第一节 开孔
第十七条 应根据地层特点选择不同的开孔方法。
1、在冲积层、堆积层或松散的砂土层开孔时,可使用肋骨钻头、刮刀钻头并使用泥浆作冲洗液,也可使用普通硬质合金钻头干钻。坍塌严重时,可从孔口灌注稠泥浆或分段投入粘土球,捣实后再钻进,也可使用聚丙烯酰胺低固相泥浆护壁。钻进预定深度后,及时下入孔口管。
2、在砾石层开孔时,可用冲击钻头钻进也可在孔口挖坑、灌注水泥后直接钻进,或先挖掘一定深度,埋入孔口管后再钻进。钻进中除用泥浆护壁外,还可采用跟套管、注入快干水泥等方法,分段护壁、分段钻进。
3、在硬岩盘开孔时,应先用硬质合金钻头钻进300毫米深,然后用旧的孕镶金刚石钻头钻进。
硬质合金、钢粒钻进时开孔方法同上。
第二节 金刚石钻头、扩孔器的选择和使用
第十八条 金刚石的品级、金刚石钻头与扩孔器的规格、性能必须符合《DZ2-78地质岩心钻探金刚石钻头、扩孔器》标准的要求。
第十九条 应根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头、扩孔器的类型、金刚石粒度和浓度及胎体硬度。
1、在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时,应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头、扩孔器。
在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩石中钻进时,应选用粗粒表镶或粗目数孕镶的钻头、扩孔器。
2、在研磨性强的岩石中钻进时,应选用硬胎体的钻头、扩孔器。
在研磨性弱的岩石中钻进时,应选用软胎体的钻头、扩孔器。
钻头和扩孔器的具体选用可参照表4。
第二十条 钻头与扩孔器及卡簧之间要合理配合。
1、扩孔器外径应比钻头外径大0、3~0、5毫米,岩层坚硬时应采用下限数值。
2、卡簧的自由内径应比钻头内径小0、3~0、4毫米。
第二十一条 钻进时,应按钻头和扩张孔器外径的大小,排好顺序轮换使用,即先使用外径大的,后使用外径小的;对于钻头来说,还应同时考虑先用内径小的,后用内径大的。
第二十二条 新钻头到达孔底后,必须进行“初磨”,即轻压(为正常钻压的1/3左右)、慢转(100转/分左右)钻进10分钟左右,然后再采用正常参数继续钻进。新钻头钻进的第一个回次进尺不宜过长,应及时提钻检查钻头的磨耗情况。
第二十三条 减压钻进倒杆时,必须先用升降机将孔内钻具拉紧(不得提离孔底),倒杆后用油缸减压并在小于正常钻压的情况下平稳开车。
第二十四条 掌握“五不扫”,即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块和扫探头石。
第二十五条 掌握“三必提”,即遇下钻受阻轻转无效、岩心堵塞、钻速骤降时必须提钻。
第二十六条 钻头出现以下情况时,不得再下入孔内。
1、表镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0、2毫米以上的;孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0、4毫米以上的;
2、表镶钻头出刃尺寸超过金刚石颗粒直径1/3的;
3、表镶钻头有少数金刚石脱落、挤裂或剪碎的;
4、孕镶钻头出现石墨化现象的;
5、钻头出现明显偏磨的;
6、钻头水口和水槽小于标准尺寸的;
7、胎体有明显裂纹、掉块、沟槽或严重被冲蚀的;
8、钻头体变形,丝扣损坏的。
第二十七条 避免钻头非正常损坏的措施
1、孔底应保持清洁,当发现有硬质合金、胎块、金刚石、金属块、脱落岩心及孔壁掉块时应采用冲、捞、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除。
2、不准在同一钻孔中交替采用金刚石钻进和钢粒钻进的方法。
3、钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时,必须放慢下降速度。
4、换径后应用锥形钻头修整换径台阶。
5、地层由硬变软时应减压并控制钻进速度。
6、钻进过程中应有专人,定时观察冲洗液消耗情况。
第二十八条 使用金刚石钻头及扩孔器时,要填写使用卡片,及时记录每回次的各种有关数 据及磨耗情况。钻头或扩孔器停用后,应及时作出评述,并连同卡片一起交探矿部门保存。
根据岩石物理机械性质选用金刚石钻头和扩孔器参考表 表4
常 见 岩 石 举 例
|
泥灰岩、绿泥石片岩、页岩、千枚岩、泥质砂岩、硬质片岩
|
大理岩、石灰岩、泥灰岩、蛇纹岩、辉绿岩、安山岩、辉长岩、片岩、白云岩、硬砂岩、橄榄岩
|
片麻岩、玄武岩、闪长岩、角闪长岩、石英二长岩、混合岩、矽卡岩、伟晶岩、花岗闪长岩、流纹岩、花网岩、钠长岩
|
石英斑岩、高硅化灰岩、坚硬花岗石、碧玉岩、霏细岩、石英岩、石英脉、含铁石英脉
|
|||||||
硬 度
|
软
|
中 硬
|
硬
|
坚 硬
|
|||||||
可 钻 性
|
1~3
|
4~6
|
7~9
|
10~12
|
|||||||
研 磨 性
|
弱
|
弱
|
中
|
中
|
强
|
强
|
弱
|
||||
表
镶
钻
头
|
人 造 聚 晶
|
|
———
|
———
|
———
|
|
|
|
|||
天 然
金 刚 石
粒 度
(粒/克粒)
|
15~25
|
|
———
|
———
|
|
|
|
|
|||
25~40
|
|
|
———
|
———
|
|
|
|
||||
40~60
|
|
|
|
———
|
———
|
|
|
||||
60~100
|
|
|
|
|
———
|
———
|
———
|
||||
胎 体
硬 度
(HRC))
|
Ⅰ(20~30)
|
|
———
|
|
|
|
|
———
|
|||
Ⅲ(35~40)
|
|
|
———
|
———
|
|
|
|
||||
Ⅴ(>45)
|
|
|
|
|
———
|
———
|
|
||||
孕
镶
钻
头
|
人 造
金 刚
石 网
目 数
(目)
|
天 然
金 铡
石 粒
度
(目)
|
>46
|
20~30
|
|
———
|
———
|
|
|
|
|
46~60
|
30~40
|
|
|
———
|
———
|
———
|
|
|
|||
60~80
|
40~60
|
|
|
|
———
|
———
|
———
|
|
|||
60~100
|
60~80
|
|
|
|
|
———
|
———
|
———
|
|||
胎
体
硬
度
(HRC)
|
0(10~20)
|
|
|
|
|
|
|
———
|
|||
Ⅰ(20~30)
|
|
———
|
|
|
|
|
———
|
||||
Ⅱ(30~35)
|
|
|
———
|
———
|
|
|
|
||||
Ⅲ(35~40)
|
|
|
|
———
|
———
|
|
|
||||
Ⅳ(40~45)
|
|
|
|
|
———
|
———
|
|
||||
Ⅴ(>45)
|
|
|
|
|
|
———
|
|
||||
表 镶 扩 孔 器
|
|
——-
|
———
|
———
|
———
|
|
———
|
||||
孕 镶 扩 孔 器
|
|
|
———
|
———
|
———
|
———
|
———
|
第三节 金刚石钻进技术参数
第二十九条 钻头压力(简称钻压)
应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和数量选择钻压,见表5。
金刚石钻进推荐钻压表 表5
钻头 钻头
钻头 压力 直径
(公 (毫
种类 斤) 米)
|
36
(36)
|
46
(46)
|
56
(56)
|
66
|
76
|
(91)
|
|||
普 通
表镶钻头
|
初始压力
|
50~100
|
100~200
|
250
|
|||||
正常压力
|
200~400
|
300~600
|
400~750
|
500~850
|
600~1000
|
800~00
|
|||
普通孕镶钻头
|
250~450
|
400~700
|
450~850
|
500~1000
|
600~1100
|
800~1500
|
|||
绳索取
心钻头
|
表镶
|
一 般
压 力
|
|
500~700
|
600~800
|
|
800~1000
|
900~1200
|
|
最 大
压 力
|
|
800
|
1000
|
|
1200
|
1300
|
|||
孕镶
|
一 般
压 力
|
|
600~800
|
700~1000
|
|
900~1200
|
1000~1400
|
||
最 大
压 力
|
|
1000
|
1200
|
|
1400
|
1600
|
注:括号内数字为管材新标准系列(下同)。
1、表镶钻头按每粒金刚石压力为1、5~2、5公斤计算,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。钻进过程中随着金刚石的磨钝,钻压应逐步增大。
2、孕镶钻头按单位底面积压力为40~80公斤/厘米2计算。
3、在钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时,钻压应适当降低。
4、钻进过程中钻压应保持平稳,不得用升降机进行减压。
第三十条 钻头转速(简称转速)
应根据岩石的可能性、研磨性、完整程度及钻头直径选择转速,见表6。
1、表镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1、0~2、0米/秒;孕镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1、5~3、0米/秒。
2、正常钻进时,应在机械能力、管材强度允许的前提下,尽可能提高转速。
3、在孔深、钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时,转速应适当降低。
金刚石钻进推荐转速表达式 表6
转速 钻头
(转/分) 直径
(毫米)
钻头
类型
|
36
(36)
|
46
(46)
|
56
(56)
|
66
|
76
(75)
|
(91)
|
表 填
|
650~1300
|
500~1000
|
400~800
|
350~650
|
300~550
|
250~500
|
孕 镶
|
1000~2000
|
750~1500
|
600~1200
|
500~1000
|
400~850
|
350~700
|
第三十一条 泵量与泵压
应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻进速度和钻头直径选择泵量,见表7。
金刚石钻进推荐泵量表 表7
钻头直径 (毫米)
|
36
(36)
|
46
(46)
|
56
(56)
|
66
|
76
(75)
|
(91)
|
表 填
|
650~1300
|
500~1000
|
400~800
|
350~650
|
300~550
|
250~500
|
孕 镶
|
1000~2000
|
750~1500
|
600~1200
|
500~1000
|
400~850
|
350~700
|
1、在转速较高、钻进速度较快、岩石研磨性较强、岩石颗粒较粗时,应选用较大泵量,反之则泵量应减少。
2、金刚石钻进时泵压损失较大。正常情况下泥浆泵管路系统、双管和钻头的泵压损失为8个大气压左右,每百米钻杆约损失两个大气左右。
3、钻进时必须随时观察泵压变化,严防送水中断和钻具中途泄漏。
4、不允许用三通水门调节泵量。
第四节 采取岩心
第三十二条 取心守则
1、金刚石钻进必须用岩心卡簧卡取岩心,任何情况下都严禁干钻取心。
2、卡取岩心时,必须先停止回转,用立轴将钻具慢慢提离孔底,使卡簧抱紧岩心。提断岩心以后不得再将钻具放到也底试探。
3、每回次都应尽量采净岩心,以免下个回次下钻时损伤钻头。残留岩心超过0、2米时,应用岩心捞取器专程捞取,严禁用金刚石钻头套扫。
第三十三条 使用绳索取心钻具时应遵守的规则
1、下打捞器以前,必须在孔口钻杆上端拧上护丝,打捞器将接近内管上端时,应放慢下降速度;反复捞取内管无效时,不得猛冲硬墩,应提钻查明原因。
2、打捞内管在提升钢丝绳时,应注意孔口钻杆内是否有冲洗液涌出,以判断内管是否打捞上来。
3、内管未到底前不准扫孔钻进。
5、钻杆打断后,不准下入打捞器捞取内管。
6、内管提上后,如发现管内无岩心,应立即提钻。
7、打捞器上的钢丝绳应绑结牢固,并应装安全绳;当脱卡销超过250公斤的拉力时应能被剪断,从而使打捞器安全脱卡。
第五节 金刚石钻进注意事项
第三十四条 预防钻具强裂震动的措施
1、使用直的机上钻杆、轻型高压胶管和转动惯量小的水龙头。不得使用弯曲度超过规定的钻杆和粗径钻具。
2、钻压、转速要与岩层相适应,不要盲目加压或提高转速。
3、使用润滑冲洗液减阻。
4、使用减震器、扶正器或稳定接头。
5、适当减少泵量。
6、选择合理的钻具级配,已表8、9。
金刚石钻探钻具级配表 表8
钻孔直径(毫米)
(以扩孔器公称外径为准)
|
钻 杆 外 径
(毫米)
|
钻杆与钻孔环状间隙
(毫米)
|
36.5(37)
|
33(33)
|
1.75(2)
|
46.5(47)
|
42
|
2.25
|
43(43)
|
1.75(2)
|
|
56.5(60)
|
50
|
3.25
|
53(54)
|
1. 75(3)
2.
|
|
66.5
|
53
|
6.75
|
60
|
3.25
|
|
76.5(75。5)
|
60(71)
|
8.25(2。25)
|
(91.5)
|
(71)
|
(10.25)
|
金刚石绳索取心钻具级配表 表9
钻孔直径(毫米)
(以扩孔器公称外径为准)
|
钻杆外径
(毫米)
|
钻杆与钻孔环状间隙
(毫米)
|
46.5(47)
|
43(43。5)
|
1.75(1。75)
|
56.5(60)
|
53(55。5)
|
1.75(2。75)
|
66.5
|
63
|
1.75
|
76.5(75。5)
|
73(71)
|
1.75(2。25)
|
(91.5)
|
(71)
|
(10.25)
|
第三十五条 金刚石双管应符合以下要求。
1、单动性能良好、各部件之间的同心度要好。
2、管材无伤裂。
3、丝扣要好。
4、装配好的钻具在垂直吊起时短节与卡簧座不得自由脱落。
5、装配好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离为3~4毫米。
第三十六条 使用双管必须遵守的规则
1、不得用管钳拧卸钻头、扩孔器和内外管,而应用多触点钳或磨擦式钳,同时还应注意,钳牙不得触及钻头或扩孔器的胎块部位。
2、退出岩心时,要用橡胶锤、木锤敲打内管。不得用铁锤直接敲打双管的内外管,必要时可在管外垫钢质护套。
3、双管在移动时不能猛力拖拉或撞击;存放时要摆平,不得重压;运送时要套装;装卸时要轻放。