深孔钻探技术

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1、深孔钻探技术选择与施工细节目录第一章设备管材选择第二章钻孔结构选择第三章冲洗液的选择第四章施工细节第一章设备管材选择1.1具备1000米以上施工能力的钻机（1）国产立轴式钻机：XY-5、XY-6、XY-8、HXY-9B。（2）国产全液压钻机：YDX-3、YDX-1800、HYDX系列、XD-5、XD-6、FYD-2200。（3）进口全液压钻机：LF-70、LF-90、LF-230、CS1000P6L。钻机总体性能评价：立轴钻机与液压钻机总体比较优点缺点立轴钻机传动效率高一般高于90%，提钻效率高，运行成本及折旧费用低。钻进倒杆及机台

2、搬迁速度慢，液压钻机启动平稳，无需配主动钻杆。钻进倒杆及机台搬迁速度较快，斜孔施工比较方便。传动效率低一般低于70%，提钻效率低，运行成本及折旧费用高，检查维修困难。两种类型的钻机在钻压和转速上的实际效果，差距不是很明显。根据近几年的现场施工，全液压钻机的使用数量越来越多，同时也出现了不少问题，主要是运行成本较高，部分液压钻机运行时漏油严重，加油如加水。国外的一些液压钻机，维修的零部件不好配备，维修周期长。总体而言，全液压钻机正走在技术成熟售后完备的路上，因此全液压钻机的占比不应太高。待技术成熟后，再提高全液压钻机的使用数量较为合理

3、。在深孔施工中，钻机的最大钻进深度要超过设计孔深20%以上，甚至更高，以备出现孔内事故，要超负荷运转。另一个原因，目前国产深孔钻机技术尚不成熟，标注的最大钻进深度与实际钻进深度有一定差距。案例：伊犁新源县，磁异常查证孔ZK001，使用的是HXY-8钻机，标注的钻进深度可达3000米，在提升负荷超过10吨时，出现了刹把轴承支架断裂，单独用刹车刹把刹不住车的现象，后来调整刹车间隙后，左右两个刹把同时使用才能刹住车。1.2管材：为了满足深孔及复杂破碎地层钻进取心需要，将钻杆体两端墩粗方式来提高钻杆整体强度及寿命，钻杆抗拉强度提高47.6%

4、。抗扭提高50%以上。优点是减少材料消耗及钻杆重量。内加厚适当减少岩心径，可以减少钻头刻取面积、孔内扭矩、功率消耗。目前已大面积推广应用，并取得了较好的综合应用效果，深度超过2000m。但由于材质本身及加工精度等问题，还有需要改进提高的余地。在钻杆材质方面，我国以往走入了误区，只考虑了钻杆各强度和刚性，忽略了钻杆在钻孔复杂的受力及柔性，从国外钻杆的静强度、钻杆螺纹根部的壁后、应用效果看，钻杆具有良好的柔性、较好的同轴度、螺纹加工精度对防止钻杆折断具有重要的影响。我国钻杆的静强度比国外高的多因此，“863”项目2000米深孔绳索取心钻

5、杆钻杆重点解决钻杆材质、热处理工艺及加工精度等问题。（1）优选进口Q系列钻杆。（2）选择国内45MnMoB或XJY850高强地质管材。（3）选择唐山金石、无锡钻探工具厂等知名厂家产品。（4）几种国产钢材性能参数对比表（见表1）钻杆推荐使用深度=(0.75~0.8)×钻杆最大可使用深度一．表1几种钢材的性能参数对比表钢种测试用材料的热处理状态屈服强度σs/MPa搞拉强度σb/MPa伸长率δ5/%断面收缩率ψ/%冲击功Ak/J冲击韧度ak/(J·cm-2)屈强比30CrMoA调质≥735≥930≥12≥50≥71≥880.7930CrM

6、nSiA调质≥885≥1080≥10≥45≥39≥490.8145MnMoB调质≥750≥920≥12≥48≥56≥700.81XJY850调质≥950≥1020≥16≥52≥75≥910.93几种常用钻杆的最大钻进深度最大钻进深度最大承受扭矩HQ1500m1010NmNQ2000m600NmBQ1500m405Nm外敦粗3000m1200Nm钻杆推荐使用深度=(0.75~0.8)×钻杆最大可使用深度案例:在鄯善县沙尔湖煤田勘探中,同一矿区,两个钻孔相距2km,同样的设计孔深,一个钻孔使用的是普通国产钻杆,钻进至600米处,反复断钻

7、杆,由此引发复杂的孔内事故,另一个钻孔使用的是墩粗钻杆,没有出现一次断钻杆事故，并且顺利终孔。1.3机具：（1）优选进口Q系列钻具。（2）推荐使用唐山金石产品。（3）夹持器：推荐使用唐山金石BS75-J型自重式木马夹持器或中国地质装备公司SQ114/8型绳索取芯钻杆液压钳。第二章钻孔结构选择钻孔结构的繁简取决于地层岩性和技术水平。吸水膨胀、松散、破碎、坍溻、掉块、涌水、漏水等复杂地层多。则套管层数和换径次数多，钻孔结构复杂。反之，则钻孔结构简单,在少数情况下甚至可一径到底,另外，如技术水平高有些复杂地层通过采用适当的冲洗液,改善冲洗

8、液性能及其他先进的护壁、堵漏措施。也可不下套管,因此应尽量采用先进技术，以简化钻孔结构。钻孔结构的繁简既要考虑经济因素，也要考虑安全钻进。从经济的观点看，套管层数多，开孔直径大，钻进效率低，成本高。因此简化钻孔结构可降低成本,节约开支