陈-邢地区铁多金属矿钻探施工体会

2018-08-05李国东庞少青

世界有色金属 2018年10期

李国东，庞少青

（华北地质勘查局第四地质大队，河北秦皇岛 066000）

1 矿区概况

区域位置及交通：河北陈三陵-邢家湾地区位于河北省南部，地理坐标：东经114°14′-115°28′，北纬36°25′-37°26′，矿区为平原，交通便利。矿区地质特征：区内出露的盖层主要为中元古代长城纪、古生代寒武纪、奥陶纪、石炭纪海相沉积地层[1]。具体为：上部为第四系松散堆积物及卵砾石夹沙土，下部为灰岩、角砾状灰岩夹白云质灰岩、泥页岩及砂砾岩。矿区地质构造以断裂构造为主。

2 设备及管材配置

根据钻孔设计书的要求，我们配置了以下的设备及钻具：

（1）施工设备。①钻机：连云港黄海机械厂生产的XY-4钻机一台；张家口探矿机械总厂生产的XY-5钻机一台。②泥浆泵：衡阳探矿机械厂生产的BW-150型泥浆泵一台；衡阳探矿机械厂生产的BW-250型泥浆泵一台。③钻塔：张家口探矿机械厂生产的SGX-B型及SGX-17型钻塔各一座。④取芯绞车：北京探矿机械厂生产的JSJ-1000型绞车二台。⑤发电机组：潍坊发电机设备有限公司生产的100KW发电机组一台；扬州发电设备有限公司生产的康明斯92KW发电机组一台。

（2）钻具及管材。由无锡钻探工具厂生产的φ50mm加厚钻杆及φ71mm绳索取芯钻杆，钻具由我队自行加工φ150mm～φ91mm的单管取芯钻具，另外配置YS75系列取芯内管总成钻具。

3 钻探生产施工情况

该矿区我队共计施工4个钻孔，均不同程度出现井内事故，具体如下：

（1）ZK08-1钻孔：该孔位于河北省永年县赵窑村东部的老河滩上，据地质人员介绍，钻孔上部为30m厚的冲积卵砾石地层，成孔非常难，据此，我们准备了从φ150mm～φ91mm一系列的套管及钻具，对上部覆盖层多套管封隔，较顺利完成了钻探施工任务。施工中上部覆盖层采用普通泥浆+粘土球进行护壁，泥浆配置性能为：密度1.1～1.5kg/L，漏斗粘度28～35s，加上对孔内部分坍塌孔段进行投掷粘土球进行捣实干钻等手段，基本保证了上部覆盖层的稳定性[2]。钻进至基岩后，使用乳化液作为冲洗液来完成钻孔下步施工，本孔设计400m，实际终孔深度为400.49m，施工时间15天。

图1 钻孔结构图

该孔施工重点在于上部覆盖层的护壁及钻头的选型，把泥浆性能配置好，选用特制的金刚石钻头就能最大限度减少掉块、卡钻、漏失及钻头漏沙现象，较顺利完成施工任务。

（2）ZK08-2。该孔设计深度为600m，实际终孔深度为601.33m。其采用的施工工艺、井深结构均与ZK08-1钻孔相同，只是在施工中依孔的差异下入套管的深度不同。该孔从2008年12月31日施工，至2009年3月7日终孔，除春节休息20天外，共计施工46天。造成工期过长的主要原因是钻进至下部时遇到断层破碎带，出现井内事故。其具体情况为：穿过覆盖层77.7m后，采用YS75绳索钻杆进行钻进，钻进至82.5m处，出现冲洗液漏失现象。据此现象，我们将冲洗液改为普通泥浆，来抑制孔内的泥沙坍塌，但在钻进至112.7m处，提钻后发现钻具掉入孔内，多次下丝锥均碰不到钻具顶部。我们分析为此孔段扩径较为严重，遂决定将φ89套管起出，换用φ91钻具继续扩孔钻进，将井内残留钻具套取上来。直到钻进到井深113.9米处取出完整岩心，下入φ89套管，换径施工，直至终孔。

（3）ZK08-3孔及ZK08-4孔。ZK08-3孔设计600m，实际终孔孔深562.24m，共计施工45天。在施工中出现的问题与ZK08-2钻孔类似，在孔深180-200米孔段冲洗液漏失严重，钻杆多次折断，采取各种堵漏措施无效情况下，又重新拔出套管扩孔钻进，将套管下入井深287.36米处，封隔了上部破碎地层，换径才结束了该孔施工。

ZK08-4孔是我们最后施工的钻孔，考虑到前三个孔的施工情况，我们未轻易提前下入φ89套管，同时针对井内情况采取全孔用优质泥浆做冲洗液，直至钻进至265m才下入φ89套管，然后改用乳化液做为冲洗液，施工过程中虽出现了坍塌、掉块、折钻等事故，但都顺利的处理完毕。该孔终孔深度为491m，实际施工为30天。