提高绳索取芯岩矿芯采取率的工艺分析

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[摘要]根据所钻岩（矿）层的特点，合理地确定钻孔直径，合理地选择钻进方法，正确地选用钻具，正确掌握钻进技术和操作方法，选用正确的采芯方法以及针对前述影响岩（矿）芯采取质量的因素，并采取相应措施，就能提高岩（矿）芯采取率与品质，本文主要探讨提高绳索取芯岩矿芯采取率的工艺。

[关键字]绳索取芯　岩矿　芯采取率

[中图分类号]P634

[文献码]　B

[文章编号]　1000-405X（2012）-10-5-1

绳索取芯钻探技术绳索取芯钻探是一种不提钻取芯的钻进方法，最早用于石油与天然气钻进。绳索取芯钻进方法是使岩心进入专门的岩心管中，当岩心装满后，用钢绳携带打捞器从钻杆内把岩心管连同其中的岩心一起提到地面，不用提升钻杆[1]。

1绳索取芯钻进工艺

1.1钻头的选择和合理使用

绳索取芯钻头的选择原则基本上与普通双管钻头相同。选择时，特别要考虑绳索取芯；钻头所具有的特点：例如钻头镶嵌的金刚石质量、胎体性能均要好；与地层应有更广的适应性；内、外径补强好、胎体高等。由于绳索取芯钻头壁厚而影响钻进效率，因此，尽可能选择与岩石接触唇面较小的，能创造多自由面碎岩的钻头（阶梯式或多环槽尖齿式钻头）。钻头合理使用中需特别注意的是：绳索取芯钻头钻进虽然不经常提钻换钻头，但对于钻头来说，同样存在着排队使用问题。特别是当钻进强研磨性岩层时、或者钻头内外径的；保径金刚石质量不够好时，更应注意。

1.2钻进规程参数的特点

绳索取芯钻进规程与普通双管钻进规程有所不同。但确定规程的方法基本相同。首先，由于绳索取芯钻头唇面比普通钻头要厚，因此钻压比普通双管钻头要大（一般要大25％左右）。转速同样是提高绳索取芯钻速的主导因素，因此，只要其它条件允许，应高转速钻进。当然，要防止不分岩层是否完整；钻具和钻孔是否弯曲，以及超径等不利条件下盲目开高速。由于绳索取芯钻杆柱较粗，所以深孔因钻机的功率所限开高转速会受些影响。

2影响岩（矿）芯采取率与品质的因素

为了提高岩（矿）芯采取率与品质，获得数量足够且具有良好代表性的岩（矿）芯，了解其影响因素是极其必要的。这样，才能在钻进前，针对性地采取积极措施。影响岩（矿）芯采取率与品质的因素是多方面的，并且也极为复杂的。但是综合归纳起来不外乎两个方面：天然因素与人为因素[2]。

2.1天然因素的影响

测量放样，在护筒周边放出岩矿位中心十字线，并用红油标识，采用泵吸式反循环成孔工艺成孔。采用钻机本身的动力就位。开始之前注意岩矿的钻孔和开挖应在中距5m内的任何岩矿的岩芯浇注24h才能开始，以避免干扰邻岩矿或钻孔过程。钻孔开钻后，要连续作业，根据钻孔和地质层合理选择钻进速度；遇地下水后开始向孔内注浆，孔内水头高度保证2m以上。钻头使用三翼圆笼钻锥，用优质泥浆护壁，如有偏差，及时调整，保证岩矿基的成孔质量[3]。

2.2人为因素的影响

（1）堵管现象主要分为两种。一种是气堵，当岩芯满管下落时，导管内岩芯（或泥浆）面至导管口的空气被压缩，当导管外泥浆压力和岩芯压力处于平衡状态时就出现气堵现象。解决气堵现象的措施有：首批岩芯浇筑时，在泥浆面以上的导管中间要开孔排气，当首批岩芯满管下落时，空气能从孔口排掉，就不会形成堵管。　（2）断岩矿主要是导管埋置深度不够，导管拔出了岩芯面（或导管拔断），形成了泥浆隔层。防止措施为：对导管埋深进行记录，同时用搅拌站浇筑方量校核测深锤测得岩芯面高程，始终保持导管埋深在4m以上，同时对导管要每根岩矿进行试压，并舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管，确保导管有一定的强度。（3）确保搅拌站的生产能力，采用一条搅拌船浇筑，一条备用，同时备好发电机，确保钻孔岩矿岩芯浇筑连续也是保证不发生断岩的必要条件。

2.3管理方面的影响

通过解码将各项数据分类整理，剔除无效观测值和信息，形成各种数据文件，如星历文件、观测文件和测站信息文件等，然后进行观测数据的平滑、滤波、周跳探测、载波相位观测值的修复以及对观测值进行各项必要的改正。观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节，都会影响岩（矿）芯的采取质量。

3提高绳索取芯岩矿芯采取率的措施

3.1取芯钻具的防水装置

（1）分水帽这是单管钻进时装在岩芯管内的一种简单隔水装置。主要防止冲洗液流直接冲刷岩（矿）芯。（2）双层岩芯管采用具有内、外两层的岩芯管的钻具，使冲洗液由内、外两层岩芯管之间流向孔底，钻出来的岩矿芯则储存在内管里而不受冲洗液流的影响。其结构见如各种类型的双管钻具。（3）分水接头装置装在单管取芯钻具上部，使冲洗液流沿岩芯管外壁流向孔底，避免冲毁岩（矿）芯。（4）反循环冲洗冲洗液在岩芯管内自下而上流动进行反循环冲洗。钻进时，岩芯受有向上的冲力呈悬浮状态，因而可以防止冲洗液流对岩（矿）芯的破坏，如：全孔反循环、无泵反循环及孔底反循环等[4]。

3.2取芯钻具的减磨装置

双管取芯钻具的单动装置（轴承），钻进时可使内管保持静止状态，减少摆动，因而能减轻对岩（矿）芯的撞击及磨损、磨耗。如一般单动双管取芯钻具都具有减磨作用。内径适当双壁取芯钻具的内管或半合管的内壁要求光滑，内径应稍大于钻头的内径，就可减少岩（矿）芯进入时的磨擦阻力，防止岩（矿）芯的卡塞和磨损。内管内壁镀铬能达此目的，并能延长内管使用寿命。

3.3防矿芯污染

（1）活塞隔离在双管钻具的内管里面装置有活塞，能起到隔浆、刮浆的作用，如活塞式箅动双管钻具。（2）内管压入隔离在松软的矿层（如煤矿、磷矿、菱镁矿等），可以采用内管压入式钻头隔绝泥浆的污染。如阿式单动双管钻具。

3.4防淋滤溶蚀

（1）采用饱和冲洗液当用清水或泥浆钻进盐类矿床时，矿芯受到淋滤与溶蚀。因此，钻取盐类矿芯应采用与盐类矿床成分相似的饱和盐冲洗液。（2）双管黄油护芯钻进某地钻进固体天然碱时，采用双管黄油护芯钻进，在内管内盛满黄油，黄油能防扑洗液溶蚀矿芯，从而提高了矿芯的采取质量。

参考文献

[1]孔卫开.　绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用[J].　西部探矿工程，2012.7：152-153.

[2]曾石友.　S56绳索取芯钻进技术在中深孔施工中应用与研究[J].　西部探矿工程，2010.12：122-123.

[3]姚伦治.　绳索取芯钻进技术在良家矿区的应用[J].　西部探矿工程，2011.01：215-216.

[4]王廷睿，张德明，吴志强.　绳索取芯钻杆折断事故分析及捞取钻杆的工艺探讨[J].　西部探矿工程，2011.04：105-107.