深孔岩心钻探的技术关键

由表４可见，同是Ｂ规格的绳索取心钻杆，普通的Ｑ系列只能用到１２２０ｍ；ＬＷ是薄壁钻杆，由于其接头强度比ＢＱ高１．３倍，额定深度可达１５００ｍ；ＲＱＨＰ是高强度厚壁钻杆，因此额定深度可达３０００ｍ。不同的钻杆壁厚不同，材料的强度不同，连接螺纹形式不同，取心钻具的设计也不同。如图１所示。

图１不同设计的钻杆螺纹形式

在这方面我国钻杆的标准和制造水平还有一定差距。建议生产厂家划分出普通、薄壁、高强度等多种形式的绳索鼠Ｄ钻杆，以适应不同用户的需要。

建议实施深孑Ｌ钻探的单位要从钻杆管体与接头的材质（强度、韧性、延伸率、热处理）、管体壁厚、螺纹设计形式、连接强度和密封性能等方面精选钻杆。在施工生产中有一个十分容易被忽略的问题，即上扣预紧扭矩。根据标准要求下钻时上扣顶紧扭矩要比正常钻进扭矩大２０％。

浅孔和中深孑Ｌ钻机钻杆的拧卸多采用人工拧卸的方式，有时卸开第一扣采用液压油缸推拉的方式。这种方法对于深孔操作来说工人的体力劳动强度过大。建议推广液压吊钳的方式，既能够减轻工人体力强度又能保证必须的预紧扭矩。

５关于钻头和扩孔器

为提高深孔综合钻进效率，回次进尺和提钻间隔越长越好，这就要求钻头和扩孔器必须长寿命。现在出现了高胎体、超高胎体长寿命钻头。随着钻头技术的发展，金刚石钻头工作层的高度在不断增加，从最初４—６ｍｍ发展到现在的１０—１２ｍｍ，最大的达到了１６ｍｍ。钻头寿命因此显著增加，至少提高３０％，多的提高一倍以上。

６关于钻具组合

深孔钻进应特别注意防斜，钻具的稳定性至关重要。一般在浅孔钻头上面安装一个扩孔器用以保持钻孔口径即可，在深孔中则应该在钻具上端再安装一个外径比扩孑Ｌ器略小的接头（稳定器），以保证满眼钻进，减少孔斜的产生。

深孔卡钻不能在地表震击，建议研制适用于小口径的井下震击器，遇到可能卡钻的时候钻具组合中带上震击器。

７关于复杂地层和冲洗液

众所周知，深孔绳索取心钻探要特别重视冲洗液的应用，要低固相、低黏度、低切力和良好的润滑性，同时要加强冲洗液的管理、维持好性能稳定，特别是固相含量，必要时要开动离心机以清除过多的有害固相物质，防止钻杆内壁结垢。

但是实际施工中经常遇到复杂地层，如坍塌、掉快、缩径等。当不能应用绳索取心钻进快速通过时，一定要调整冲洗液的密度、黏度、失水量等指标，加强护壁能力。应用冲洗液来维护孑Ｌ壁时，首先要判断好地层的复杂类型，是松散、破碎地层；还是水敏性地层或构造应力异常带，然后针对性地采取治理措施。必要时放弃绳索取心工艺，改用提钻取心以适应冲洗液性能的变化，待穿过复杂段下套管隔离后，再回复绳索取心钻进。

复杂地层往往伴随地层的漏失或涌水，极大地增加了处理难度。此时一定要建立起地层压力平衡的概念，利用冲洗液密度的调整来平衡地层压力。

某单位施工深孑Ｌ，钻进中已经将设计的套管层数全部下完，但是下部突遇极破碎伴随涌水的地层，钻头只要一提出，钻孔就坍塌封闭。黏土球、水泥都无法封固。这时一定要先使用加重泥浆压住涌水，地层压力如果能够测知，泥浆密度即可确定，不能测知时只能通过试验法逐步加重泥浆，求取平衡点。然后使用速凝、早强水泥以平衡法灌注。过去地质岩心钻采用简易方法，一般从井口投放水泥球，这在浅孔时尚能有效，对于千米以上深孑Ｌ则无济于事。深孔应当用钻杆泵送的方式，建议在地质岩心钻探施工中推广使用油气钻井固井中经

常使用的隔离液，以改善水泥封固地层的效果。

深孔岩心钻探的技术关键

作者：王达， WANG Da

作者单位：中国地质调查局,北京,100037

刊名：

探矿工程-岩土钻掘工程

英文刊名：EXPLORATION ENGINEERING(ROCK & SOIL DRILLING AND TUNNELING)

年，卷(期)：2009,36(z1)

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