钻探技术参数

钻探技术参数 钻压 钻压选择：

a) 钻进节理发育岩石和产状陡立、松散破碎、软硬互层、强研磨性等地层及钻孔弯曲、超径的情况下，应适当减压；

b) 经初磨的新钻头，采用正常钻压可获得高钻速。钻进中随着金刚石磨钝，钻速下降，应逐渐平稳增大钻压。

绳索取心钻头比普通双管钻头钻压稍大，见表

表表20 不同规格钻头适用钻压 单位为千牛

表格 转速

转速选择：

a) 钻进坚硬弱研磨性地层、裂隙破碎地层、软硬互层及产状陡立易斜地层时，应适当降低转速；在软岩层中钻进，亦应限制转速；

b) 钻孔结构和钻具级配要合理，钻杆与孔壁间隙小，适于采用高转速。钻孔结构复杂，换径多，环状间隙大，钻具回转的稳定性差，不宜开高转速。

转速范围见表。

表 绳索取心钻探适用转速 单位为转每分

表格

泵量

泵量选择：

a)钻进坚硬、颗粒细的岩层，钻速低，岩粉少，泵量可小些；钻进软及中硬岩层，钻速高，岩粉多，泵量应大些。钻进裂隙，有轻微漏失地层，泵量应稍大于正常情况。钻进研磨性强的岩层，泵量可增大；

b)应保持上返流速为0.5m/s～1.5m/s。表镶钻头采用的泵量应比孕镶钻头稍小。

孕镶钻头泵量范围见表

表 不同规格孕镶钻头泵量 单位为升每分

表格

泥浆钻进操作要求

a) 提下钻应先取出内管总成； b) 控制提下钻速度；

c) 提钻和打捞内管时，应向孔内回灌冲洗液；

d) 采用冲洗液压送内管时，泵量不宜过大。 钻杆内壁结垢防治措施

a) 在不降低钻速的条件下，尽量降低钻具转速；

b) 应采用固相控制措施，以清除占90%左右大于20μm粒度的固相颗粒；

c) 结垢已经影响打捞时，在提钻前半小时采用稀释原浆循环，冲刷泥垢，增大流动通径；或者先提出上部结垢严重的钻杆再下打捞器；

d) 使用防止结垢的专用冲洗液。

冲击回转钻探

技术特点和适用条件

坚硬、破碎地层液动冲击回转钻进，可减轻岩心堵塞，增加回次进尺，提高机械钻速。

冲击回转钻进通常可减缓钻孔弯曲。绳索取心液动冲击回转钻进还可减轻绳索取心钻杆内壁结垢现象。

硬质合金液动冲击回转钻进适合于可钻性级别5～6级和部分7级岩层。 金刚石液动冲击回转钻进适用于可钻性级别6～12级。在坚硬、致密的“打滑”岩层应用液动冲击回转钻进，可缓解金刚石钻头“打滑”问题。

液动冲击器类型

液动冲击器按照作用原理分为阀式正作用液动冲击器、阀式反作用液动冲击器、阀式双作用液动冲击器。阀式双作用液动冲击器主要有压差式、射流式、射吸式和复合式等类型。 9.2.2

液动冲击器可与绳索取心钻具配套组成金刚石绳索取心液动冲击器。 9.2.3

应根据钻进方法、钻孔深度、钻孔直径、岩石可钻性和破碎程度以及冲洗介质类型等合理选用液动冲击器。硬质合金冲击回转钻进宜选用低频高功型冲击器，金刚石冲击回转钻进宜选用高频低功型冲击器。

钻探设备及附属装置的选择

应选择转速调节范围较大、钻压控制精度较高的岩心钻机。进行硬质合金液动冲击回转钻进时，钻机的最低转速不高于40r/min。

应选择泵压较大（4MPa～6MPa）、泵量可调的泥浆泵。泥浆泵应配抗震压力表。

应配用心轴通孔直径较大，转动灵活，密封性好，耐高压，维护方便的水龙头。

泥浆泵高压胶管的内径不小于φ25mm，耐压力不低于10MPa。同时应使用耐高压的专用接头。

通常在泥浆泵输出管与水龙头高压胶管之间设置稳压罐。稳压罐容积应不小于0.03 m3，安全压力不低于15MPa。

施工机台应配备旋流除砂器、离心机等固相控制设备。

液动冲击回转钻进工艺要求

钻进参数选择

影响液动冲击回转钻进效率的钻进参数主要有钻压、转速、冲击功和冲击频率等，选择范围见DZ/T 0053。应依据不同岩层条件通过试验优化钻进参数。

硬质合金冲击回转钻进，可采取低转速、适当钻压的钻进参数。 金刚石冲击回转钻进参数一般与金刚石钻进相近。

冲洗液量直接影响液动冲击器的输出特性（冲击功和冲击频率等）。在稳定地层中，应以满足冲击器的额定泵量为主。

钻头选择和使用

冲击回转钻进主要采用硬质合金钻头和金刚石钻头，也可采用硬质合金翼状钻头、牙轮钻头。

选择专门为冲击回转钻进设计的硬质合金或金刚石钻头。钻头切削具的抗冲击强度应大于冲击器输出的冲击力，必要时应进行地面台架试验。

孕镶钻头的金刚石粒度通常大于60目，浓度以75%～90%为宜。 适当增加钻头的水口、水槽过水断面，降低液动冲击器背压。 冲洗液

应根据岩层特性、钻进深度、冲击器性能要求等情况正确选择冲洗液类型，确定性能参数。

液动冲击回转钻进应使用含砂量低，润滑性能和流变特性好，可满足护壁要求的冲洗液。

定向钻探与定向取心

技术特点和适用条件

岩心钻探定向钻进技术多应用于急倾斜（陡立）矿体、深部矿体和自然造斜严重矿区勘探，亦可用于纠正钻孔弯曲，补取岩矿心，绕过孔内复杂事故层段。

因地形、地面建筑限制无法安装钻探设备时，宜采用定向钻进技术。为减少钻探设备搬迁，避免多次钻进上部复杂覆盖层，在勘探网度密，矿体埋藏深等情况下，可利用定向钻进技术施工分支定向孔或集束孔。

初级定向钻进

初级定向钻进是利用钻孔自然弯曲规律，辅以部分工艺措施，以求达到预定目标的定向钻进技术。

初级定向适用于已施工过大量钻孔、掌握自然弯曲规律的勘探区。 施工前应分析已施工钻孔的测斜数据，总结不同地段、地层，使用不同钻具组合和钻进技术参数时的弯曲规律。

根据钻孔自然弯曲规律，确定拟施工钻孔的孔位、开孔顶角及方位角。 制定不同情况下采用的钻进方法、钻具组合和钻进技术参数。

施工中应随时测量钻孔顶角、方位角,并绘图计算。钻孔轴线与设计偏离较大时，应及时采取纠斜措施或改用受控定向钻探。

受控定向钻进

技术特点

受控定向钻进是利用人工造斜工具使钻孔按设计轨迹钻到预定目标的一种钻进方法。

施工受控定向钻孔应遵守DZ/T 0054中的规定。

钻孔定向钻孔定向设计原则

应根据地质目的、地层条件、设备状况及工艺水平进行钻孔定向设计。 详细掌握钻进地层的倾角和走向、岩石硬度和可钻性、层理发育和松散破碎程度，研究分析矿区钻孔历史资料，尽量利用地层的自然弯曲规律。

确定定向钻孔的靶区范围。 设计孔身轨迹时，可从目标靶点上推到开孔点，亦可从开孔点推移到目标靶点。

钻孔穿过目的层的遇层角不应小于30°。

孔身设计应综合考虑安全、经济、高效率等因素。

造斜点和分枝点的位置应选在稳定的中硬岩层部位，尽量避开硬、脆、碎岩层及溶洞和砂层。

在生态环境脆弱地区应尽可能设计分枝定向孔，以减少修路、平整场地施工，保护生态环境。

钻孔定钻孔定向向设计内容设计内容 a) 确定孔身剖面和钻孔结构； b) 确定钻孔遇层角；

c) 确定造斜点、分枝点位置； d) 确定各孔段的曲率或曲率半径； e) 确定目标点孔深；

f) 确定垂直孔段或直线孔段长度；

g) 测量计算各孔段端点的顶角、方位角、长度、垂深，得出各孔段的空间坐标值；

h) 计算定向钻孔总长度（即孔深），开孔顶角及方位角，确定孔位坐标； i) 校核孔身曲率，检验是否满足各种限制条件，如粗径钻具通过性，钻杆柱安全程度等。

造斜工具和定向仪的选择 单点造斜可选择各类偏心楔；连续造斜可选择各类连续造斜器或选择与液动孔底动力钻具（螺杆马达）配合使用的造斜器具（弯接头、弯外管）。

在中硬岩层造斜钻进，宜采用偏心楔；在软至中硬岩层中造斜，宜选用螺杆马达造斜钻具；在中硬至硬的完整岩层中造斜，宜选用机械式连续造斜钻具。

非磁性矿区可选用磁感应式定向仪（磁针式、磁通门磁力仪等）。磁性矿区应选用不受磁场干扰的定向仪。磁性和非磁性矿区均可选用偏重式定向仪。

使用孔底动力钻具且定向精度要求较高时，宜选用随钻监测仪，以便随时监控和调整工具面向角。在定向精度可以满足地质要求的情况下，亦可选用简单适用的单点定向仪。