浅论水泥封孔堵漏在绳索取芯钻探中的应用

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1、浅论水泥封孔堵漏在绳索取芯钻探中的应用ISSN1672-9064CN35-1272/TK企业平台陈智新(福建省东辰岩土基础工程公司摘要效果。关键词水泥封孔护壁与堵漏原理操作效果文章编号：1672-9064(2009)04-0120-03过短，频繁封孔透孔，占用时间较长，影响效率。经过数次试封后的摸索总结，认为一般封孔间隔以30〜50m较适宜。随钻随封数次后，可有效地穿过翠屏山组地层，漏失、坍塌问题基本得到治理。例如：102钻机施工的6・3孔，终孔深度618.55m。其中,翠屏山组厚315m,砂岩厚178.5m,破碎带厚62m。上部76m扩孔下套管隔离，往下至315m间共

2、使用水泥封堵5次，水泥用量5t,封透孔共用247ho该孔自258.6~284.54m的砂岩段曾出现开泵钻进全漏失，停泵时出现涌水现象,冒出孔口高50mm,涌水量为1.72m3/ho采用水泥封堵后，未出现涌漏。该孔钻效为295m。中图分类号：P634.5文献标识码：A福建福州350005）结合工程实例，剖析水泥封孔堵漏在绳索取芯钻探屮的作用，浅论水泥封孔堵漏对治理漏失、坍塌的原理、过程和福建省煤田地质条件复杂，特别是主要含煤地层下二叠系童子岩组岩性较粗、岩屑和石英含量较高，且软硬交互频繁，变质程度高，褶皱强烈、断裂发育。往往煤系上覆地层为粗碎屑岩、十分坚硬，厚达500m的

3、上二叠系翠屏山组。因此，钻探条件很差，可谓硬、碎、塌、漏、斜五毒俱全。以前普通工法钻进效率低，特别是钻进硬、碎、塌、漏、斜地层时，质量差、成木高、事故多。推广金刚石绳索取芯钻进后成效显著，并在治理坍塌、涌漏等方血摸索了一套成功的做法，其中采用水泥封孔治理的办法,取得了较好的效果。笔者结合闽西南拗陷龙永煤E坑柄南勘探区钻探施工实例作一扼要介绍。龙永煤田坑柄南勘探区，上覆地层为翠屏山组（P2Cp）,不含煤，厚度250〜330m。岩性以灰白色的细粒岩和中粒砂岩为主，局部含砾岩，成分为石英、燧石和岩屑，可钻性8-11级；常夹粉砂岩，砂质泥岩，可钻性6〜7级。其下为童子岩组含煤地

4、层。由于受构造的影响，岩石破碎，砂岩裂隙发育，宽度1〜106钻机施工的4・2孔，终孔深度782.05m。翠屏山组厚329m,其中砂岩厚189.59m,破碎带厚46mo由于上部岩石坚硬扩孔困难，套管只下了53m,往下至329m间采用水泥封堵7次，水泥用量7t,封透孔共用501ho由于该孔施工中因其他因素造成停钻及事故占T342h，该孔钻效仅为195.5m。上述2个钻孔施工首次试用水泥随钻随封，因水灰比偏大，速凝早强剂加量小，候凝时间较长（＞32h）,故占用时间较长，影响钻效。在以后施工的4个钻孔中，不断总结摸索经验，减小水灰比，加大速凝早强剂的量，控制候凝时间在16〜2m

5、m,部分大于2mm，漏失强度大于6m3/ho钻进中常出现孔内漏水、涌水和坍塌掉块等现象，孔内水位低，甚至冲洗液全部漏失。因此，解决好绳钻屮漏失、坍塌问题是该区钻探施工的关键。我们采用水泥封孔治理的办法，取得了较好的效果。1应用实例该矿区共施工6个钻孔，孔孔都遇到漏失、坍塌问题，施20h内，相对封透孔吋间缩短了，治理效果更加显著。4个钻孔平均钻效达350.5m,钻效提高了44%,取得较好的经济效益。工中曾试用锯末、复合惰性材料、堵漏剂、棉花、粘土沥青球等材料进行堵漏，由于该区上部翠屏山组地层层段的大、中裂隙发育，且较密集，用上述办法治理在小裂隙地层中效果较佳，但无法彻底根

6、治，加上占用一定的时间，且堵漏材料较昂贵，成本费用较高，效果不佳。因此，采用套管隔离和水泥封闭办法治理：开孔至100m内漏失、坍塌较软地层采用扩孔下套管隔离的办法；100m以下的漏失坍塌较硬地层采用水泥随钻随封的办法进行治理。根据钻进地层岩石裂隙发育程度、漏涌情况、孔深和水位等，一般每钻过一段后用普通硅酸盐42.5R水泥封孔一次。每次封孔孔段不宜过长，否则透孔时底部水泥柱石由于候凝时间过长，强度较高容易打出分枝孔。若每次封孔孔段22.1水泥堵漏护壁的原理原理普通硅酸盐水泥的凝结硬化过程，是水泥与水混合后，在水泥浆的凝结与硬化过程屮，发生剧烈的化学反应和物理状态的变化。按

7、习惯将水泥浆的凝结硬化过程分为3个时期：溶解期（准备期）、胶化期（凝结期）、结晶期（硬化期）。利用这种水泥的水化，凝结硬化的物理化学变化过程，对裂隙、破碎地层的胶结固化，起到了堵漏护壁的作用。水泥凝结硬化过程如图1所示。福建煤出地层多为裂隙性漏失，漏失部位、程度变化较大，从渗透性漏失、裂隙性漏失到小溶隙、大裂隙和空间隙漏作者简介：陈智新，男，1989年毕业于浙江长兴煤田地质学校，现任福建省东辰岩土基础工程公司泉州分公司经理，钻探工程师。2009.NO.4.企业平台CN35-1272/TK灌注孔段水泥浆量，LoQ4—Q4的计算在实际工作中，