2023年深部探矿钻探特点及技术分析.docx

深部探矿钻探特点及技术分析 何兴国 （西藏地勘局地热地质大队，西藏 拉萨 850003） ：在本案，笔者首先论述深部探矿钻探的特点，然后再以XX深部探矿工程为例，从钻孔结构、钻孔护壁及堵漏等方面探索深部探矿钻探的施工方法，以期解决钻探施工中存在的技术难题。 关键词：深部探矿； 钻探； 特点； 钻孔结构 一、深部探矿钻探技术 （一）工程概况 在XX深部探矿工程中，其N标段的设计钻探工作量超过30000m，钻孔深度达900-1500m。据勘探资料显示，N标段处在山前大断裂中，上覆厚600-800m 第三、四系加断层泥，其成分以高岭石化泥为主，且局部夹有块状的漂石、卵砾石； 下部是完整的变质岩地层，其中包含条纹、条带状的混合岩、片麻岩。在钻探中，上覆层不易成孔且孔壁不稳，易引发大面积的坍塌现象。 （二）钻孔结构的选择 为了快速穿透第三、四系加断泥层及缩短孔壁裸露的时长，要求运用三级套管护壁+四级成孔工艺，即：先用Φ130mm单管钻具开孔，再在30-40m处下放Φ127mm套管； 先用Φ110mm单管钻具开孔，再在300m处下放Φ108mm套管； 先用S95绳索取芯钻具钻进，再在600-800m（穿过基岩）处下放Φ89mm套管，然后再用S75绳索取芯钻具钻进，直至终孔。表1所示是钻孔机具设备的选用要求。 （三）钻孔护壁 在钻孔护壁施工中，建议选择具有良好防坍性能的冲洗液护壁。其中，开孔用泥浆由8%优质钠基膨润土、0.25%碳酸钠、0.3%羧甲基纤维素钠、0.5%KHm、0.2%磺化沥青及2.5%SM植物胶制备而成，具体应满足表2所示的性能要求。 鉴于矿区从第三、四系加断层泥穿过并下放三级套管护壁后，上覆松软层根本满足加固要求，外加下部岩石完整，那么要求正常钻进选用由0.25%润滑剂、0.3%CMC、0.3%纯碱及4%膨润土制备而成的一般泥浆或0.3%PHP无固相冲洗液。由于冲洗液在维护孔壁稳定上的作用有限，那么要求选用多级套管封隔第三、四系加断层泥护壁，但在施工设计中，下套管需满足以下技术要求：1.选用防坍性能优的冲洗液，以维护下套管前孔壁的稳定性； 2.在下套管时，先在孔外连接套管接手，并分工协作，以使套管快速下放至预设位置； 3.在最后一级套管的下端上管靴，用以扫孔及保证套管的下放效果； 4.在下套管中，先将润滑脂涂在套管外壁，再用PAM絮凝物和泥浆封堵套管的两端，然后再将胶皮板套在套管的上端，以增大套管的拔阻力； 5.在孔口附近的六根套管丝扣连接处均布三个焊点，以防套管脱扣等，注意不得在孔口套管段用套管夹，以防套管悬空。 （四）钻孔堵漏 在钻孔施工中，倘假设钻孔附近存在沟壑，那么从钻进到沟底的段落常会出现漏失，而常见的做法如下：首先，先按1-2mm段加工锯末和地方蒿草，再混在粘土粉中，从而制成直径≤1/2孔径的粘土球，并边施工边投入； 其次，将开孔钻具反向连接在钻具上，并用编织袋封堵中间通水孔，然后再用钻具的阶梯楔形反复捣压泥球，使其形成桶箍结构的固结地层，以发挥护壁堵漏的效果。在N标段，第三、四系加断层泥具有胶结性，但其漏失量较小。倘假设漏失出现在300m后，那么可用锯末和聚丙烯酰胺钾盐混合进行堵漏，即：先将1%锯末参加1.5%聚丙烯酰胺钾盐溶液中，再从孔口直接倒入，如此反复灌入，可起到很好的堵漏效果，注意每一次灌入的量应≥150L。 结语：综上，深部探矿钻探涉及的内容复杂，且任一环节出现纰漏，都会危及探矿的整体质量。因此，为了提高深部探矿的质量，首先应明确深部探矿钻探的特点，并从矿区的客观实际出发，选取最正确的钻探技术，具体要求从钻孔结构、钻探机具设备的选型、钻孔护壁及堵漏等角度开展具体的工作，从而推动我国深部探矿事业的良性开展。 参考文献 [1]李振学，孙建刚，汤玉才. 小秦岭深部探矿工程某标段钻探施工方法探讨[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程），2022，07：14-16+20. [2]董树文，李廷栋，陈宣华，魏文博，高锐，吕庆田，杨经绥，王学求，陈群策，石耀霖，黄大年，周琦. 我国深部探测技术与实验研究进展综述[J]. 地球物理学报，2022，12：3884-3901. [3]董树文，李廷栋，陈宣华，高锐，吕庆田，石耀霖，黄大年，杨经绥，王学求，魏文博，陈群策. 深部探测揭示中国地壳结构、深部過程与成矿作用背景[J]. 地学前缘，2022，03：201-225. [4]陈毓川，陈郑辉，曾载淋，赵正，赵斌，王登红，张永忠，李建国，周新鹏，李江东. 南岭科学钻探第一孔选址研究[J]. 中国地质，2022，03：659-670. [5]于泽新，龙军，凌英，吉德胜，田郦山，曹玉莲. 综合物探方法在老矿山外围深部探矿的新成果[J]. 有色矿冶，2022，05：1-4.