复杂煤岩地层岩心钻探施工技术探讨[五篇范例]

第一篇：复杂煤岩地层岩心钻探施工技术探讨

复杂煤岩地层岩心钻探施工技术探讨

廖建

【摘要】：岩心钻探是在进行固体矿产地质勘探时经常采用的勘探手段之一。在我国，岩心钻探仍然是目前和今后相当长一段时间内地质工作者在进行地质工程勘探时，获取直观地质资料的最主要方式。本文对复杂煤岩地层特性和岩心钻探施工方法进行叙述,并就如何进行复杂地层的岩心机械钻探施工技术进行研究，进而提高钻探质量，降低勘探成本，以达到提高找矿效率的目的。

【关键词】: 复杂煤岩 地质钻探 设备选择 技术应用

岩心钻探是在进行固体矿产地质勘探时经常采用的勘探手段之一。在我国，岩心钻探仍然是目前和今后相当长一段时间内地质工作者在进行地质工程勘探时，获取直观地质资料的最主要方式。强化岩心钻探施工技术革新、提高钻探技术含量是地质工作者的最为关心的话题。勘探工作者经过数十年的努力，取得了很大进步。本文对复杂煤岩地层特性和岩心钻探施工方法进行叙述,并就如何进行复杂地层的岩心机械钻探施工技术进行研究，进而提高钻探质量，降低勘探成本，以达到提高找矿效率的目的。

一、复杂煤岩地层分类

根据钻探施工特点及地质情况, 把复杂煤岩地层分为以下几类:

(一)松散破碎地层: 主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地层。较为典型的有胶结性很差的砂石和石灰岩组成的二叠纪地层, 这种地层含有大量的砂岩, 部分地区存在泥岩、砂岩和砾岩以及部分卵石。受钻具振动碰撞和泥浆冲蚀作用, 钻探钻孔易发生坍塌、漏失、超径等事故。

(二)水敏性地层: 主要包括水化松散、水化剥落、水化膨胀和水化溶蚀煤系地层。

（三)漏、涌水地层: 这类地层钻探施工护孔堵漏难度极大, 漏失分大、中、小漏;涌水地层一般涌水量为10 m3/h～50 m3/h。煤系地层硅质胶结, 灰岩多破碎, 且研磨性大, 构造裂隙较发育, 稳定性较差, 透水性强, 地下水丰富, 承压水力大, 钻孔缩径或涌水时有发生。

二、钻探方法和设备的选择

（一）钻进方法的选择《岩心钻探规程》中按岩石硬度的大小分为四类十二级: 软-可钻性4～6级、硬-可钻性10～12级;按研磨性的强弱分为三类: 弱研磨性、中研磨性、强研磨性;按完整程度分为三类: 完整、较完整、破碎。在具体施工中根据岩石可钻性、研磨性、完整程度等选择磨料和钻进方法。1～6级和部分7级岩石可选用硬质合金、金刚石、复合片钻进;4 ～12 级岩石可选用金刚石回转钻进, 7～12级岩石也可选用钢粒钻进;6～8级岩石可选用硬质合金冲击回转钻进;6～12级可选用金刚石冲击回转钻进。严格执行《岩心钻探规程》的规定是在复杂地层区提高钻探质量的保证。

（二）钻孔结构的选择

钻孔结构设计和选择直接影响到钻探效率的提高和施工成本的降低, 尤其是在复杂地层区的岩心机械钻探施工。因此, 应充分考虑地质条件、钻孔深度、终孔直径、钻进方法、护孔措施和设备情况, 并合理选择开孔直径、换径次数与深度、套管程序等。根据经验对复杂地层深孔岩心机械钻探施工一般采用Φ130 /Φ110 /Φ91 /Φ75/Φ60多径成孔, 把Φ60mm口径作为技术口径备用, 下部Φ75mm口径采用金刚石绳索取心钻进, 采用优质泥浆护孔。

（三）钻探设备的选择

应根据钻孔设计深度、钻孔设计倾角、岩层条件、钻进方法以及钻孔设计结构等, 合理地选择钻探设备。应尽量选择电动机动力机。钻探设备包括钻机型号、钻塔类型、联动型号、泥浆泵型号、拧管机型号等要配套, 严格执行《岩心钻探规程》中规定的钻探常用设备配套标准。

三、钻孔弯曲影响因素

钻孔弯曲(特别是深钻)会造成未能按设计穿过矿体或地质层位, 可能歪曲矿体产状、打丢矿体、遗漏断层或改变勘探密度等, 从而影响对矿体的评价、构造的判断和储量计算的精确程度。通常在复杂地层区岩心机械钻探施工中钻孔弯曲的主要因素是地层因素和钻探工艺因素。

四、钻探技术和冲洗液技术

（一）松散破碎地层: 由于在此地层主要采用大径钻具钻进, 增加冲洗液冲孔时的过流断面, 减少液流阻力以及冲洗液的压力激动而引起孔壁破坏;同时, 采用优质低固相冲洗液保护孔壁。在特殊孔段下入套管与技术套管的方法, 一般能保证此类地层的稳定。冲洗液各项指标以控制在下列范围为宜: 黏度18 s～25 s, 比重1.05～1.15, 失水量每30 min 小于15 mL, 泥皮厚度小于1 mm, 含砂量小于4%,pH值8～9。

(二)水敏性地层: 此类地层主要是采用钻进冲洗液护孔, 冲洗液的滤液性能和泥皮质量(或孔壁网状膜结构强度)是影响孔壁稳定的关键因素。因此, 控制钻井液失水量, 增强泥皮强度或冲洗液在孔壁所形成的高分子网状结构“胶膜”强度, 减少冲洗液中自由水的含量, 降低滤液对岩石的渗透水化和提高滤液对岩石的胶结力是至关重要的。冲洗液通常加入PHP, HPAN, CMC 等聚合物和KHM与植物胶的低固相冲洗液。冲洗液性能为: 失水量小于10 mL, 泥皮厚小于1 mm。

（三）漏、涌水地层: 这类地层在煤田施工中难度是最大的。根据岩石结构与长期施工经验, 煤系地层的漏失大多由于裂隙漏失和含水量水层层位漏失与松散破碎孔隙产生的长孔段漏失。

目前, 就各煤田堵漏、防涌特点来看, 主要有以下几类方法:胶结堵塞法: 适用于中漏以下和较小的涌水地层。常采用浓泥浆加化学浆液加惰性材料与交联物的堵漏方法, 涌水则加入加重剂, 进行压漏作业。主要配方是浓泥浆中加入质量分数为50×10-6 的PHP, 再加入惰性材料搅拌均匀, 随着钻进可逐渐堵塞漏失通道。水泥堵漏法: 适用于中漏以上的漏失和中等的涌水地层。压力平衡法:

此方法是利用冲洗液的液柱压力平衡地层压力, 以达到孔壁稳定, 保证冲洗液能正常循环的一种方法。它适用于中漏以下及小量涌水的任何孔隙、裂隙地层, 特别是对长孔段漏失和断层裂隙漏失有效。比如在漏失地层使用泡沫泥浆, 在涌水地层使用加重泥浆等。顶漏钻进法: 这种方法多用于不便堵漏或代价太大的长孔段漏失地层。采用这种方法的条件是在孔壁失去平衡的情况下, 裸眼稳定期须能满足施工的要求;同时, 水源较近, 用水比较方便。套管隔离法: 该法是在其他办法难以达到护孔和堵漏目的时(特别是处理较大涌水)所采取的最可靠的办法, 对任何孔深和漏失程度以及涌水都有效, 但由于使用管材和需要停钻进行专门作业, 故多用于浅孔。较深孔段有时先采用S91 绳钻钻进至一定深度, 将钻具留在孔内作为套管, 再改用S75 绳钻钻进。

五、结语

随着科学技术的不断发展和新技术、新材料、新工艺的广泛应用，勘探机械设备的种类也更加齐全，结构更加复杂，对工程机械操作人员的要求也有新的要求。操作人员不仅要懂得工程机械的结构组成、原理、性能、掌握操作技巧，而且还要有工程机械的故障快速诊断和维修能力。因而，完善地质钻探现场设备工具、材料、仪表、仪器和工艺技术配套工作,加大对勘探技术人员的培训力度，是提高钻探经济技术效果和技术水平的重中之重。

【参考文献】

[1] 刘广志 《北京探矿机械厂的新型岩土工程钻探设备》 [J] 探矿工程 1995(02).[2] 胡少韵 唐胜利 《我所钻探设备与工艺研究的新成果及发展方向》 [J].探矿工程 1999(S1).[3]岩心钻探新技术新工艺试验报告（1984~1991）

第二篇：复杂地层岩心钻探施工技术总结

复杂地层岩心钻探施工技术总结

岩心钻探是在进行固体矿产地质勘探时经常采用的勘探手段之一。在我国，岩心钻探仍然是目前和今后相当长一段时间内地质工作者在进行地质工程勘探时，获取直观地质资料的最主要方式。本文对复杂地层特性和岩心钻探施工方法进行叙述,并就如何进行复杂地层的岩心机械钻探施工技术进行研究，进而提高钻探质量，降低勘探成本，以达到提高找矿效率的目的。

一、复杂地层分类

根据钻探施工特点及地质情况, 把复杂地层分为以下几类:(一)松散破碎地层: 主要包括松散破碎和硬、脆、碎破碎地层。较为典型的有胶结性很差的砂石和石灰岩组成的二叠纪地层, 这种地层含有大量的砂岩, 部分地区存在泥岩、砂岩和砾岩以及部分卵石。受钻具振动碰撞和泥浆冲蚀作用, 钻探钻孔易发生坍塌、漏失、超径等事故。

(二)水敏性地层: 主要包括水化松散、水化剥落、水化膨胀和水化溶蚀煤系地层。

（三)漏、涌水地层: 这类地层钻探施工护孔堵漏难度极大, 漏失分大、中、小漏;涌水地层一般涌水量为10 m3/h～50 m3/h。煤系地层硅质胶结, 灰岩多破碎, 且研磨性大, 构造裂隙较发育, 稳定性较差, 透水性强, 地下水丰富, 承压水力大, 钻孔缩径或涌水时有发生。

二、钻探方法和设备的选择

（一）钻进方法的选择《岩心钻探规程》中按岩石硬度的大小分为四类十二级: 软-可钻性4～6级、硬-可钻性10～12级;按研磨性的强弱分为三类: 弱研磨性、中研磨性、强研磨性;按完整程度分为三类: 完整、较完整、破碎。在具体施工中根据岩石可钻性、研磨性、完整程度等选择磨料和钻进方法。1～6级和部分7级岩石可选用硬质合金、金刚石、复合片钻进;4 ～12 级岩石可选用金刚石回转钻进, 7～12级岩石也可选用钢粒钻进;6～8级岩石可选用硬质合金冲击回转钻进;6～12级可选用金刚石冲击回转钻进。严格执行《岩心钻探规程》的规定是在复杂地层区提高钻探质量的保证。

（二）钻孔结构的选择

钻孔结构设计和选择直接影响到钻探效率的提高和施工成本的降低, 尤其是在复杂地层区的岩心机械钻探施工。因此, 应充分考虑地质条件、钻孔深度、终孔直径、钻进方法、护孔措施和设备情况, 并合理选择开孔直径、换径次数与深度、套管程序等。根据经验对复杂地层深孔岩心机械钻探施工一般采用Φ130 /Φ110 /Φ91 /Φ75/Φ60多径成孔, 把Φ60mm口径作为技术口径备用, 下部Φ75mm口径采用金刚石绳索取心钻进, 采用优质泥浆护孔。

（三）钻探设备的选择 应根据钻孔设计深度、钻孔设计倾角、岩层条件、钻进方法以及钻孔设计结构等, 合理地选择钻探设备。应尽量选择电动机动力机。钻探设备包括钻机型号、钻塔类型、联动型号、泥浆泵型号、拧管机型号等要配套, 严格执行《岩心钻探规程》中规定的钻探常用设备配套标准。

三、钻孔弯曲影响因素

钻孔弯曲(特别是深钻)会造成未能按设计穿过矿体或地质层位, 可能歪曲矿体产状、打丢矿体、遗漏断层或改变勘探密度等, 从而影响对矿体的评价、构造的判断和储量计算的精确程度。通常在复杂地层区岩心机械钻探施工中钻孔弯曲的主要因素是地层因素和钻探工艺因素。

四、钻探技术和冲洗液技术

（一）松散破碎地层: 由于在此地层主要采用大径钻具钻进, 增加冲洗液冲孔时的过流断面, 减少液流阻力以及冲洗液的压力激动而引起孔壁破坏;同时, 采用优质低固相冲洗液保护孔壁。在特殊孔段下入套管与技术套管的方法, 一般能保证此类地层的稳定。冲洗液各项指标以控制在下列范围为宜: 黏度18 s～25 s, 比重1.05～1.15, 失水量每30 min 小于15 mL, 泥皮厚度小于1 mm, 含砂量小于4%,pH值8～9。

(二)水敏性地层: 此类地层主要是采用钻进冲洗液护孔, 冲洗液的滤液性能和泥皮质量(或孔壁网状膜结构强度)是影响孔壁稳定的关键因素。因此, 控制钻井液失水量, 增强泥皮强度或冲洗液在孔壁所形成的高分子网状结构“胶膜”强度, 减少冲洗液中自由水的含量, 降低滤液对岩石的渗透水化和提高滤液对岩石的胶结力是至关重要的。冲洗液通常加入PHP, HPAN, CMC 等聚合物和KHM与植物胶的低固相冲洗液。冲洗液性能为: 失水量小于10 mL, 泥皮厚小于1 mm。

（三）漏、涌水地层: 这类地层在钻探施工中难度是最大的。根据岩石结构与长期施工经验, 这类地层的漏失大多由于裂隙漏失和含水量水层层位漏失与松散破碎孔隙产生的长孔段漏失。目前, 就各钻探施工中堵漏、防涌特点来看, 主要有以下几类方法:胶结堵塞法: 适用于中漏以下和较小的涌水地层。常采用浓泥浆加化学浆液加惰性材料与交联物的堵漏方法, 涌水则加入加重剂, 进行压漏作业。主要配方是浓泥浆中加入质量分数为50×10-6 的PHP, 再加入惰性材料搅拌均匀, 随着钻进可逐渐堵塞漏失通道。水泥堵漏法: 适用于中漏以上的漏失和中等的涌水地层。压力平衡法: 此方法是利用冲洗液的液柱压力平衡地层压力, 以达到孔壁稳定, 保证冲洗液能正常循环的一种方法。它适用于中漏以下及小量涌水的任何孔隙、裂隙地层, 特别是对长孔段漏失和断层裂隙漏失有效。比如在漏失地层使用泡沫泥浆, 在涌水地层使用加重泥浆等。顶漏钻进法: 这种方法多用于不便堵漏或代价太大的长孔段漏失地层。采用这种方法的条件是在孔壁失去平衡的情况下, 裸眼稳定期须能满足施工的要求;同时, 水源较近, 用水比较方便。套管隔离法: 该法是在其他办法难以达到护孔和堵漏目的时(特别是处理较大涌水)所采取的最可靠的办法, 对任何孔深和漏失程度以及涌水都有效, 但由于使用管材和需要停钻进行专门作业, 故多用于浅孔。较深孔段有时先采用S91 绳钻钻进至一定深度, 将钻具留在孔内作为套管, 再改用S75 绳钻钻进。

随着科学技术的不断发展和新技术、新材料、新工艺的广泛应用，勘探机械设备的种类也更加齐全，结构更加复杂，对工程机械操作人员的要求也有新的要求。操作人员不仅要懂得工程机械的结构组成、原理、性能、掌握操作技巧，而且还要有工程机械的故障快速诊断和维修能力。因而，完善地质钻探现场设备工具、材料、仪表、仪器和工艺技术配套工作,加大对勘探技术人员的培训力度，是提高钻探经济技术效果和技术水平的重中之重。

岩心钻探工程中的绳索取心工艺

近年来，绳索取心技术不断改进，其相对于常规钻进工艺的优越性愈加凸显出来，得以在行业中广泛应用。主要对钻探设备、钻具选择 及应用中发现的问题进行探讨。岩心钻探的钻孔由以前的 400～600m ,到最近几年的 1500～2000m , 甚至在未来的施工中还要设计更深的钻孔。1000m 左右的孔深, 对于石 油、天然气、地热等勘查和开采算不上是深孔,但是对于固体勘查的小口 4 实际钻进情况及钻探规程参数掌握 钻压:根据经验公式,P=p A 计算 ·（其中 p 按金刚石孕镶钻头单位压 力推荐表中,中硬-坚硬间选择:70～100kg/cm2;胎体外径 Φ76.5mm、内径 Φ49mm,水口数量为 10 的绳索取心钻头底面积 A 大约为 20cm2 ,钻压）径岩心钻探来说,已经算得上是深孔了。深孔的钻探施工,对于钻探设备、应该在 1400～2000kg。由某矿段上部覆盖坚硬致密的混合岩,个别段位甚 管材、钻探工艺、冲洗液，钻探规程和参数、人员操作方式等等都有不同 至出现钻头 “打滑” 现象,因此,实际钻进的钻压非常高,大约在 3000kg 左 于浅孔施工的要求。右,甚至还要高些,远远大于经验推荐值;这里存在着一种矛盾,即选择胎

钻探设备 我国正规的小口径金刚石岩心钻探设备的专业生产厂家不多,钻机 仅有张家口探矿机械厂、石家庄煤矿机械厂，连云港黄海机械厂和无锡 探矿机械厂等生产;泥浆泵仅有衡阳探矿机械厂和吉林地质勘探公司修 造厂等生产。目前,野外钻探施工应用最广泛的岩心钻机是连云港黄海机械厂生 产的 XY-4 型、其次是张家口探矿机械厂生产的 XY-5 型和 XU-1000 型。XY-4 型钻机的技术规格参数所示钻探能力为:用 Φ42 mm 钻杆可 我队以往应用的实际情况是 钻进 1000 m;用 Φ50mm 钻杆可钻进 700m。使用 Φ50mm 钻杆、采取普通单管工艺、Φ91mm 孔径,最深钻进孔深为 720m。其实,还可以继续钻进,但由于单管工艺提取岩心时每个回次都需 要升上孔内全部钻具, 不使用水刹车系统, 钻机的升降系统消耗磨损严 重,对钻机损坏相当大;使用水刹车系统,速度非常慢,效率极低,700 多 m 钻具升降一次需要

4、个 h，5 纯钻利用率极低。2004 年,由于钻探深孔需要, 为了提高钻机能力, 厂家改进了 XY-4 型钻机, 将标准配置为 30 kW 电动机改装为 45 kW 电动机。钻机的技术规格标明该型号钻机可 以安装 2000r/min、功率为 60 马力的 4100 型柴油机,60 马力相当于 44kW ,因此,选用 45 kW 的电动机不算超标。使用如此改造的钻机,采 用 Φ71mm 绳索钻杆、绳索取心工艺、Φ77mm 孔径,最深孔钻进 1000m。XY-5 型钻机的技术规格参数所示钻探能力为:用 Φ50 mm 钻杆,孔 径 Φ56mm 钻进深度为 1500 m;我队 2005 年首次使用 XY-5 型钻机,采 用 Φ71mm 绳索钻杆、绳索取心工艺、Φ77mm 孔径,最深孔钻进 836 m , 根据实际使用情况采用该设备和工艺可以钻进 1100～1200 m 的钻孔。3 钻具级配选择 前几年,由于整个岩心钻探行业的工作量偏低,我国生产配套绳索取心工艺钻探工具及管材的厂家很少,尤其是国家标准化与国际标准的接 轨等工作,笔者认为还不完善。经过到生产厂家的调研、考察,结合我单位 钻探工人的工作习惯, 我单位绳索取心工艺采用如下级配: Φ71mm 绳索取心钻杆（江西新余生产,材质 45MnMoB ,符合国家标准,按冶金 YS75 标准加工外螺纹。）Φ74mm 重索钻杆接手（按冶金 YS75 标准加工接手内螺纹,按金刚 石有限公司标准加工卡槽, 可以使用 NY-3 型拧管机和卡槽式提引器。）JS75 弹卡总成和 JS75 打捞器,为新地质标

准:DZ2.1,2.2-87;这里注意的 细节是冶金标准的接手和新地标的弹卡总成上部的短管（弹卡挡头 的）内外螺纹连接。JS75 弹卡总成由唐山金石超硬材料有限公司生产,该总 成尤其是上扩孔器的设置,笔者个人认为要比 YS 系列更趋合理,长度不 包括岩心管仅为 850mm ,使用更加方便;打捞器的长度为 1300mm。重索 Φ77mm 扩孔器和重索 Φ76.5mm 金刚石钻头,长度、螺纹和内 径均按新地标 JS 标准加工,为适应 Φ74mm 接手,扩孔器和钻头外径比 标准加厚 1.5mm。这样, 组成的钻具级配基本是钻杆和钻杆接手按冶金 YS 标准加工螺纹,弹卡挡头以下按新地标 JS 标准配备弹卡总成、打捞 器、内外管、卡簧、卡簧座、扩孔器和钻头等。“打滑” ,钻进效率极低, 体硬度大的钻头,胎体磨损慢,金刚石出露差,甚至 选择胎体软的钻头,效率明显提高,可钻头寿命又大降。较软的可钻性在 6 级左右的岩层,钻压在 2000kg 以下,进尺的速度也很快,时效可达 3m/h ,钻头的使用寿命最高可达 150m。转速:根据金刚石孕镶钻头适用转数推荐表,可知 Φ75mm 的孕镶钻 头转数在 400～850r/min 之间, 配置 1470e/min、45kW 电动机的 XY-4 型 钻机转数在 101～119r/min 之间,完全适合此钻头钻进的转数要求。实际 应用情况是采用慢 4 档即 388r/min 的时候最多, 此时 Φ76.5mm 钻头外 圆的圆周线速度是 1.55m/s,也可采用快 2 档 574r/min ,此时线速度可达 2.30m/s ,同时,由于钻杆与孔壁的环状间隙非常小,仅为 3mm ,钻杆接手 部位的间隙仅为 1.5mm ,所以必须使用润滑剂,尤其是孔深超过 300m 以 后,润滑剂更是重要,如不使用,慢 4 档也很难开动,效率十分低下;另外,过 高的转数在实际钻进中也不适合,由于岩粉沉淀不彻底,在冲洗液中循环 中被重复泵入孔内,流经钻杆时由于高速回转的离心力和钻杆壁的高温 致使岩粉结垢附着在钻杆内壁,形成 1～2mm 甚至更厚的垢质,俗称 “挂 蜡” ,这么厚的垢质足以妨碍弹卡总成和打捞矛的顺利通过,给钻探施工 造成严重不便。泵量: 根据金刚石钻进常用冲洗液量推荐表, 可知 Φ75mm 左右的孔径泵量在 40～60L/min 即可, 可见吉林产的 BWJ-125 型泵就足够用了,我队大多采用衡阳产的 BW-250 型泵,而且泵量使用偏 高，一般在 100L/min 或 120L/min 两个档位上,现场施工为了避免烧钻的 保守想法当然是尽量采取较大的泵量。大泵量对于孔底实际钻压的掌握 有较大的影响。5 工艺比较绳索取心工艺与普通单管、单动双管钻探工艺比较见表 1。表 1 绳索取心工艺与普通单管、单动双管钻探工艺比较比较项目 劳动强度 纯钻时间 综合效率 纯钻效率 普通单管 大 短 一般 高 单动双管 大 短 一般 一般 很高,完全达标 一般,可以达标 一般适应适中,比单管略高绳索取心 小 略长略高（深孔尤其明显）较低 很高,完全达标 略好,可以达标 略好于双管 很高,一般是单管 的 4 倍,甚至更高 完整层岩心采取率 高,可以达标 破碎层岩心采取率 低,很难达标 对于复杂地层适应 不太适应 相同岩层钻头寿命 6 结论及应用中存在的问题 6.1 使用加装 45kW 的 XY-型钻机、Φ71mm 绳索钻杆,采取绳索取心工 艺、Φ77mm 孔径可以钻进 900m 孔深的钻孔，并满足地质设计要求。6.2 绳索取心工艺的发展仍需继续研究和解决两对基本矛盾。即比较 薄的钻杆壁和足够强度之间的矛盾:由于要保证装有（下转 122 页）MYKJ 11 民营科技 2010 年第 7 期 实践 思考 · 浅谈复杂构造地质条件下厚煤层开采方法易方胜（萍乡市跃进煤矿，江西 萍乡 337035）摘 要： 根据多年从事采煤工作得到的经验，提出了复杂构造地质条件下厚煤层开采方法。关键词： 复杂地质： 厚煤； 滑动构造； 开采方法 引言近年来, 我国厚煤层采煤方法的改革取得了十分可喜的成绩； 可是 矿井地质构造较复杂的矿井或某些矿井地质构造复杂的采区和工作面, 采煤

方法的改革相对落后； 甚至有相当一部分地质构造较复杂、装备较 差的地方煤矿的厚煤层仍采用 “高落式” 采煤方法, 资源浪费严重。因 此, 很有必要探讨复杂地质条件下厚煤层的采煤方法, 促进构造复杂地 区厚煤层采煤方法的改革。江西省某井田层滑动构造比较发育, 规模有大有小, 多发育在煤层 与顶、底板之间, 煤层内部及其它软硬岩层的界面上, 其特征如下。1 滑动构造特征 1 断层滑动面产状变化较大。其变化最明显的是北部边界断层 F26,）浅部倾角在 70～80°;中部为 25～35°;个别地段和煤(岩 层倾角近于一）致;深部为 10～ 25°, 甚至近于水平，在剖面上呈凹面向上的铲状或梨 状。它使煤系大量缺失, 使可采煤层与奥灰之间的距离由 190m 减小到 30m。断导倾角变化大的部位正好是煤层所在位置, 深部与煤系基底 相吻合。F26 断层上盘伴生的低级序断层, 与主断层倾向相同的断层倾 角大, 相反的断层倾角小。2 断层带宽度大小不一。）小的仅数厘米,大的有几米到十多米, 滑面 附近发育碎裂岩(煤、）碎粒岩(煤、）鳞片煤、断层泥。滑动镜面、擦痕、阶步 发育。煤层中或其附近岩层中发育的一些小的滑动构造, 沿滑动面发育）一层土状软岩(煤 分层。3 滑动面上、）上盘构造不协调现象较明显。上盘构造较复杂, 常见 有揉皱、破碎等现象;而下盘相对简单, 一般仅发生压碎等现象。4 滑动构造在形成过程中, 由于岩层结构、）强度不同, 可导致构造 组合的不协调现象。一般地煤层、粘土岩、砂页岩等软弱岩表现为塑性 变形, 而砂岩、页岩等则呈脆性变形。5 滑动构造经常引起煤层顶板错乱现象, 使顶板岩石插入煤层中）或顶板岩块落入煤层中,并继续被改成长条状或透镜状。6 层滑构造在滑动过程中, 由于强大的动力作用, 引起煤层塑性流）变, 使煤层发生动力变质作用及结构破坏等物理、化学变化, 从而出现 自燃倾向的差异。测试结果表明, 粒度小的煤在 120～500℃之间氧化放 热有增加的趋势, 有利于煤炭自燃的发展, 流变层构造煤粒度小于正常 煤的粒度, 自燃倾向大于正常煤。7 滑动构造往往改造早期形成的构造,使煤厚发生变化。）2 复杂构造地质区的采煤方法研究 1 轻型综采放顶煤）轻型综采放顶煤与综采放顶煤的实质性差别在于支架的不同。目前 应用于综放工作面的液压支架单架重量较重, 而轻型综采放顶煤液压 支架单架重量较轻, 并要求其具备综放支架的推移溜、移架、临时支护、防倒、防漏、导向、放顶煤等功能。经过近几年综放工作面的矿压观测，发 现放顶煤工作面周期来压显现较弱, 综采支架的实测初撑力和工作阻 力与额定值相差较大, 有较大的余量； 并由于简易支架放顶煤实践的成 功, 更说明轻型综采放顶煤在非坚硬顶板条件下的厚煤层中应用完全 可行； 而且具有投资少、运输安装方便、对复杂地质构造的适应性好于综 采放顶煤。在构造复杂地区厚煤层及中型矿井厚煤层中应积极推广使用 该工艺。2 简易支架放顶煤）我国研制出滑移顶梁及悬移顶梁支架, 用于放顶煤工作面, 在国有 地方煤矿得到了较为广泛的应用, 对我国地方煤矿厚煤层采煤方法改 革起到了推动作用。由于这类支架便于拆装, 有利于在复杂地质条件下 应用； 该矿于年初开始使用滑移顶梁支架放顶煤, 到年底,先后在多个工 作面使用, 并对这些工作面进行了矿压观测。3 分层开采与放顶煤开采）分层开采是厚煤层传统的采煤方法之一, 具有回收率高、煤质好的 优点, 也存在着送巷多、成本高、工效低等缺点, 特别是分层工作面中最 上层与底分层工作面对地质构造的适应性差。放顶煤采煤具有送巷少、效率高、经济效益好的优点, 对不稳定厚煤层及构造复杂地区的厚煤层 煤层硬度及 有独特的优势。当然, 放顶煤开采工艺也要受到煤层厚度、层理裂隙发育程度、煤层夹研厚度、顶板坚硬程

度等因素的制约, 影响 着厚煤层是否可以合理地进行放顶煤开采。工作面使用相似设备条件 下, 放顶煤采煤比分层开采对复杂地质构造的适应性强。总之，选择厚煤层特别是构造复杂地区的厚煤层的采煤方法要综合 考虑煤层厚度，构造复杂程度，煤层硬度及层理裂隙发育程度，顶底板状 况，矿井生产能力及技术装备水平等因素； 从而确定技术上可行, 并能 保证资源回收, 经济上合理, 安全上可靠的采煤方法。对于顶煤可放性 差的厚煤层, 只能采用分层开采。对于顶煤具有可放性及其它条件适宜 的厚煤层, 应优先选择放顶煤开采。对于技术及装备水平较好的大中型 矿井, 应该发展综采和轻型综采放顶煤, 充分发挥其技术优势。对于大 中型矿井中地质构造复杂的小块段及边角煤, 应该考虑采用适应性强、灵活性好的简易支架放顶煤和单体支柱长钢梁放顶煤工艺。3 结束语 我们对该煤矿进行了探测，经过研究发现，不同放顶煤工艺及其对 复杂地质构造的适应性不同，因此需要根据不同的情况采取相应的措 施。只有这样才能更好的开采复杂构造地质条件下的厚煤层。（上接 11 页）岩心的内管顺利通过、同时,金刚石钻头胎体唇面不能 卸钻杆时,因为孔内钻杆柱自重很大,致使垫叉开口磨损严重,拧卸时垫 叉要在拧管机的井口圈内旋转 1/4 圈左右,然后卡住拧管,突然卡住时,应 该平行接触的钻杆接手卡槽和垫叉切口此时有小的夹角,即垫叉冲击钻 杆接手,时间长、次数多、致使接手内壁向里凹陷内径变小,情况严重的内 管和打捞矛难以通过。6.5 钻杆内壁结垢技术难点突出： 无法满足金刚石钻进高转速的要求，钻杆内壁结垢严重影响打捞总成的上下作业，主要与地质情况和冲洗液 中的固相含量有关。如何结合钻场实际情况选择冲洗液的类型是关键技 术所在。太厚而降低纯钻效率,要求钻杆的壁厚不能太厚,较薄的壁厚还要保证足 抗弯、抗压及抗疲劳破坏强度,因此需要在钻杆材质上继续研 够的抗扭、究;比较厚的钻头和较高纯钻效率要求的矛盾:由于双层岩心管的存在, 势必造成金刚石钻头胎体唇面比较厚的实际情况,厚的唇面需要较大的 钻压,同时纯钻效率偏低,因此需要在金刚石钻头胎体唇面的形状和形式 上继续投入研究。6.3 6.4 深孔钻进机械设备、钻杆及钻杆接手螺纹连接等多方面的强度校 实际施工中,钻杆接手使用寿命偏低,主要原因在于使用拧管机拧 核,不仅是经验方面的定性结论,还需要材料力学上定量的数值计算。

第三篇：浅析岩心钻探技术

浅析岩心钻探技术

发布时间：2013-04-18 11:44所属分类：理工论文浏览：1 184次加入收藏 在过去的多年中，我国的地质钻探行业为地质找矿和经济建设做出了巨大贡献，地质钻探技术也在此过程中得到了很大发展。危机矿山接替资源勘查工作的启动，对钻探技术提出了更高的要求，本文就岩心钻探技术的发展和国内岩心钻探最新技术进行简要介绍，并深入探讨

摘要：在过去的多年中，我国的地质钻探行业为地质找矿和经济建设做出了巨大贡献，地质钻探技术也在此过程中得到了很大发展。危机矿山接替资源勘查工作的启动，对钻探技术提出了更高的要求，本文就岩心钻探技术的发展和国内岩心钻探最新技术进行简要介绍，并深入探讨 岩心钻探冲洗液的应用。

关键词：岩心钻探 发展 技术 冲洗液

Abstract: In past years, China's geological drilling industry for geological prospecting and economic construction has made great contributions to geological drilling technology also has been great development.This paper provide a brief introduction to the latest technology development and national core drilling, core drilling techniques, and depth of core drilling fluid of application.Key words: core drilling;development;technology;lavage

中图分类号：P634.6 文献标识码：A 文章编号：

地质钻探技术的发展概况

从建国初期到2006年，我国的地质岩心钻探取得了十分显著的成就，相应的工程地质钻探技术也取得了长足的进步。从技术上讲，它一般受到以岩石破碎机理及理论、相关领域科学技术的发展、社会的进步与时代的需求这三个方面的影响。

新中国1949年成立后的10年，是工程地质钻探技术的创建与起步阶段，开发的新技术及应用的新技术主要体现在：中硬以上岩层使用铁砂钻进，中岩以下岩层使用硬质合金钻进；在地质的覆盖层和围岩中采用无岩心钻具，创造并采用了多种取心钻具；研究推广了优质泥浆护孔技术；开展了砂矿钻探和利用矿区的地层规律进行定向钻孔技术。这期间的生产效率逐步提高，完成的工程量随建国初期的建设高潮而达到1500万米。

20世纪60-70年代，这是在十分困难的条件下进行工作，开发的钻探新技术有：使用新工艺开发出金钢石钻进；研制成功液压冲击回转钻具；采用水力反循环工艺进行连续取心试验并取得成功；金钢石钻头制造技术取得重大突破，人造金钢石钻头问世并在全国进行推广；液压冲击器开始用于生产。这期间完成的地质岩心的钻探量达到6 000万米，在艰难的条件下取得十分显著的成绩。

伴随我国的改革开放，80年代是钻探技术空前发展时期，钻探技术的进步主要有：大面积推广金钢石钻进工艺；定向钻取得成功应用；采用地压平衡等多项技术，突破了高温地热井的难题；一批钻探工艺及钻具制造技术取得突破；水域钻探技术有了长足的进步；创造并积累了盐湖钻探的经验；钻探技术拓展到岩土钻掘相关领域。这期间完成的地质岩心的钻探量达到2 400万米。

90年代地质矿产勘查任务随着市场经济驱动有较大调整，侧重紧缺与稀贵矿产重点勘探，钻探质量要求越来越高，工作量连年下降至每年数十万米，技术和工艺的明显进步有：金钢石钻进、绳索取心与冲击回转钻进成为常规钻进技术；多工艺空气钻进、高精度定向孔技术成功应用；中低温地热钻探开发效果显著；完成许多岩土钻掘、基础工程与地质灾害的高难工程；研究开发了非开挖铺设地下管线的技术；微机监测与控制系统在钻探生产中取得成效，科学钻探已经起步。这期间完成的地质岩心的钻探量达到500万米，虽然总量上减少，但对钻探质量的要求与日俱增。

2国内岩心钻探技术的讨论

2.1金刚石绳索取心技术

绳索取心(WL)钻探技术被称为钻探技术第一次革命，已有近60年的推广应用历史。在全球地质找矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术。自上世纪70年代中期我国开始推广应用，但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距，利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的30%。国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题，不能满足1000米以深钻孔的需要。而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的普通钻杆来完成钻孔取心作业，这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。例如Φ89mm钻杆+Φ75mm型绳索取心钻具+Φ94mm钻头的钻具组合。

金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心技术应用于深部找矿的另一个原因。自上世纪60年代开始研究，70年代开始推广金刚石钻探技术以来，我国金刚石钻头制造水平有了很大提高，但是其使用效果与国外仍存在较大差距。虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的攻关研究，制造了一些聚晶、复合片产品，但其性能也远远赶不上国际水平。这就使得国内金刚石钻头钻进寿命短、效率偏低。据调查，我国的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40米。

2.2液动冲击回转钻进技术

勘探技术研究所于上世纪60年代开始此项技术的研究，经过几十年的开发、改进，已经形成不同用途、多种规格的系列液动冲击器。特别是YZX127型液动潜孔锤在2006年完工的中国大陆科钻一井施工中创下了总进尺4038.88m、平均小时效率1.13m、平均回次长度6.31m的好成绩。但是在普通钻探生产条件下，由于泥浆固控系统还停留在传统的泥浆池加循环槽让岩粉自然沉淀的水平，在钻进过程中泥浆固相含量较高，导致液动潜孔锤内的零件频繁卡死，工作寿命大幅度降低，从而导致提钻频繁。在推广过程中，其优点虽为大家所认识和接受，但是实际应用却较少。

2.3空气泡沫钻探技术

该技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目，由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程。由于其后正值地质钻探工作量锐减，而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此其推广应用处于停滞状态。

3深入探讨岩心钻探中冲洗液的应用

3.1冲洗液的分类

在进行钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质主要功能是冷却钻头、排出岩屑、保护孔壁等。按介质的成分不同可分为“清水钻孔冲洗液”、“泥浆钻孔冲洗液”、“泡沫钻孔冲洗液”等。随着科学技术的发展，岩心钻探用的冲洗介质的种类越来越多，大致以下三类：液态冲洗介质（简称冲洗液），是以水和油为主体的冲洗介质。包括清水（淡水）、盐类饱和溶液、乳状液、泥浆等散种； 气态冲洗介质，是以空气为主体的冲洗介质，包括干空气和雾化气体等； 其他类型的冲洗介质，如粘性泡沫和充气泥浆等。这些虽然是液态和气态冲洗介质的演进，但其功能和作用机理又区别于液态和气态冲洗介质，成为一种新型的冲洗介质。各种冲洗介质各有自身的特性和适应范围，因此在应用中要根据地层情况、钻进工艺要求和经济效果与可能性来选。其中第一类在我国岩心钻探应用较广泛，其他两类目前尚处在研究试验阶段。

3.2在岩心钻探中的功用

在岩心钻探中，要保证优质快速安全钻进，正确地选择，使用冲洗液起着十分重要的作用，因此冲洗液被称为钻进过程中的“血液”。其功用如下：

（1）.清洗孔底，悬浮和携带岩粉

钻进过程中，钻头不断地破碎孔底岩石，延深钻孔，与此同时孔底会产生大量的岩粉、岩屑，借循环着的冲洗液，将钻头破碎的岩粉、岩屑及时地携带到地表，以保持孔底清洁；当冲洗液中断时，利用冲洗液本身的一定性能（如触变性），将岩粉悬浮起来，防止岩粉迅速沉淀造成埋钻事故。

（2）冷却钻头，提高钻头使用寿命

钻进中，孔底钻头破碎岩石消耗的有效功，只占传到孔底的机械功的很小一部分，绝大多数的机械功作用于与岩石的摩擦，转化为热，因此孔底钻头温升较高。尤其是金刚石钻进，其钻头温升可达到二、三百度，如果得不到及时冷却，将会造成烧钻（即金刚石碳化）。或过早磨损，所以钻进过程中，借循环着的冲洗液将其热量带走，从而冷却钻头，达到延长钻头使用寿命之目的。

(3)润滑钻头和钻具，减弱钻具震动

钻进过程中，尤其金刚石钻进中，使用加润滑剂的乳化冲洗液，它可以减小钻头和孔底岩石、钻具和孔壁间的摩擦阻力和有效地减弱钻具高转速回转时震动及减轻钻机动力机等的负荷，使钻头工作平稳。

(4)形成泥皮，保护孔壁

钻进过程中利用冲洗液本身的性能，在孔壁上形成薄而致密的泥皮，防止孔壁坍塌、掉块；调节冲洗液的比重，可以防止涌水、漏失、井喷等事故。同时，某些冲洗液对不稳定的和水敏性的地层还有抑制的作用，有效地防止孔壁的膨胀、坍塌。

（5）输送岩心

反循环连续取心钻进时，利用冲洗液作介质，连续地通过钻杆柱向地面输送岩心，这种方法取得的岩心，代表性好，层次确切。

（6）采用涡轮钻、螺杆钻及冲击回转钻等时，冲洗液是传递动力的工作介质。

3.3使用方式

钻进过程中，根据冲洗液的循环路径不同，有以下三种循环方式：

(1)正循环：冲洗液由泥浆泵经由高压胶管和钻具内孔送至孔底。然后通过钻头底端经由钻具和孔壁之间的环状间隙返回地面；

(2)反循环：冲洗液由泥浆泵吸取后，所经的路线是正循环的逆向。

(3)孔底反循环：冲洗液 由泥浆泵经由高压胶管送入钻杆内，再经特制的孔底反循环钻具（或接头），使一部分冲洗液沿钻杆与孔壁间的环状间隙返回地表；另一部分冲洗液，由于特制反循环钻具（或接头）的抽吸作用而吸入孔底，经钻头到岩心管、钻杆内，到特制反循环钻具（或接头）处，经特制反循环钻具（或接头）的分水眼，一部分冲洗液随送入的冲洗液返回地表，另一部分随送入的冲洗液吸入孔底。如此来回循环，使之达到冲洗钻孔的目的。

参考文献

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2.王年友, 谢文卫, 冯起赠, 等.绳索取心钻探技术的新发展 [ J].探矿工程(岩土钻掘工程)，3.邢运涛, 巫相辉, 胡春跃, 等.SD-KP 冲洗液在河北承德超深孔中的应[ J].探矿工程(岩土钻掘工程)

第四篇：钻探施工技术要求

广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻探施工技术要求

广州市轨道交通六号线工程B标段

初步勘察阶段岩土工程勘察

钻 探 施 工 要 求

一、工程概况

广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察里程范围为如意坊站至东湖站，里程YAK7+061～YAK13+603，总长6542m，设计方案全为地下线。

钻孔坐标详见附表，钻孔位置见附图“广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻孔布置平面图”及“广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻孔布置平面图”

二、探孔的深度的确定

1、钻孔终孔条件：

（1）钻进至现线路结构面之下10m，或进入连续中、微风化带5m，同时要求钻孔深度不小于35m。

（2）如未能满足以上终孔要求，则应继续钻进，当钻孔深度超过50m仍未达到要求时，应报勘察总体、设计总体，视工程需要和岩土条件由业主与设计总体单位共同研究确定深度。

2、钻探进程控制

钻进过程中没回次进尺控制在2.0～3.0m，所有钻孔均应进行标准贯入试验，试验深度间距2.0m左右，技术孔采取原状样，采用间距2.0m左右，部分波速测试孔中在岩层位置采取岩样，用作岩块波速测试实验。

三、钻探具体要求

1、必须严格按测量工程师测放的孔位施工，不得擅自移动孔位。

2、用钻机开孔之后，对可能存在地下管线的钻孔，各机台必需先用洛阳铲挖至地下深度不小于3m并确定无管线后，才可用钻机钻进。

3、在钻探过程中，如遇不明障碍物，钻机出现异常情况，必须立即停机并通知现场管理人员或技术人员，在同意后，并不违背技术要求的前提下，挪动孔位。重新探测（仪器探测、人工探测）和调查后，方可开钻。

4、在软土或砂土钻探时，如有缩孔、塌孔等异常现象，应立即作好详细、准确的记录，并采取适合的护壁措施。记录的内容有：缩孔、塌孔起止位置深度、严重程度等。

5、每个钻孔都必须测定地下水的初见水位和稳定水位，包括水上钻孔。

广东有色工程勘察设计院 16、钻探完毕后，必须用水泥进行全孔封孔，恢复原质地面。封孔原则：封孔水泥浆按水灰比1：0.5～0.6制作，即按每包水泥封孔5～6m计算，封孔时必须先将钻杆放至钻孔底，直至有水泥浆从孔口溢出时才将钻杆提出，提出钻杆后再将孔口填满，捣实。

7、岩芯按箱摆放整齐,并覆盖彩条布遮挡，严禁岩芯暴露在空气中日晒雨淋。未经现场技术人员编录、拍照的岩芯按箱必须摆放在不影响行人、车辆行走的地方。

8、钻探岩芯经技术人员及有关方面观察拍照后，按现场管理人员或技术人员的要求保留代表性的岩芯，其余经技术人员编录，拍照后的岩芯需装袋放于指定地方。

对有特殊地质现象（如断层、破碎带、溶洞等）的钻孔及本区间有代表性的一个鉴别孔岩芯必须保留。

9、对采取原状土样的钻孔（技术孔），土层钻进口径不得小于110mm，钻孔终孔孔径不得小于91mm。原状土样必须使用取土器采取，软土层三轴试验样必须用薄壁取土器采取，土样立即进行胶封并及时封腊，取样至封腊之间的时间间隔不得超过2小时。岩土样采取封腊后应放置在阴凉处，岩芯照相时可以空样盒放置于取样处代替。

10、采取率：完整岩层岩芯采取率不宜小于80%；全、强风化岩层采取率不宜小于70%；破碎岩层的岩芯采取率不宜小于65%；砂层土采取率不低于65%；淤泥、粘性土层、粉土层采取率不低于80%。

11、回次进尺：一般在粘性土和粉土中钻进时，回次进尺不应超过钻具的有效长度，并不宜超过2.5m；在砂土及碎石土中钻进，应控制进尺和提钻速度，以确保分层与描述要求。当采用双管钻进、能保证有效采取土样时，回次进尺宜控制在1.0～1.5 m。

12、钻进中应做好钻进记录工作。及时记录回水颜色、水量变化、钻探感应、钻进速度、缩径、塌孔、涌砂、掉钻、钻进事故、地下水初见水位及稳定水位、含水层顶底板位置等。钻孔原始记录应真实、整洁、齐全。

13、样品采取（1）岩、土样的采取

① 岩土样一般应在技术孔中采取。如因各种原因，未能在技术孔中取得试样，必须在邻近鉴别孔中的相应层位补充采取，取样间隔一般为2.0～2.5m 左右。

② 在厚度大于2m的各类粘性土层、厚度小于2m且分布范围较广的特殊土层以及全风化层中，应采取不扰动样。

③ 软土特殊试验样品应采用薄壁取土器取不扰动样，采用快速连续静力压入法，取样样品采好后必须直立放置，并放于阴凉处；常规样品应采用常规取土器取不扰动样。

⑤ 在标贯芯样中采取颗粒分析试样，用于测试标贯位置砂土的粘粒含量。（2）地下水样的采取

抽水钻孔需分层采取水样；在勘察孔中采取混合水样；地表水样在河中采取。取水样容器应用取样目标水彻底清洗；采取水样的深度宜在水面0.5m以下。每个水样为2瓶，分别不得少于750ml和500ml。后一瓶水样应立即加入2～3g大理石粉。

14、标准贯入试验

（1）根据总体技术要求，在本次勘察阶段的全部钻孔均必须进行标准贯入试验，试验间距2.0m左右，标贯小土芯必须放入岩芯箱内；照相后，用塑料袋将松散～稍密状淤泥质粉细砂、粉细砂、中砂层的标贯小土芯封装作试样,取样深度应在孔深20m以上。

（2）用于标准贯入试验的标贯器必须满足下列的要求

① 标准贯入器外形强制性指标的误差不得大于0.3mm；贯入靴不得有明显的卷

刃或缺口；对开半圆管必须平直、接缝紧密，不得有肉眼可观察到的弯曲和开缝。同时应保证出水孔畅通。如不满足上述任何条件，该标准贯入器应予以报废，不得再予以使用。

② 必须对所使用触探杆逐一进行检查和校直，不得有肉眼可以观察到的弯曲。③ 穿心锤的重量必须符合规范要求的63.5公斤，并带有自动脱钩装置。制动

脱钩的位置标定必须得到地质编录人员的检查和认定。严禁使用其他不标准的落锤。

④ 安装标准贯入器、触探杆和穿心锤杆时，必须用管钳逐节锁紧，不得有松

动现象。

⑤ 试验时，必须保证触探杆、穿心锤杆的垂直度，落锤顺畅，穿心锤杆顶端的摆动幅度不得大于15cm。

⑥ 当标贯击数大于50击且进尺小于30cm的风化岩层中，可终止试验，记录

此时的贯入深度。

15、文明施工措施

（1）在乡镇街道、道路施工时，钻机作业的周围应设置有明显的标志和警示牌，夜间要有警示灯。作业范围内不乱倒垃圾、污泥，不乱扔废弃物，作业现场要做到工完场清，并及时按要求用水泥封堵钻孔，保持场容整洁。

（2）在河涌上施工，必须满足航道管理部门有关水上安全文明施工的要求。（3）位于居民区、市区的钻探施工中，从钻机排出的泥浆，采用就地挖沉淀池沉

孔完成后，在用车装走，并回填沉淀池。

（4）遵守职业道德和社会公德，爱护花草树木和市政设施，不准损坏、危害环境和公用设施。

（5）做好防传染性疾病的预防工作，杜绝各类染性疾病的发生。（6）由于不文明施工引发的问题，现场工人应负主要责任。

16、安全施工措施(1)个人保护规程

进入钻探现场必须戴好安全帽，不准赤脚、穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋和易滑鞋上班作业。由于不少作业地段位于乡镇街道、交通通道和居民区之中，来往人员和车辆较多，特别注意交通安全。对于占道施工时，必须挂上醒目的安全标志牌（灯具），并派专人监护，以提醒过往人员。

(2)钻机安全操作规程

①必须按照钻机的使用说明书正确进行钻机组装。

②开机检验钻机运转时，立轴必须处于垂直状态，钻具悬挂离开地面。

升降钻具、强拉、打吊锤等高危险操作时间，要在明显的位置挂出显眼的标志，派出专门人员观察周边情况，预防无关人员进入现场

③钻机的电机或柴油机的旋转方向要正确，如方向相反，易使联结螺栓脱落。④为保证安全，钻机的外露转动部位必须装上安全栏杆。

⑤随时密切观测钻塔和天梁、天车的安全，定时检查。如松脱或损坏，必须立刻处理，不的盲目作业。

6)对钻机应进行定期的保养和维修。

17、查验岩面深度和钻孔深度

为了严格控制钻探资料质量，要求对所有钻孔进行中、微风化岩面和终孔深度验证，并作好记录。

量钻杆格式(其中的数值为示意，量完钻杆后需要技术员签名确认)

立轴 余尺岩芯

岩面4.10-3.13 2.03 4.43 4.43 4.42 4.80 4.83-1.20 39.90 技术员 日期

立轴 余尺日期

孔深 4.10-2.20 2.03 3.08 3.40 4.43 4.42 4.80 4.83 3.05 49.98 技术员

广东有色工程勘察设计院

2005年1月19日

第五篇：钻探施工技术要求

广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻探施工技术要求

广州市轨道交通六号线工程B标段 初步勘察阶段岩土工程勘察 钻 探 施 工 要 求

一、工程概况

广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察里程范围为如意坊站至东湖站，里程YAK7+061～YAK13+603，总长6542m，设计方案全为地下线。

钻孔坐标详见附表，钻孔位置见附图“广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻孔布置平面图”及“广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻孔布置平面图”

二、探孔的深度的确定

1、钻孔终孔条件：

（1）钻进至现线路结构面之下10m，或进入连续中、微风化带5m，同时要求钻孔深度不小于35m。

（2）如未能满足以上终孔要求，则应继续钻进，当钻孔深度超过50m仍未达到要求时，应报勘察总体、设计总体，视工程需要和岩土条件由业主与设计总体单位共同研究确定深度。

2、钻探进程控制

钻进过程中没回次进尺控制在2.0～3.0m，所有钻孔均应进行标准贯入试验，试验深度间距2.0m左右，技术孔采取原状样，采用间距2.0m左右，部分波速测试孔中在岩层位置采取岩样，用作岩块波速测试实验。

三、钻探具体要求

1、必须严格按测量工程师测放的孔位施工，不得擅自移动孔位。

2、用钻机开孔之后，对可能存在地下管线的钻孔，各机台必需先用洛阳铲挖至地下深度不小于3m并确定无管线后，才可用钻机钻进。

3、在钻探过程中，如遇不明障碍物，钻机出现异常情况，必须立即停机并通知现场管理人员或技术人员，在同意后，并不违背技术要求的前提下，挪动孔位。重新探测（仪器探测、人工探测）和调查后，方可开钻。

4、在软土或砂土钻探时，如有缩孔、塌孔等异常现象，应立即作好详细、准确的记录，并采取适合的护壁措施。记录的内容有：缩孔、塌孔起止位置深度、严重程度等。

5、每个钻孔都必须测定地下水的初见水位和稳定水位，包括水上钻孔。

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6、钻探完毕后，必须用水泥进行全孔封孔，恢复原质地面。封孔原则：封孔水泥浆按水灰比1：0.5～0.6制作，即按每包水泥封孔5～6m计算，封孔时必须先将钻杆放至钻孔底，直至有水泥浆从孔口溢出时才将钻杆提出，提出钻杆后再将孔口填满，捣实。

7、岩芯按箱摆放整齐,并覆盖彩条布遮挡，严禁岩芯暴露在空气中日晒雨淋。未经现场技术人员编录、拍照的岩芯按箱必须摆放在不影响行人、车辆行走的地方。

8、钻探岩芯经技术人员及有关方面观察拍照后，按现场管理人员或技术人员的要求保留代表性的岩芯，其余经技术人员编录，拍照后的岩芯需装袋放于指定地方。

对有特殊地质现象（如断层、破碎带、溶洞等）的钻孔及本区间有代表性的一个鉴别孔岩芯必须保留。

9、对采取原状土样的钻孔（技术孔），土层钻进口径不得小于110mm，钻孔终孔孔径不得小于91mm。原状土样必须使用取土器采取，软土层三轴试验样必须用薄壁取土器采取，土样立即进行胶封并及时封腊，取样至封腊之间的时间间隔不得超过2小时。岩土样采取封腊后应放置在阴凉处，岩芯照相时可以空样盒放置于取样处代替。

10、采取率：完整岩层岩芯采取率不宜小于80%；全、强风化岩层采取率不宜小于70%；破碎岩层的岩芯采取率不宜小于65%；砂层土采取率不低于65%；淤泥、粘性土层、粉土层采取率不低于80%。

11、回次进尺：一般在粘性土和粉土中钻进时，回次进尺不应超过钻具的有效长度，并不宜超过2.5m；在砂土及碎石土中钻进，应控制进尺和提钻速度，以确保分层与描述要求。当采用双管钻进、能保证有效采取土样时，回次进尺宜控制在1.0～1.5 m。

12、钻进中应做好钻进记录工作。及时记录回水颜色、水量变化、钻探感应、钻进速度、缩径、塌孔、涌砂、掉钻、钻进事故、地下水初见水位及稳定水位、含水层顶底板位置等。钻孔原始记录应真实、整洁、齐全。

13、样品采取（1）岩、土样的采取

① 岩土样一般应在技术孔中采取。如因各种原因，未能在技术孔中取得试样，必须在邻近鉴别孔中的相应层位补充采取，取样间隔一般为2.0～2.5m 左右。

② 在厚度大于2m的各类粘性土层、厚度小于2m且分布范围较广的特殊土层以及全风化层中，应采取不扰动样。

③ 软土特殊试验样品应采用薄壁取土器取不扰动样，采用快速连续静力压入法，取样样品采好后必须直立放置，并放于阴凉处；常规样品应采用常规取土器取不扰动样。

④ 在强风化、中等风化、微风化岩层中采取岩样,及时密封。

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⑤ 在标贯芯样中采取颗粒分析试样，用于测试标贯位置砂土的粘粒含量。（2）地下水样的采取

抽水钻孔需分层采取水样；在勘察孔中采取混合水样；地表水样在河中采取。取水样容器应用取样目标水彻底清洗；采取水样的深度宜在水面0.5m以下。每个水样为2瓶，分别不得少于750ml和500ml。后一瓶水样应立即加入2～3g大理石粉。

14、标准贯入试验

（1）根据总体技术要求，在本次勘察阶段的全部钻孔均必须进行标准贯入试验，试验间距2.0m左右，标贯小土芯必须放入岩芯箱内；照相后，用塑料袋将松散～稍密状淤泥质粉细砂、粉细砂、中砂层的标贯小土芯封装作试样,取样深度应在孔深20m以上。

（2）用于标准贯入试验的标贯器必须满足下列的要求

① 标准贯入器外形强制性指标的误差不得大于0.3mm；贯入靴不得有明显的卷刃或缺口；对开半圆管必须平直、接缝紧密，不得有肉眼可观察到的弯曲和开缝。同时应保证出水孔畅通。如不满足上述任何条件，该标准贯入器应予以报废，不得再予以使用。

② 必须对所使用触探杆逐一进行检查和校直，不得有肉眼可以观察到的弯曲。③ 穿心锤的重量必须符合规范要求的63.5公斤，并带有自动脱钩装置。制动脱钩的位置标定必须得到地质编录人员的检查和认定。严禁使用其他不标准的落锤。

④ 安装标准贯入器、触探杆和穿心锤杆时，必须用管钳逐节锁紧，不得有松动现象。

⑤ 试验时，必须保证触探杆、穿心锤杆的垂直度，落锤顺畅，穿心锤杆顶端的摆动幅度不得大于15cm。

⑥ 当标贯击数大于50击且进尺小于30cm的风化岩层中，可终止试验，记录此时的贯入深度。

15、文明施工措施

（1）在乡镇街道、道路施工时，钻机作业的周围应设置有明显的标志和警示牌，夜间要有警示灯。作业范围内不乱倒垃圾、污泥，不乱扔废弃物，作业现场要做到工完场清，并及时按要求用水泥封堵钻孔，保持场容整洁。

（2）在河涌上施工，必须满足航道管理部门有关水上安全文明施工的要求。（3）位于居民区、市区的钻探施工中，从钻机排出的泥浆，采用就地挖沉淀池沉淀，经沉淀后，澄出的清水供循环使用，减小排放量。把不能重复使用的浓浆，待该钻广东有色工程勘察设计院 广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻探施工技术要求

孔完成后，在用车装走，并回填沉淀池。

（4）遵守职业道德和社会公德，爱护花草树木和市政设施，不准损坏、危害环境和公用设施。

（5）做好防传染性疾病的预防工作，杜绝各类染性疾病的发生。（6）由于不文明施工引发的问题，现场工人应负主要责任。

16、安全施工措施(1)个人保护规程

进入钻探现场必须戴好安全帽，不准赤脚、穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋和易滑鞋上班作业。由于不少作业地段位于乡镇街道、交通通道和居民区之中，来往人员和车辆较多，特别注意交通安全。对于占道施工时，必须挂上醒目的安全标志牌（灯具），并派专人监护，以提醒过往人员。

(2)钻机安全操作规程

①必须按照钻机的使用说明书正确进行钻机组装。

②开机检验钻机运转时，立轴必须处于垂直状态，钻具悬挂离开地面。

升降钻具、强拉、打吊锤等高危险操作时间，要在明显的位置挂出显眼的标志，派出专门人员观察周边情况，预防无关人员进入现场

③钻机的电机或柴油机的旋转方向要正确，如方向相反，易使联结螺栓脱落。④为保证安全，钻机的外露转动部位必须装上安全栏杆。

⑤随时密切观测钻塔和天梁、天车的安全，定时检查。如松脱或损坏，必须立刻处理，不的盲目作业。

6)对钻机应进行定期的保养和维修。

17、查验岩面深度和钻孔深度

为了严格控制钻探资料质量，要求对所有钻孔进行中、微风化岩面和终孔深度验证，并作好记录。

量钻杆格式(其中的数值为示意，量完钻杆后需要技术员签名确认)

广东有色工程勘察设计院 4 广州市轨道交通六号线工程B标段初步勘察阶段岩土工程勘察钻探施工技术要求

立轴 余尺

岩芯

岩面

4.10-3.13 2.03 4.43 4.43 4.42 4.80 4.83-1.20 39.90 技术员 日期

立轴 余尺

日期

孔深 4.10-2.20 2.03 3.08 3.40 4.43 4.42 4.80 4.83 3.05 49.98 技术员

广东有色工程勘察设计院

2005年1月19日

广东有色工程勘察设计院 5