山西腰站矿区复杂地层斜深钻孔施工技术(2)
3.3、改变供水方案，确保施工供水
由于该孔位海拔过高，周围水源贫乏，以前钻孔施工多采用拉水施工。但钻孔漏失严重，对于这样钻孔施工，拉水无法保障水源供应。为了正常生产217地质队腰站项目部经勘查后在附近沟谷打一眼400米深水井，作为水源井。在海拔1600米处，架设2级泵站，直接送达机场。总计供水管路长达1300m左右，管径50㎜。这样基本能满足机场施工供水要求。
3.4、钻探施工技术措施及难点对策
施工总体原则是根据不同地层岩性，采取不同的口径钻进;不同口径钻进，采取不同的方法，具体地段具体分析，采取相应施工措施。
3.4.1、第四系地层∮150mm合金钻头钻进措施
开孔时主要为灰褐色-黄色粘土，为防止坍塌和缩颈，采用干钻的方式钻进，少钻勤提。当碰到砂砾石时，采用高固相泥浆或投泥球护壁钻进。孔底漏失严重时，采用顶漏钻进，从空隙中人工浇注高固相泥浆，达到护壁防塌作用。超过砂砾石层立即下∮146mm套管进行护孔。
3.4.2、单管金刚石钻头钻进措施
本段地层主要为砾岩、凝灰岩砾岩、砂岩、含有膨润土，漏失、坍塌、缩颈比较严重。
3.4.2.1、采用高固相泥浆进行护壁钻进。
泥浆配制方法：根据地层性质，配置相应性质的泥浆。泥浆主要成分为：新疆产的优质钠基膨润土+碳酸钠+羟甲基纤维素+GSP广谱护壁剂+植物胶，配制时一定要注意成分的添加顺序:膨润土—碳酸钠—纤维素—GSP — 植物胶，每一种添加剂加入后要保证15分钟的搅拌。钻进参数控制：钻进时尽量减少提钻次数，但感到孔内异常时必须立马处理。采取轻压慢转，尽可能减少提下钻和孔内振动对孔壁造成的破坏。孔底压力应控制在10-20kN;正常转速采用3档217转/分钟;泵流量控制在50-80L/min范围内，泵压应在2.0-3.0Mpa。
3.4.2.2、实际钻进时特殊情况处理
钻进到70m左右时，出现缩颈，坍塌十分严重现象，我们采取快干水泥灌孔护壁法。孔深到80米时岩层稍微完整立后，马下∮127mm套管护孔。孔深350米时遇见较完整岩层，下∮108mm套管护孔。特殊地段坍塌、破碎比较严重时，采用灌注水泥护壁法。在830米以前曾使用7次。灌注水泥护壁法：为保护泥浆泵，我们采用人工从钻杆内灌注。精确计算准提浆水用量，再用泥浆泵及时送入孔内。严重破碎地层灌注水泥时，为保护孔壁完整，钻杆不准带扩孔器。
3.4.3、金刚石绳索钻进措施
本段岩性主要为砂岩、砾岩、白云岩、石英砂岩、灰质页岩等。难点主要是破碎严重、漏失情况复杂点多、段长。采用金刚石绳索钻进工艺。
3.4.3.1、绳索取心830m以前泥浆配制
保障绳索取心钻探技术顺利实施的关键是钻井液的使用。我们采用低固相钻井液，配制方法：清水(1m)+新疆优质膨润土(-200目 )(2%-3%)+纯碱(0.1-0.2%)浸泡—制成原浆+ 植物胶(1%--2%)+防塌剂(0.5%-1%)+ CMC(0.1%-0.2%) +PHP(0.5%-1%)—搅拌均匀。
泥浆性能参数：密度1.05g/cm³，胶体率98%以上，粘度31s,失水量10-15ml/30min。
根据孔内情况可以适当调整添加剂的成分含量。
3.4.3.2、绳索取心830m以前钻进参数选择
岩层比较破碎，为减少钻杆对孔壁产生较大扰动，钻压不宜过大，应控制在10-20kN范围为宜;钻速控制在250-350r/min之间;为冷却钻头满足孔底排渣需要，泵量应控制在50-80L/min。漏失严重时我们采取顶漏钻进，暂不做处理。过了破碎段再做调浆堵漏护壁或灌注水泥处理。但顶漏钻进时必须密切注意水泵工作情况，电流变化以免发生烧钻事故。
ZK6003孔因为全孔基本是全部漏失状态下施工的，为确保钻头冷却，每回次下钻开车前冲孔时间多少的确定成为难题，有时根本无返水，无法根据返水情况确定冲孔时间的长短。冲孔时间过长，耽误生产进尺;冲孔时间过短可能造成烧钻事故，因为钻孔太深。我们采用下面公式进行确定预冲孔时间：
预冲孔时间=k×0.2×(H-h)×q÷Q+2
K=1.5为常数
H为孔深
h为静水位
Q为泵量(一档水量取52L、二档水量取90L)
q为钻杆容积
3.4.3.3、绳索取心830m后钻进参数选择和泥浆配制
当钻进至830m左右时岩层出现变化，我们下∮89mm套管。变径∮75mm绳索取心钻进。此段地层岩层相对比较完整，我们调换了泥浆，采用无固相钻井液，配制方法：清水(1m³)+ 植物胶(1%--2%)+防塌剂(0.5%-1%)+CMC(0.1%-0.2%)+ PHP(0.5%-1%)—搅拌均匀。
泥浆性能参数：密度1.02g/cm³， 失水量10-18ml/30min, Ph值8。
本段施工相对比较顺利，但因孔深较深，为了防止偏斜，保证质量，我们减压吊打，控制进尺速度。钻压、转速、依然选择较小的范围内。
4、结束语
山西腰站矿区ZK6003孔施工，历时6个月胜利终孔，钻孔质量完全符合地质要求。受到业主和兄弟单位给予我们很好的评价。总结本次施工经验主要有以下几个方面：
本次钻孔施工采取了多种钻探施工方法：无泵钻进、单管钻进、双管绳索钻进、顶漏钻进等多种钻进方法。根据地层变化，岩层性质选择了水泥护壁、高固相泥浆、低固相泥浆、无固相泥浆等多种泥浆施工方案。
转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jixielw/3270.html
