较大，所以要根据地质特点选择合适的钻压、转速、冲洗液及合适的取心钻具就非常重要。

2、工艺因素

钻进规格参数，首先要根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度来选择磨料和钻进方法，1-6级和部分7级岩石宜选用硬质合金、针状硬质合金成聚晶金刚石、复合片钻进，此时如果是硬质合金钻头钻进，最高转速应控制在400~500转/分之内，最低转速要控制在160~180转/分之内，钻进速度较快。岩石研磨性较强，岩石颗粒较粗时，应选用大的泵量，反之则泵量应减小，钻压表镶钻头按每粒金刚石压力为1.5~2.5计算，在金刚石质量较好，颗粒较粗、岩石坚硬完整的情况下，可采用较高的单粒压力，反之，应采用较低的单粒压力，钻进中随着金刚石的磨钝，钻压应逐步增大，在钻孔弯曲、超径的情况下，钻进强研磨性、破碎岩层时，钻压应适当降低，钻进过程中钻压应保持平稳，不得用升降机进行减压。在钻进4-12级较硬岩石时，宜选用金刚石钻进。此时，应在机械能力、管材强度允许的前提下，尽可能提高转速，金刚石钻进时泵压损失较大，正常情况下泥浆泵管理系

统，双管和钻头的泵压损失为8个大气压左右，每百米钻杆约损失2个大气压左右。目前，常以冲洗液的上返流速来计算金刚石钻进所需的泵量，即

Q=6.v.F

Q——冲洗液量，1/min

v——环空间隙上返流速，对金刚石钻进v≥0.3~0.5m/s

F——钻孔的环空面积，cm²

在金刚石钻进中常用冲洗液量如表1：

表1 金刚石钻进中常用冲洗液量

根据各采区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素，正确的选择取心方法和工具，各类专用取心工具必须妥善保管，使用前要认真检查，每次使用后要清洗检查，润滑注油，在取心困难的岩矿层中，应尽可能选用金刚石或硬质合金钻进，在矿层、矿层顶底板和重要标志层中，岩、矿心没有采取上来时，须专程捞取，不应继续钻进，必须钻进时不得超过0.5米，捞取岩、矿心时应尽量采用喷反，无泵成钢丝钻头等有效方法。岩心管的回转与振动对岩矿心的采取也十分重要。在破碎岩层回转与振动过频会造成岩矿心被粉碎，以致采取率不高，在取心困难的矿层中钻进时，应限制转速、压力、泵量，过高的转速、钻压和泵量，会将矿心粉碎被冲洗液携带到孔外，钻孔孔壁不稳固时，必须用泥浆护壁，并严格控制回次时间和进尺长度。钻进时回次时间不得超过岩心管长度，根据岩层变化，合理调整转速及压力，岩层由硬变软时，进尺速度过快，应减小钻压，防止钻头压入岩石过多而造成堵水而烧钻，岩层由软变硬时，应变钻速，但不得任意增大压力，以免造成孔内事故。表2是冲击回转钻压推荐表。

表2 冲击回转钻压推荐值

退取岩心时，要细心，回次终了用各种方法采心后，将岩心管轻提慢放，勿敲击振动，钻具提出钻头向下，远离孔口，卸下钻头，轻轻振动岩心管，掉下岩矿心逐个清洗摆放。在岩心箱内，不得颠倒混淆，要按照“先出后摆”，保持岩矿心自然状态，切勿使其“拉长”或“缩短”，按要求将岩矿心编号记录，并放好岩矿心牌，实际测量好回次岩矿心长度，做好班报表记录。

3、人为因素

影响钻孔质量的因素，分析过去发生的事故案例，绝大多数都是人为因素所致，应针对这些因素，从管理技术、教育等方面采取预防措施，首先把孔内质量事故列为安全生产控制目标，并将目标逐级分解，主要控制损失大、后果严重的孔内质量事故，避免事故发生，把责任落实到每一名员工身上，使全员人人有重担，严格遵守安全操作规程，这些规程里的大多数条款都是针对以往孔内事故的，是经验和教训的结晶。

4、设备因素

我矿用的设备都是老式的钻机，钻探能力差，尤其是在一些复杂岩层钻进时钻进质量就很差，比如说在角岩中钻进时，由于角岩硬度大、易破碎，钻进工作很难进行，打出来的岩心很破碎，经常发生塌孔，导致施工无法正常进行。设备的好坏在一定程度上影响了钻探的施工质量，现在矿上用的设备在一些简单的岩层中钻进时还挺顺利，岩心完整，质量比较高，能够提供准确的地质资料，而在复杂岩层中钻进时质量不高，可参考性就弱了一点。

3. 提高钻孔质量的方法

提高钻孔的施工质量，可以从人为因素、工艺因素、设备因素等几个方面上抓起。由于地质因素是不可控因素，我们没办法从地质因素上进行改进，提高质量。提高钻孔施工质量的方法如下：

1. 加强对钻探技术的学习，可以请一些有经验的老师傅带徒学习，不光是理论知识，还有现场的实践。我们可以每个月进行一次技术知识学习，每季度组织钻探人员进行一次技术比武，优奖劣罚，督促每名职工学好技术，干好活。同时队里制定钻孔管理制度，对于人为原因造成的质量问题进行考核，确保生产任务的完成。

2、从钻孔的设计到施工都要严格把关。地测人员从放点到钻孔开孔都要在现场指导，确保钻孔按设计施工。最后严把验收关，实测出钻孔的实际倾角、方位角和孔深，从而确保资料的准确性，在确认为合格孔时，地质人员要及时进行岩心编录和取样分析。过去我矿出现过勘探网度50*25米却未能控制住矿体的现象，一方面是对矿体的认识有误，使钻孔未能有效地控制住矿体，另一方面就是钻孔质量不高，影响了地质资料的准确性。

3、每名钻探工都要熟练掌握本岗位规程，熟悉工作流程和钻探工艺，根据岩石性质选好钻头，控制好钻压、冲洗液量、转速等。技术员要及时下井解决出现的一系列技术问题，比如说：塌孔、卡钻、堵孔等问题，现场指导进行修整，努力做到成孔率100%，保证钻孔的质量，为矿山提供正确的地质资料。

4、钻机设备一定要及时进行点检、润滑和维修，保证钻机能够正常运转。由于我矿的钻机比较老，生产效率和质量都不高，我们可以去别的矿山进行学习，看看人家用的设备及工艺，可以的话我们购买新钻机，学习新的生产工艺，提高钻探的生产能力，提高钻孔的施工质量。

结语

为了确保矿产地质勘查钻探施工的工程质量，施工单位需根据工程特点编制施工规划和施工细则，提出施工过程中的质量控制目标和质量控制方法，同时在施工段采用方严格的验收标准，对钻探工程施工实施全方位、全过程的质量监控，施工单位为采矿设计提供真实可靠的勘探资料是工程管理的首要任务。本着为企业负责，共同为矿产工业建设和矿山安全生产提供优质的技术服务。

参考文献

[1]刘海彪.钻孔灌注桩施工工艺流程及质量控制措施研究[J].工程技术研究,2019,4(7):255-256.

[2]高新华,张永昌.钻孔灌注桩施工质量控制[J].山东交通科技,2017(3):74-75.