摘要:通過對慶安縣十六道崗水庫下壩線右壩肩第三系丁山村組(Ed) 巨礫巖勘探過程的實踐,改進金剛石在鉆進此類地層時的工藝,解決了鉆探采取率過低的問題。
關鍵詞:第三系礫巖;鉆探工藝;鉆探采取率
1 問題的由來
礫巖,是指由 50%以上直徑大于 2mm 的顆粒碎屑組成的巖石。
有的膠結較好,例如白堊系礫巖,而有的膠結較差,如第三系礫巖。
慶安縣十六道崗水庫下壩線右壩肩分布的第三系丁山村組(Ed)巨礫巖及泥質(zhì)粉砂巖,由于此處的礫巖中的礫石成分比較單一,基本上都是花崗巖碎塊,在勘察的過程中,由于鉆探取芯率較低,對其巖性定名產(chǎn)生了分歧。從經(jīng)驗及歷史資料看此處分布的應該是礫巖及泥質(zhì)粉砂巖,但是由于采取的巖芯均呈柱狀及碎塊狀且鉆探采取率很低(約 20%),只能看到柱狀及碎塊狀的花崗巖巖芯,對水庫右壩肩巖土性質(zhì)及工程性質(zhì)的判定造成了很大的困擾。
2 原因分析
為了保質(zhì)保量完成本次勘察任務,我們從當時情況出發(fā),從人員、設備、工藝、材料四個方面,對影響本次鉆探質(zhì)量的各個因素進行分析,見表 1.通過對以上因素逐個分析,認為其中有兩條是影響本次勘探質(zhì)量和效率的主要直接因素,所以將其列為主要因素。經(jīng)研究,主要原因是:(1)鉆速選擇不當;(2)泵量大小不當。
3 解決措施及效果
。1) 通過對下壩線右壩肩礫巖成分進行分析得出以下結果:漂石含量較高,卵礫石粒徑不一,有的部位為泥質(zhì)粉砂巖,膠結較差,遇水易崩解。針對上述情況,我們采取了以下措施,跟套管調(diào)鉆速:
由于是清水鉆進,在鉆進過程中鉆孔上部隨著鉆孔深度的加深易發(fā)生榻孔、掉塊等事故,影響鉆進效率,故鉆孔上部我們采用 φ108 金剛石鉆頭干鉆跟管,回次進尺控制在 20cm-50cm,鉆速采用低速鉆進,跟管至大塊漂石或鉆機能力所至最深,越深越好。之后換 φ76 金剛石雙管單動鉆具進行鉆進。干鉆時采用低速,鉆進漂石及較大的卵石時可以視鉆機抖動情況采取中高速鉆進。實踐證明,此方法可降低孔內(nèi)事故發(fā)生率,并提高泥質(zhì)粉砂巖的鉆探采取率。
。2)根據(jù)地層調(diào)整泵量:鉆進泥質(zhì)粉砂巖等礫石含量較少時,應采取干鉆,但是干鉆也需要水泵給水,此時泵量控制在 2-5L/min 即可,過大的泵量將會把本身易崩解的泥質(zhì)粉砂巖破壞,回次進尺視進尺速度控制在 20cm-50cm,鉆至漂石或大塊卵石時應立即關閉進水管,然后起鉆、取芯,鉆進漂石或大塊卵石時應采取稍大的泵量進行鉆進,泵量應以能將巖粉順利攜帶出鉆孔為準,鉆壓不易過大,鉆進過程中應盯緊進尺速度及回水顏色,如發(fā)現(xiàn)進尺過快或回水顏色發(fā)生變化,應及時判斷是否漂石已被鉆穿,若已鉆穿應沖孔至回水澄清,然后起鉆。
實踐證明,此方法可以防止礫巖中的泥質(zhì)及砂質(zhì)成分被沖洗液破壞,提高鉆探采取率
4 結束語
經(jīng)過對傳統(tǒng)工藝進行改進,勘探質(zhì)量大大提高,鉆探采取率由 20%堤高至 90%,滿足了工程地質(zhì)勘察對巖芯采取率的要求,讓勘察技術人員對地層結構有了更深入的認識,為提高設計質(zhì)量奠定了基礎。由于是金剛石干鉆取芯,巖芯的外層已被高溫融化后膠結,原巖結構,顏色,狀態(tài)均已發(fā)生變化,地質(zhì)編錄時應觀察巖芯芯部的原巖。在設備動力及材料強度許可的條件下,應盡量采用大口徑進行鉆進,以便于觀察地層巖性。綜上所述,在第三系礫巖及泥質(zhì)粉砂巖地層中采用金剛石鉆進方法是可行的,可使勘探質(zhì)量得到很大的提高。
參考文獻
[1]鄢泰寧。巖土鉆掘工程學[M].中國地質(zhì)大學出版社,2009.