论岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策

林硕庆

（广西壮族自治区地球物理勘察院 广西柳州 545005））

1 实际状况

随着经济实力的增长以及社会的不断发展，人们需要耗费的矿产资源总量正在不断的提升，即使国内一直提倡节约环保，但是人类与自然资源的矛盾日益突出，有许多矿产资源由于人类的过度开发都要面临枯竭的情况。为了确保人类社会能够进行可持续发展，人们开始对地表深处开采矿产，而想要对地表深处进行矿产的开采，就必须要让工人提升自身的钻探技术。提升钻探技术可以确保钻探项目的顺利实施，钻探技术不但需要达到复杂地层进行项目施工的需求，还必须要做好防塌措施，避免出现坍塌现象。

2 岩心钻探中常见的问题

在矿产资源地质勘测这项工作中最常运用的手段之一就是岩心钻探，岩心钻探在矿物资源开采以及探测方面有很大的成效。不过在对比较复杂的地表进行深孔钻探的时候，岩心钻探技术还是有很多的缺点以及问题，具体常见的有以下几种。

2.1 孔内出现事故的逐渐增多

由于钻孔的逐渐深入，孔内钻杆的长度也在不停增加，因此摩擦阻力也在不断地增大。在运用绳索进行取心钻探的时候，它会很大程度上增加钻机的负荷力，这样会很容易使钻杆出现磨损的情况。除此之外，它还会提升转速的困难程度，这样就会很容易产生孔内事故，比如钻杆出现断裂的情况。

2.2 钻头的使用期限比较短

在对比较复杂的地表深层进行钻探的时候，工作人员很难控制好钻压，这经常会因此出现问题。很多时候，因为工作人员没有很好地密封接头，所以经常会使钻杆出现泄露的情况，没有办法确保将冲洗液输送到孔底，这样就会很容易产生假循环的情况，造成钻头出现微烧的现象，很大程度上减少钻头的运用期限。

2.3 减少钻进的效率，提高工程成本

在对深层地表进行施工的时候，因为进行钻孔的难度提升，工程的施工期限延长，假如工程人员没有采用护壁措施，那么就会造成孔内的事故不断增加，导致钻进的效率不断降低，提高工程项目的施工成本。

2.4 护壁的困难程度增加

因为在对深层地表进行钻探工作的时候，深层地表如果越复杂，钻孔越深，进行工程施工的时间就会更长，这样就会很容易影响到孔壁的稳定性。在深层地表中，对其进行护壁的困难程度不断增加。

3 进行岩心钻探时对于冲洗液的要求

工作人员在对深层地表进行钻探的时候，冲洗液的效果非常明显，冲洗液在深层地表钻探工作中有着不可缺少的地位，想要解决岩心钻探中出现的问题，就必须要运用到冲洗液。在实际工作中，工作人员经常会运用到绳索取心进行钻进，想要顺利进行施工，得到最好的钻探成效，工作人员在岩心钻探中需要运用的冲洗液要拥有以下几个方面的效果。

3.1 润滑作用

工程人员运用的冲洗液必须要拥有很好的润滑作用，这样的冲洗液粘附系数比较小，可以很好的减少摩擦阻力以及回转阻力，而且还可以防止出现卡钻以及粘附等情况，只有这样做才能够最大程度上降低施工材料以及动力的耗费，让钻具的运用期限得到延长。

3.2 护壁作用

冲洗液应该具有良好的护壁作用，不但可以起到吸附以及粘结孔壁的效果，而且还拥有比较强的造壁性以及比较低的滤失量，这样工作人员在对钻具上面运用冲洗液的时候就会很容易出现薄泥皮，这种情况形成的薄泥皮拥有很好的韧性，并且可以确保孔壁的稳定性。

3.3 避免钻具出现结垢

因为钻具出现结垢之后会对内管打捞产生影响，所以就必须要求冲洗液具有防结垢的作用。只有冲洗液拥有比较好的流变性以及比较细的分散性，那么这样的冲洗液就会很容易清理好钻具的结垢，让钻具的结垢彻底清理干净，避免影响到内管的打捞。

3.4 其他作用

冲洗液不但要拥有以上几种作用，还应该有很好的冷却钻头的作用、清理孔底的作用以及携带岩粉的作用。除此之外，还应该确保冲洗液的切力、粘度以及适中等。

4 岩心钻探水泥注浆护壁的办法以及注浆原理

4.1 岩心钻探水泥注浆护壁办法

在对深层地表进行钻探工作的时候，经常会遇到很多不一样的地层，有很多的钻孔地层是断裂蚀变带，这种岩层的厚度比较大，常常会产生断裂的情况，还经常会出现节理发育以及裂隙发育等现状。而岩体很容易产生碎块状，还会出现比较差的胶结，有时候严重的情况会相互间不能胶结，这样的状况都会给钻进带来很大的难度，甚至有很多时候没有办法进行钻进。所以，工作人员如果想要在钻探的时候解决冲洗液漏失以及钻孔出现坍塌等问题，运用的材料强度一定要高，这样才能够起到护壁以及堵漏的作用。在实际工作中，最为常见的护壁堵漏方法就是运用注水泥浆，并且它的防塌作用非常的明显，在护壁堵漏中有着很重要的地位。

4.2 注浆原理

运用水泥浆进行护壁堵漏的原理：把水泥浆注入到破碎的岩层中之后，水泥浆就会开始顺着空袭裂缝地方进行流动，之后就会不断沉淀并且进行固结，这样就能够达到填充裂缝以及胶结碎裂岩快的作用，从而形成一个完整个体，做到护壁堵漏的效果。

5 护壁防塌的相关措施

5.1 进行注浆之前的措施

工程人员在进行堵漏的时候，必须要坚持进行冲孔。在对其进行护壁的时候，工作人员一定要坚持扫孔到底，只有这样才能够确保内岩屑已经清理干净，并且让钻具达到通常的效果。在对其进行注浆之前，工作人员必须要先在孔内压入一定分量的水，之后依据水漏失量判断与确认注浆泵量、泵压以及浆液的起始浓度等。

5.2 注浆过程中的措施

在对其进行注浆工作之前必须要将钻具提出，安装钻杆以及注浆设备，一定要把钻杆安置在规定的位置。在进行注浆之前必须要在孔里面注入一定的清水，之后才可以进行注浆，注浆液的浓度应该是从稀到浓不断递进，在对其进行注浆的时候一定要注意注浆泵的压水表。假如出现压力上升的比较慢以及压力不上升的时候，就可以看出岩石的裂缝比较大，工作人员应该增加主浆液的浓度，让压力出现上升的情况。假如压力表忽然上升，很有可能是其产生了堵管的情况，也有可能是因为裂缝太小的原因。工作人员在这个时候就应该停止注浆工作，对于注浆的管路进行仔细地检查，解决故障问题之后在进行注浆。不过工作人员应该注意的是，在压力比较高以及达到设计的最终压力的时候就可以停止这项工作。除此之外，在进行注浆结束之前，工作人员可以把一些清水注入到孔里面，从而进行注浆钻杆的清洗工作。

5.3 注浆之后的措施

在注浆工作完成之后，工作人员一定要将注浆设备拆除干净，在对其进行拆除之前，工作人员必须要注意泥浆泵的压力表指针，只有在压力表指针指向零的时候才可以进行拆除工作。在将注浆设备拆除以后，工作人员应该将注浆钻杆提到地面上，让注浆逐渐的凝固。通常情况下，工作人员可以养护水泥浆24h才能够进行扫孔，时间一定要恰到好处，不可以过长，也不可以太短，扫孔之后就可以进行压水试验了。假如返水的情况是正常的，那么就可以看出注浆的工作是成功的，假如不能够进行顺利地返水，那么就可以看出注浆是存在某些问题的，工作人员必须要对其进行重新的注浆，一直到返水成功。

6 结束语

总而言之，想要确保工程项目的顺利实施，就应该找到防塌的相关措施，在实际工程项目中，工作人员除了可以运用岩心钻探水泥注浆护壁防塌的办法，还有很多的解决措施可以在钻探中运用。人们在进行深孔钻进的时候，泥浆的作用非常大。泥浆拥有很多的特点，它粘度、密度、切力都比较低，不过它却是高分散，泥浆不但能够提升孔壁的稳定性，还可以提升深孔钻进的效率。除此之外，泥浆还可以避免产生结构在钻杆内部出现的情况。泥浆护壁堵漏有很多的优点，例如灌注工艺不复杂等，也是因为它有这样的优势，所以它在坍塌防陷这方面的运用比较广。因此，水泥注浆的办法是岩心钻探水泥注浆护壁防塌的重要手段之一。

[1]孙宜阳.讨论岩心钻探水泥注浆护壁防塌的问题及对策[J].河南科技2014（11）.

[2]陈明义.护壁堵漏水泥浆的改性以及灌注问题的探讨[J].西部探矿工程2014（06）.