巖心鉆探討論

金剛石繩索取心技術(shù)

繩索取心(WL)鉆探技術(shù)被稱為鉆探技術(shù)第一次革命，已有近60年的推廣應(yīng)用歷史。在全球地質(zhì)找礦鉆探施工中是應(yīng)用最廣泛、綜合地質(zhì)效果最佳的鉆探技術(shù)。 自上世紀(jì)70年代中期我國開始推廣應(yīng)用，但在應(yīng)用廣度和深度上與國外發(fā)達國家相比存在較大差距，利用繩索取心鉆探技術(shù)完成的巖心鉆探工作量仍不足全部固體礦產(chǎn)巖心鉆探工作量的30%。國產(chǎn)繩索取心鉆具存在材質(zhì)不佳、加工質(zhì)量差、易折斷和脫扣等問題，不能滿足1000米以深鉆孔的需要。而深部找礦一般采用的替代方案是使用內(nèi)徑可以通過繩索取心鉆具內(nèi)管的普通鉆桿來完成鉆孔取心作業(yè)，這就在完成取心作業(yè)的同時增大了鉆孔工作量。例如Φ89mm鉆桿 Φ75mm型繩索取心鉆具 Φ94mm鉆頭的鉆具組合。

金剛石鉆頭的使用壽命是限制金剛石繩索取心技術(shù)應(yīng)用于深部找礦的另一個原因。自上世紀(jì)60年代開始研究，70年代開始推廣金剛石鉆探技術(shù)以來，我國金剛石鉆頭制造水平有了很大提高，但是其使用效果與國外仍存在較大差距。雖然在金剛石超硬復(fù)合材料方面進行了大規(guī)模的攻關(guān)研究，制造了一些聚晶、復(fù)合片產(chǎn)品，但其性能也遠遠趕不上國際水平。這就使得國內(nèi)金剛石鉆頭鉆進壽命短、效率偏低。據(jù)調(diào)查，我國的金剛石鉆頭壽命在硬巖地層還不足40米 。

液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)

勘探技術(shù)研究所于上世紀(jì)60年代開始此項技術(shù)的研究，經(jīng)過幾十年的開發(fā)、改進，已經(jīng)形成不同用途、多種規(guī)格的系列液動沖擊器。特別是YZX127型液動潛孔錘在2006年完工的中國大陸科鉆一井施工中創(chuàng)下了總進尺4038.88m、平均小時效率1.13m、平均回次長度6.31m的好成績。但是在普通鉆探生產(chǎn)條件下，由于泥漿固控系統(tǒng)還停留在傳統(tǒng)的泥漿池加循環(huán)槽讓巖粉自然沉淀的水平，在鉆進過程中泥漿固相含量較高，導(dǎo)致液動潛孔錘內(nèi)的零件頻繁卡死，工作壽命大幅度降低，從而導(dǎo)致提鉆頻繁。在推廣過程中，其優(yōu)點雖為大家所認(rèn)識和接受，但是實際應(yīng)用卻較少。

空氣泡沫鉆探技術(shù)

該技術(shù)是原地礦部“七五”和“八五”期間的重點科研攻關(guān)項目，由勘探技術(shù)研究所、長春地質(zhì)學(xué)院和甘肅地礦局等科研院所、高校和相關(guān)生產(chǎn)單位聯(lián)合完成。經(jīng)過不同環(huán)境條件及機具試驗研究總結(jié)了一套比較成熟的泡沫工藝和鉆進規(guī)程。由于其后正值地質(zhì)鉆探工作量銳減，而此技術(shù)在初期投資、能耗和后期泡沫劑回收方面的費用都比普通鉆進技術(shù)高，因此其推廣應(yīng)用處于停滯狀態(tài) 。2100433B

筒狀鉆頭和鉆具在孔底沿圓周環(huán)狀破碎巖石，在孔底中心部分保留一個柱狀的巖心，從孔內(nèi)取出巖心用以研究地質(zhì)和礦產(chǎn)的情況，故稱為巖心鉆探。最終的孔徑從33毫米到91毫米。巖心鉆探根據(jù)所使用的鉆頭不同，鉆進方法有：金剛石鉆進、硬質(zhì)合金鉆進和鉆粒鉆進。巖心鉆探也可以液動的沖擊器進行沖擊回轉(zhuǎn)鉆進，仍然可以使用金剛石或硬質(zhì)合金耐沖擊的巖心鉆頭。在鉆進上部覆蓋層不需取巖心時，也可以采用無巖心鉆進方法，用刮刀鉆頭、矛式硬合金鉆頭、牙輪鉆頭鉆進 。

地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)涉及地礦、冶金、煤炭、有色、核工業(yè)、化工、建材等各工業(yè)部門，是資源勘查最主要、最直接的技術(shù)手段，具有不可替代的重要作用。鉆探規(guī)程是鉆探施工應(yīng)遵循的準(zhǔn)則，是實現(xiàn)探礦工程現(xiàn)代化管理的重要基礎(chǔ)。我國巖心鉆探規(guī)程編制于上世紀(jì)80年代，作為部門內(nèi)部的行政規(guī)定，一些內(nèi)容已經(jīng)與地質(zhì)勘查體制變革和地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)發(fā)展不相適應(yīng)，嚴(yán)重影響到地質(zhì)調(diào)查和資源勘探工作。

根據(jù)國土資源部、中國地質(zhì)調(diào)查局要求，鉆探規(guī)程修編工作于2009年初啟動。2010年2月，《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》通過了中國地質(zhì)調(diào)查局組織的專家評審。8月，通過國土資源行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會勘查專業(yè)分技術(shù)委員會組織的專家審定，上報國土資源部主管部門。經(jīng)國土資源部批準(zhǔn)，《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》(DZ/T0227-2010)作為國土資源行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)于2010年11月11日發(fā)布，2010年12月31日實施。

《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》(DZ/T0227-2010)包括鉆探工程設(shè)計、鉆探方法、鉆探設(shè)備、沖洗液與護壁堵漏、鉆孔軌跡測量、孔內(nèi)事故預(yù)防和處理、工程質(zhì)量、生產(chǎn)（安全）管理等19章和2個附錄，具有很強的實用性?！兑?guī)程》全面規(guī)范了地質(zhì)鉆探設(shè)計、施工技術(shù)及管理工作，對提升鉆探工程標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化水平，提高礦產(chǎn)資源評價質(zhì)量和效率具有重要意義。

《規(guī)程》強調(diào)按照設(shè)計進行施工的原則。首次統(tǒng)一了鉆孔公稱口徑，為鉆探方法轉(zhuǎn)換及鉆具標(biāo)準(zhǔn)的修訂奠定了基礎(chǔ)。進一步充實了金剛石鉆進、繩索取心鉆進內(nèi)容；新增了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進、定向鉆進、空氣反循環(huán)鉆進等技術(shù)規(guī)定；在安全生產(chǎn)和健康環(huán)保方面借鑒了國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和石油鉆井先進技術(shù)成果，體現(xiàn)了社會發(fā)展和技術(shù)進步趨勢。

《規(guī)程》在編制中注意了與有關(guān)行業(yè)相關(guān)規(guī)程的協(xié)調(diào)性，編制工作程序和成果表達形式符合標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則及相關(guān)規(guī)定，結(jié)構(gòu)和文體統(tǒng)一，格式、表述、符號符合要求。

《規(guī)程》歸口單位為國土資源部，提出部門為中國地質(zhì)調(diào)查局，起草單位為中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所。著名鉆探技術(shù)專家王達教授擔(dān)任主編，編寫組成員有趙國隆、蕭亞民、陳星慶、湯松然、孫建華、張林霞、劉秀美、戴智長等資深專家和中青年專業(yè)技術(shù)人員2100433B

巖心鉆探用泵是指鉆孔沖洗用泵。我國原地質(zhì)礦產(chǎn)部部頒標(biāo)準(zhǔn)中定名為用泥漿泵，主要采用往復(fù)式泵，在小直徑淺孔鉆進中,也采用回轉(zhuǎn)式螺桿泵。鉆探用泵按用途不同分為供水泵、鉆孔沖洗用泵、泵吸及泵舉反循環(huán)鉆進用泵、沖洗液凈構(gòu)化設(shè)備中的砂系等。

巖心鉆探用泵是從事巖心鉆探工作必不可少的設(shè)備之一。它的主要功用如下。在鉆孔過程中向鉆孔內(nèi)輸送沖洗液。沖洗液在循環(huán)過程中，帶走孔內(nèi)的巖粉，保持孔底清潔;冷卻鉆頭、潤滑鉆具;并增大孔內(nèi)液柱壓力，如沖洗液為泥漿時，在孔壁上能形成薄而致密的泥皮,保持孔壁的穩(wěn)定。輸送具有能量的液體。這些液體可作為渦輪鉆具、螺桿鉆具、射流沖擊鉆具的動力介愛質(zhì)，直接驅(qū)動這些鉆具破碎巖石。借助泵上的壓力表所反映的泵壓變化,間接了解孔內(nèi)鉆進的情況。用來為鉆探機場其他用途供水。

本項目在調(diào)研和總結(jié)國內(nèi)外地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，要結(jié)合現(xiàn)階段地質(zhì)巖心鉆探工作實際，制定《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》，其預(yù)期成果為《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》及編制說明。據(jù)此，本課題將地質(zhì)勘查行業(yè)的國情特點和國外先進的金剛石巖心鉆探技術(shù)進行了有機結(jié)合，并取得了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果，如深孔復(fù)雜地層綜合鉆探技術(shù)、高源缺水地區(qū)快速鉆探技術(shù)、吸納新型全液壓鉆機技術(shù)等最新成果，科學(xué)合理地體現(xiàn)在新的規(guī)范規(guī)程中。規(guī)程認(rèn)真總結(jié)了半個世紀(jì)以來國內(nèi)各地勘部門積累的豐富經(jīng)驗并汲取各相關(guān)部門最新巖心鉆探技術(shù)成果，對規(guī)范我國地質(zhì)巖心鉆探工作，推動技術(shù)進步具有重要意義?！兑?guī)程》首次統(tǒng)一了鉆孔公稱口徑，為鉆探方法轉(zhuǎn)換及鉆具標(biāo)準(zhǔn)的修訂奠定了基礎(chǔ)，進一步充實了金剛石鉆進、繩索取心鉆進內(nèi)容，新增了沖擊回轉(zhuǎn)鉆進、定向鉆進等技術(shù)規(guī)定，在安全生產(chǎn)和健康環(huán)保方面借鑒了國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和石油鉆井先進技術(shù)成果，并使其上升到地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程規(guī)范的高度。《規(guī)程》注意了與有關(guān)行業(yè)規(guī)程的協(xié)調(diào)性，編制工作程序和成果表達形式符合標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則及相關(guān)規(guī)定，格式、表述、符號符合要求。同時，本《規(guī)程》已由中華人民共和國國土資源部于2010年11月11日發(fā)布，于2010年12月31日實施。 2100433B