摘要：本文通過一個具體鉆孔施工實例，闡述復雜地層鉆孔施工的一些技術措施，多種技術措施的準備是一個鉆孔施工成功的前提。
　　關鍵詞：繩索取心、套管、泥漿
　　
　　一、 工程概況
　　鐘九鐵礦是馬鋼（集團）姑山礦業有限責任公司，為滿足馬鋼對鐵礦石原料日益增長的需求，擬開發利用的礦床。由于鐘九鐵礦床原地質勘探報告審批未通過，原勘查成果不能滿足現行礦山設計和建設的要求，據此，委托華東冶金地質勘查局綜合地質大隊編制鐘九鐵礦補充勘探設計書。本次勘探共設計鉆孔67個，總工作量14602米。其中地質孔47個，設計工作量11810米；基巖水文孔7個，設計工作量2090米；第四系松散巖層抽水及觀測孔13個，設計工作量702米。ZK702孔是本次設計的地質孔中的一個孔。本次勘探工作由華東勘察基礎工程總公司三公司承擔。
　　二、 ZK702孔的設計要求
　　該孔設計剖面為7#，設計深度為420米。該孔設計為直孔，該鉆孔予想柱狀圖如下表：

                           
　　2、圍巖采取率>65%
　　三、 ZK702孔的施工技術措施
　　（一）把好開孔關，下好井口技術管
　　由于該鉆孔施工地點在農田里，開鉆前在孔口位置挖一個600×600×800mm3的深坑，將深坑用混凝土灌滿，待混凝土凝固有一定強度后開鉆。此混凝土基礎一是作為井口技術管的固定位置，二是防止孔口坍塌。
　　根據鉆孔予想柱狀圖提示，該孔在35米左右有砂礫、卵石層，因此井口技術管要穿過該層，坐在完整的基巖上，防止井口技術管脫節下跑，此孔井口技術管下到40.5米。
　　（二）使用繩索取心鉆進技術，提高鉆進效率
　　繩索取芯鉆探是一種不提鉆而由鉆桿內撈取巖心的先進鉆進方法，它具有結構簡單，鉆進效率高，巖礦芯質量好，鉆頭壽命長，勞動強度低等特點。為了更好地發揮繩索取心鉆進的優點，該孔做了以下工作：
　　1、根據所采用繩索取芯鉆具規格來選擇套管直徑。
　　套管直徑過大會造成鉆具工作不穩定，容易折斷鉆桿，且均發生在鉆桿與絲扣、鉆桿與鉆桿連接處，而且不便提高鉆具回轉速度，影響效率的提高。但也不能下直徑過小的套管，容易造成上下鉆困難，沖洗液環狀間隙過小，不利于暢通和排出巖粉。一般套管直徑比繩索取芯鉆具直徑大一個規格即可。該孔使用S75繩索時，配Φ89套管；使用S60繩索時，配Φ73套管。
　　2、鉆頭和擴孔器配套使用
　　金剛石鉆頭按鉆頭外徑和內徑分組順序使用。先用外徑大、內徑小的鉆頭，后用外徑小內徑大的鉆頭，且每回次鉆頭直徑之差要小，新鉆頭必須初磨，即采用正常壓力的1/3輕壓慢轉速200～300r/min鉆進約10分鐘方可轉入正常技術參數鉆進。擴孔器主要作用是修整孔壁、起扶正穩定鉆頭作用，也應符合鉆頭的級配，同樣按使用鉆頭一樣排隊使用。
　　3、沖洗液參數的選擇
　　繩索取芯鉆進應根據地層特點、鉆孔設計深度來合理選擇沖洗液。該孔在孔深42.38~343.07米段使用S75繩索時，采用優質低固相泥漿。性能參數為密度1.04～1.05g/cm3、粘度為21～30s、失水量7～10ml、固相含量3%～4%、PH值8～10；在孔深343.07~501.63米段使用S60繩索時，采用無固相優質泥漿。性能參數為密度1.02～1.03g/cm3、粘度為17～22s、失水量7～8ml、PH值7～8。
　　（三）特殊問題的處理
　　1、內管總成提升上來后缺巖心或無巖心
　　在使用繩索取心鉆進取心時，打撈器撈住內管總成提升上來后缺巖心或無巖心，據此我們分析不外乎以下原因：
　　（1）巖心直徑小，卡簧卡不住；
　　（2）彈卡嚴重磨損后，失去定位作用，鉆進時內管向上竄動；
　　（3）內管或鉆桿彎曲嚴重，接頭縮口，因而使內管總成沒有落到規定位置上；
　　（4）鉆桿內有脫落巖心或其它雜物堵塞；
　　（5）沖孔時間短，未等內管總成到底就提前鉆進；
　　（6）泥漿鉆進時，因泥漿質量低劣，鉆桿內壁粘有泥皮，內管總成根本無法到底。
　　找出了原因，開展有針對性的工作，這個問題就得到了解決。
　　2、砂礫、卵石層中使用的泥漿
　　在砂礫、卵石層中鉆進，成孔的難度很大。由于顆粒之間缺乏膠結，鉆進時井壁很容易坍塌。對于這類地層用泥漿護壁，解決問題的關鍵是增加井壁顆粒之間的膠結力。粘性較大的泥漿適當滲入井壁地層中，可以明顯增強砂、礫之間的膠結力，以此使井壁的穩定性增強。提高泥漿粘度，主要通過使用高分散度泥漿（細分散泥漿）、增加泥漿中的粘土含量、加入有機或無機增粘劑等措施來實現。該孔我們使用Na-CMC（鈉羧甲基纖維素）泥漿。其配比為優質造漿粘土150～200g，水1000ml，純堿5～10Kg，Na-CMC6kg左右。泥漿性能為比重1.07～1.1，粘度25～35s，失水量小于12ml/30min，pH值約9.5。效果很好。
　　3、蝕變地層的處理
　　本孔中含多層鈉長閃長巖，由于部分鈉長閃長巖發生了綠泥石化蝕變、綠簾石化蝕變，給施工造成很大的麻煩。如在孔深251米~296.07米段，就發生掃鉆不到底、卡鉆、埋鉆、沖洗液漏失、巖心采取率低等故障。該段多次使用優質沖洗液及水泥封孔均無效。為保證后續孔深繼續施工，在此情況下只有考慮下套管。在孔深251米以上層位由于地層完整，沒有下套管，Φ89套管只下到42.38米。拔出Φ89套管，用Φ91鉆具擴孔鉆進至310米，重新下入Φ89套管，用S75繩索鉆至341.47米時，又見鈉長閃長巖。艱難的鉆進3米后，抽出S75繩索內管，用S75繩索外管、鉆桿當套管，采用S60繩索鉆進至終孔，終孔深度為501.63米。
　　四、 結束語
　　ZK702孔是整個鐘九鐵礦勘探項目中施工難度最大、施工時間最長的一個鉆孔。整個鉆孔先后4次見到鈉長閃長巖，鈉長閃長巖輕微蝕變的，就采用優質泥漿、水泥封孔等技術措施處理，蝕變嚴重的就只有下套管。該孔施工結束后，統計數據顯示，該孔巖心采取率為90%，礦心采取率為88%，終孔傾角為89.4度，滿足了本礦區勘探設計要求。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　參考文獻：
　　
　　1、《鉆探工程學》上冊鉆進原理及工藝中國地質大學出版社
　　2、安徽省當涂縣鐘九鐵礦補充勘探設計書
　　3、鐘九鐵礦ZK702鉆孔地質野外編錄（家簿）