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地质岩心钻探规程.doc

地质岩心钻探规程

我爱似水流年
2013-05-25 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《地质岩心钻探规程doc》,可适用于其他资料领域

DZ中华人民共和国地质矿产行业标准DZT地质岩心钻探规程Geologicalcoredrillingregulation发布实施中华人民共和国国土资源部发布前言本规程包括了岩心钻探工程设计的编制、钻探方法和设备选择、通用的工艺方法、冲洗介质及施工守则、钻孔质量保证、钻探施工的人身健康、安全、环境保护和生产管理等方面的内容是不同领域岩心钻探工程及各种专项钻探工艺技术方法的基础性规程。本规程是地质岩心钻探工程设计、施工、管理和检查验收等各项工作的重要依据和准则。对于不同的勘察对象、勘察阶段、勘察目的而有所变更的一些特殊要求和技术指标应符合相关的规程、规范或通过协议、合同做出明确的规定。本规程是遵循GBT的起草规则首次以技术标准形式发布。本规程由中国地质调查局提出。本规程由国土资源部归口。本规程起草单位:中国地质科学院勘察技术研究所。本规程主要起草人:王达、赵国隆、肖亚民、陈星庆、汤松然、孙建华、张林霞、刘秀美、戴智长。本规程由国土资源部负责解释。地质岩心钻探规程范围本规程规定了钻探施工过程所有工序的技术要求及相关管理规定。本规程中对“岩心”的界定是广义的指能采集到得各类岩石样品即除圆柱状的岩心外也包括各种岩块、岩样和岩屑故各种反循环连续取心也被纳入岩心钻探的范围。本规程主要适用于地质岩心钻探工程勘察、工程施工、水文水井钻探和油气井钻探的小口径钻孔施工可参照本规程。本规程适用于孔深m以内的钻孔施工。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBT标准化工作导则第部分:标准的结构和编写GBT手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程GBT钻井液材料规范GB爆破安全规程GBT钻探工程名词术语GB铀矿地质勘查辐射防护和环境保护规定GBT金刚石岩心钻探钻具设备GBT金刚石绳索取心钻探钻具设备GBT硬质合金牌号第二部分:地质、矿山工具用硬质合金牌号GB建设工程施工现场供用电安全规范AQ地质勘探安全规程DZT地质勘查钻探岩矿心管理通则DZT液动冲击回转钻探技术规程DZT定向钻进技术规范DZT固体矿产勘查原始地质编录规定DZT地质钻探用钻塔系列基本规定钻孔口径系列地质岩心钻探口径系列是钻探工程最基础的规定依照国际通用的标准采用R、E、A、B、N、H、P、S作为代号规定代号及对应的公称口径见表。表规格代号及对应的公称口径单位为毫米规格代号REABNHPS公称口径公称口径只代表理论钻孔口径尺寸以便于统一钻具的规格系列实际的钻头、扩孔器外径尺寸可根据不同的钻进方法和地层情况在合理的范围内确定。钻孔深度不同的应用领域钻孔深度的划分标准不同地质岩心钻探钻孔深度划分见表。表仅适用于地表地质钻孔深度划分不适用于坑道内钻孔、工程地质钻孔、油气钻孔、水文地质及地热钻孔等的深度划分。表地质岩心钻孔深度分级单位为米钻孔类别浅孔中深孔深孔特深孔深度范围<~~>岩石钻进特性岩石可钻性GBT中规定岩石可钻性是岩石被碎石工具钻碎的难易程度即岩石的抗钻性能与岩石的强度、硬度、弹塑性、研磨性和结构特征相关。地质岩心钻探岩石可钻性分级采用综合分级法是以岩石物理力学性质和岩石局部抗机械破碎能力作为统一定级的基础主要是以岩石压入硬度为主分为个级别见表表岩心钻探岩石可钻性分级岩石可钻性级别岩石物理力学性质钻进时效指标代表岩石举例压入硬度(kgmm)摆球硬度统计效率(mh)弹跳次数塑性系数金刚石硬质合金~<<>>粉砂质泥岩、碳质页岩、粉砂岩、中粒砂岩、透闪岩煌斑岩~~~~硅化粉砂岩、碳质硅页岩、滑石透闪岩、橄榄大理岩、白色大理岩、石英闪长玢岩、黑色片岩、透辉石大理岩、大理岩~~~~角闪斜长片麻岩、白云斜长片麻岩、石英白云石大理岩、黑云母大理岩、白云岩、蚀变角闪闪长岩、角闪变粒岩、角闪岩、黑云石英片岩、角岩、透辉石石榴石矽卡岩、黑云白云石大理岩~~~~白云母斜长片麻岩、石英白云岩大理岩、透辉石化闪长玢岩、混合岩化浅粒岩、黑云角闪斜长岩、透辉石岩、白云石大理岩、蚀变石英闪长玢岩、黑云母石英片岩~~~~花岗岩、矽卡岩化闪长玢岩、石榴石矽卡岩、石英闪长斑岩、石英角闪岩、黑云母斜长角闪岩、伟晶岩、黑云母花岗岩、闪长岩、斜长角闪岩、混合片麻岩、凝灰岩、混合岩化浅粒岩~~~~混合岩化浅粒岩、花岗岩、斜长角闪岩、混合闪长岩、斜长闪长岩、钾长伟晶岩、橄榄岩、混合岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩、似斑状花岗岩、斑状花岗闪长岩~~~~硅化大理岩、矽卡岩、混合斜长片麻岩、钠长斑岩、钾长伟晶岩、斜长角闪岩、安山质熔岩混合岩化角闪岩、斜长岩、花岗岩、石英岩、硅质凝灰质砂砾岩、英安质角砾熔岩~~~~凝灰岩、熔凝灰岩、石英岩、英安岩>><<石英岩、硅质岩、熔凝灰岩测定岩石可钻性的方法还有微钻法、破碎比功法、切槽法等其指标也可作为确定岩石可钻性级别的参考。岩石研磨性岩石研磨性是岩石对碎岩工具的磨损能力。岩石研磨性按标准钢杆研磨法分为三类八等按标准金刚石杆研磨法分为三类四等见表。表岩石研磨性分类研磨性分类岩石研磨性测试方法按钢杆研磨法按金刚石杆研磨法研磨性等级研磨性指标mg研磨性等级研磨性指标mg弱研磨性<≤~中等研磨性~~~~弱研磨性~>~>岩石完整程度岩石完整程度一般分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎五类。钻探方法钻探方法的主要类型按机械碎岩方式分有回转钻塔、冲击钻探、冲击回转钻探等按碎岩工具或磨料分有钢粒钻探、硬质合金钻探、金刚石钻探、复合片钻探、牙轮钻头钻探等按获取岩心的方式分有提钻取心、绳索取心、反循环连续取心取样等按冲洗液类型分有清水钻探、泥浆钻探、空气钻探等按冲洗液循环方式分有正循环钻探、反循环钻探、孔底局部反循环钻探等。此外还有一些特殊的方法如井底动力驱动钻探、定向钻探等也可以是上述方法的组合。地质岩心钻探采用的主要钻探方法有硬质合金钻探、金刚石钻探(含绳索取心钻探)、复合片钻探、冲击回转钻探、定向钻探、反循环取心取样钻探等。确定钻探方法的基本原则a)应满足地质要求和任务书(合同)确定的施工目的b)在适应钻进地层特点的基础上优先采用先进的钻探方法c)以高效、低耗、安全、环保为目标保证钻探质量、降低劳动强度争取好的经济和社会效益d)适应施工区的自然地理条件。钻探方法的选择针对主要岩层特点依据岩石硬度、研磨性及完整程度结合口径、钻探深度等选定钻探方法。一般级以下岩石选用硬质合金钻进方法级以上岩石应以金刚石钻进方法为主金刚石复合片及聚晶金刚石钻进适用于~级、部分级岩石坚硬致密打滑岩层宜采用冲击回转钻进方法。依据岩石钻进特性选择主要钻进方法见表表依据岩石钻进特性选择主要钻进方法岩石特性岩石硬度软中硬硬坚硬岩石可钻性级别~~~~岩石研磨性弱弱中强弱中强弱中强钻进方法硬质合金钻进●●●●表镶金刚石钻进●●●●孕镶金刚石钻进●●●●●●●冲击回转硬质合金钻进●●●●冲击回转金刚石钻进●●●●●●聚晶、复合片钻进●●●●●空气潜孔锤钻进●●●●●●●中深孔、深孔钻探为减少提钻次数宜采用金刚石绳索取心钻进方法在坚硬破碎、坍塌、漏失复杂地层钻进如钻孔深度适宜、条件具备推荐采用空气反循环连续取心(样)钻进方法定向孔、多分支孔及孔斜治理宜采用定向钻进方法。钻探工程主要工序钻孔的施工过程包括定孔位→平整场地与修筑地基→安装钻探设备及附属设备→临时设施建造→安装验收→开孔前的准备工作→开孔及下孔口管→换径→钻进→岩矿心整理和保管→其他工作(下套管、校正孔深、简易水文观测、钻孔弯曲测量)→终孔起拔套管→封孔→废浆处理和场地环境恢复→钻孔验收→拆迁。钻探工程设计设计的基本要求a)每项钻探工程施工前应进行工程设计未经审批不得施工b)一个工区若施工多个钻孔整个工区的钻探工程应有总体施工设计并选择有代表性的钻孔进行设计孔深m以上或地层变化较大时应进行单孔施工设计。设计依据a)项目的地质设计b)钻探工程的技术要求c)有关的规程、规范和标准d)合同或协议。设计编写的主要内容与要求前言说明项目名称、工作性质、目的任务、工程期限及施工要求等。施工工区的基本情况工区地理、交通位置、矿产种类、地形地貌、当地气候等。工区及矿体简要地质特征岩矿层的划分、产状水文地质情况地层构造、断裂、破碎情况等。施工工区岩石的主要物理机械性质及可钻性分类包括影响钻探施工的主要地质因素、岩石种类、主要矿物成分及结构、岩层倾角、软硬程度、可钻性、研磨性、节理裂隙发育程度、破碎程度及其他可能给钻进带来的影响等。钻孔及钻探工作量按勘探线及矿段说明工程间距、钻孔布置情况及施工顺序(可附图)。按钻孔性质(勘探孔、普查孔、水文孔)列表说明各类钻孔数及工作量见表。列出钻孔设计孔深、开孔角度、穿矿口径和平均岩石可钻性级别见表。表工区钻孔设计工作量汇总表工区名称:设计孔深m普查孔勘探孔水文孔……合计钻孔数工作量钻孔数工作量钻孔数工作量钻孔数工作量钻孔数工作量个m个m个m个m个m~~~~…………合计表钻孔设计一览表工区名称:序号孔号设计孔深m设计角度(°)穿矿口径mm平均岩石可钻性级别备注倾角方位角备注栏内注明对钻孔的特殊要求如电测、专门水文实验工作等平均岩石级别计算公式平均岩石级别=各级岩石级别与岩层厚度乘积之和各类岩层厚度的和钻探技术设计单孔设计时推荐以下方法。钻进方法和钻具组合a)按口径分段确定钻进方法并说明依据b)确定钻头类型、钻具组合及钻进技术参数c)制定分层钻进技术要求和措施。钻孔结构设计a)根据地质设计要求确定相应的穿矿口径和终孔直径b)根据地层条件、钻孔设计深度、钻进方法、护壁措施及设备能力等因素合理确定开孔直径、换径次数及其深度阐明选择钻孔结构的依据c)确定套管的规格、数量、下入深度和程序d)编制施工设计指示书同时对照绘制地质柱状图和钻孔结构设计图见表。表钻孔施工设计指示书矿区名称:孔号:序号地质情况钻探工程设计累计孔深m岩层厚度m岩石名称地层与岩性描述地质柱状图钻孔结构图岩石可钻性级别钻进方法主要钻进参数冲洗液主要质量指标主要技术措施转速(rmin)钻压kN泵量(Lmin)岩矿心采取率顶角(°)方位角(°)冲洗液类型与制定护壁堵漏措施选择a)不同地层选用的冲洗液类型及性能说明选择依据b)冲洗液的配制、性能调整的方法黏土、处理剂及润滑剂的用量计划c)护壁堵漏措施d)冲洗液循环和固控系统的布置。钻探设备选择根据地层条件、钻孔深度、终孔直径和钻进方法确定钻探设备类型包括钻机、泥浆机、动力机、钻塔及拧管机、泥浆搅拌机和照明发电机的规格及数量注明主要设备的性能参数。新技术应用采用受控定向钻进和空气反循环取样钻进时需制定专门的设计和技术措施。供水设计根据当地水源条件以及施工用水量、钻孔标高、钻孔布置情况确定供水方法、供水设备、蓄水池位置、供水线路、水管规格及数量。供电设计采用电力驱动时计算发电机和电缆容量、数量确定发电机安设位置和线路方案。钻孔质量要求及保证措施工程质量指标根据地质设计确定钻孔六项质量指标(见第章)的具体要求。质量保证措施a)取心方法取心工具的配备、使用及操作b)测斜仪器选择易斜地层的防斜、纠斜措施c)封孔设计包括封填孔段、架桥或封孔材料及灌注方法、检验方法等d)保证质量的具体技术措施薄弱环节技术攻关方案。孔内事故预防及处理措施根据工区以往工作经验对主要孔内事故提出预防与处理措施。安全技术措施防寒、防火、防洪和防滑坡等灾害及钻探安全技术要求和措施。成本预算与钻探施工安排根据岩石可钻性、定额、钻进方法及岩层复杂程度计算台时确定全工区年平均台月效率、钻机开动数等做出成本预算。根据平均钻机开动数及设计工作量按工区工期要求分季度安排每个机台的全年钻探施工进度。施工组织与管理措施针对特定的工程确定施工组织制定具体管理措施。钻探设备的选择和安装钻探设备的选择岩心钻机的选择按照钻探的目的应满足工程的各项要求。具有按选定的钻探工艺施工的能力适应可能出现的钻探方法的变换。依据施工区域的地形地貌、道路、水源、电力供应、气候等条件选择适用设备。优先选用技术先进、易于维修及经济效益好的钻机。泥浆机的选择根据钻探方法、钻机类型、钻孔结构及钻探工艺要求选择泥浆机。动力机的选择动力机的功率及型号应依照钻机、泥浆机及附属设备等说明书中的要求配置。优先采用电驱动缺电地区可建立发电站集中供电或用发电机组单机供电供电十分困难的边远偏僻地区可使用柴油机驱动高海拔地区应适当增加柴油机功率。钻塔的选择依照DZT的规定根据不同的钻孔深度、钻机型式及钻孔倾角选择三角塔、A字塔或四脚钻塔。除整体式钻探机组和配有桅杆式钻架钻机外散装钻机施工m左右的浅孔推荐使用m以内的三角塔m~m的钻孔推荐采用m~m钻探m以上钻孔可采用m~m或更大型的钻塔。斜孔应选用直斜两用钻塔或A字塔。附属设备的选择根据选择的钻机和钻具选配拧管机、泥浆搅拌机、泥浆固控设备、活动工作台、小型发电照明设备等。仪表的选择岩心钻探设备应配有孔底压力指示表和泵压表推荐配备扭矩表、转速表、冲洗液流量表或钻孔多参数仪电力驱动应有电压表、电流表和功率表。设备安装平整场地根据地质设计和选用的设备类型平整场地。场地面积要满足施工需要不占或少占农田在满足设备布置摆放的前提下减少修筑工作量强风地区应避开当地季风风向直吹场房的侧面。在倾斜地面平整场地时要做到以下各点:a)当靠山坡一面是坚硬稳固的岩石时坡度为°~°若为松散岩石、土层应不大于°应排除坡面活石必要时在场地上方挖积石排水沟b)填方的面积不得超过场地面积的填方部分应采取措施防止坍塌和溜方孔深超过m及土层松散、地形坡度大于°时塔基不允许安装在填方部位c)在悬崖下修筑场地要除掉崖上活石d)注意可能发生的洪水、泥石流、崩塌、滑坡等自然灾害避开泄水区或修筑坚固的防洪坝河滩、沟谷施工注意场地纵长方向应与水流方向一致e)爆破作业时应遵守GB的规定。修筑地基场地松软需要增加抗压强度时应修筑地基。地基应水平主要受力部位承载能力无显著差别否则应加固。常见的地基形式有:a)浅槽:在基台枕铺设部位挖掘浅槽垫入碎石、黏土夯实后置入基台枕卧枕局部加固:在设备重要着力点如塔腿、钻机等部位埋放卧枕承载基台b)竖桩地基:用于松软、填方场地在铺设基台枕的部分夯实竖桩上铺基台枕并用螺栓牢固联接c)孔深或土层松软场地钻塔基础应采用混凝土地基d)在坡地修筑地基可采用桩柱结构钢筋混凝土地基。机台的安装除整体车装、履带装钻机外钻探设备应固定在连成一体的基台上。基台由型钢地梁组成通常分作上下两层用螺栓固定钢质基座的主要着力点下应垫放木板或枕木。基台长度应比钻塔底盘长出mm~mm联接型钢的螺栓不得小于φmm并加防松垫片。联接后的整体基台要规方并用水平仪校正。钻塔的安装、拆卸安装、拆卸钻塔应在安装队长或机长的指挥下进行。工作人员应严格遵守高空作业安全守则钻塔安装前应严格检查钻塔构件、工具、绳索和挑杆的可靠性。安装钻塔自下而上进行安装的连接件应装全、装牢并保证钻塔稳固、周正。安装结束后应进行检查、调整。拆卸钻塔应自上而下进行不准许先拆下部构件或者同时拆卸上下部构件。夜间或遇五级以上强风、雷雨、大雪或浓雾天气不允许进行钻塔安、拆作业。冬季施工注意清除冰霜。安装A字塔采用整体法。使用绞车或人力起落时塔腿应架起一定高度塔顶先拴好绷绳检查塔脚销轴是否灵活可靠采用液压起落钻塔或桅杆时起落前应检查液压系统是否稳定起落后液压系统应锁定。钻塔起落范围内不准有人注意观察绷绳调整方向。机械设备的安装钻机安装应周正、水平、稳固。车装钻机支腿要垫实立轴式钻机要求钻塔天车、回转器轴线和钻孔中心处于同一直线。泥浆泵应用螺栓固定在基台上。附属设施及安全防护设备的安装应根据当地气候条件选择场房类型场房内铺设厚度要大于mm木质地板塔上台板厚度要大于mm。座式天车要有安全挡板吊式天车要装安全保险绳。有皮带传动的部位要安设防护罩钻塔要包挂塔衣并与塔架连接牢靠采用φmm以上钢绳作钻塔绷绳塔高m以下的设四根m及以上的设八根各绳张力应均衡位置对称与水平面夹角要小于°。活动工作台应安装牢靠并有可靠的制动、防坠装置。用φmm~φmm的钢丝绳作平衡绳和导滑绳。平衡重砣接近地面部位应设有围栏。活动工作台围栏高度为m底盘周围的护板高度应在mm以上。钻探设备的拆迁与搬运设备拆卸时不允许猛力敲打。做好拆下零部件的保存工作防止气孔、油孔或油路被污物堵塞。不允许向山下抛掷和滚放构件、器材或工具。汽车运输器材要放稳捆牢装卸时要有足够强度的搭板、跳板。人力搬运应有专人指挥注意转弯坡道处的安全。地形平缓钻孔距离较近可采用整体或半整体迁运必要时应有拖拉机在两侧用钢绳控制钻塔直立前行行进中密切注意地形、高压线等影响。安装验收设备安装完成后应调试、维护和试运转。经安全、设备、生产、技术和地质等部门验收合格方可正式开钻。硬质合金钻探硬质合金钻头的选择根据岩石类别选用GBT中推荐的G~G类硬质合金根据钻头直径、地层特性等选择钻头用硬质合金的型号、规格、数量、镶焊角度和切削具出刃量。一般软岩用直角薄片或方柱状合金中硬岩用不同规格的八角柱状合金。硬质合金镶嵌的技术参数见表、表及表。表硬质合金镶焊数量单位为颗钻孔口径NHPS岩石可钻性级别~~~~~~~~~~卵砾石层~~~~表硬质合金镶嵌角(切削角)及刀刃角岩性镶嵌角(°)刀刃角(°)~级均质岩石~级均质岩石级均质岩石级非均质裂隙岩层~~~~~~~~表硬质合金钻头切削具出刃规格单位为毫米岩石内出刃外出刃底出刃松软塑性弱研磨性岩石中硬、强研磨性岩石~~~~~~胶结性的砂岩、黏土、亚黏土、泥岩以及风化岩层、遇水膨胀或缩径地层宜选用肋骨钻头或刮刀式钻头~级中、弱研磨性地层铁质、钙质岩层、大理岩等宜用直角薄片式钻头或单双粒品字型钻头研磨性强、非均质较破碎、稍硬岩层如石灰岩等用犁式密集钻头或负前角斜镶钻头软硬不均、破碎及研磨性强的地层如砾岩等宜用大八角钻头砂岩、砾岩等也可用针状合金钻头。硬质合金钻进技术参数应根据岩石性质、钻头结构、设备条件和质量要求等因素合理确定钻探技术参数。钻压取心硬质合金钻头以镶嵌合金型号、数量确定钻压值一般每颗取kN~kN。中硬完整岩层取较大值较软及破碎岩层选用较小值选取范围见表。刮刀钻头钻压可稍大。表硬质合金钻进技术参数钻进参数钻孔口径NHPS钻压kN~~~~转速(rmin)~~~~泵量(Lmin)~~~~转速线速度以ms~ms为宜针对不同口径和岩层硬度以及产状的差异选用不同转速见表。中硬、完整、致密岩层可选较大值较软破碎岩层选小值。泵量应满足冲洗液上返速度的要求一般以ms~ms为宜不同口径的泵量见表钻速快、岩屑颗粒大的选大值反之可减小泵量。针状硬质合金钻进针状硬质合金适用于~级岩石中钻进。针状硬质合金胎块弧度应与钻头钢体弧度一致厚度与钻头钢体壁厚相适应钻头内外出刃各为mm~mm底出刃不得大于胎体长度的一般为mm~mm钻头体上镶焊的针状合金胎块数量N级以下钻头为~块H、P级钻头为~块大口径钻头应适当增加胎体的镶焊间距一般为mm~omm。钻头体内、外侧的胎体之间应补镶mmXmmXmm硬质合金块。针状硬质合金钻进技术参数见表表针状硬质合金钻进技术参数钻头名称岩石可钻性压力kN转速(rmin)泵量(Lmin)四齿针状~~~~六齿针状~`~四齿肋骨针状~`~~硬质合金钻进注意事项取心硬质合金钻头的规格要符合设计要求。钻头上的合金应镶嵌牢固不允许用金属锤直接敲击合金超出外出刃的焊料应予清楚出刃要均匀一致。钻头切割具磨钝、崩刃、水口减小时应进行修磨。新钻头下孔时应在距孔底m~m以上慢转扫孔到底逐渐调整到正常钻进参数。孔内脱落岩心或残留岩心在m以上时应用旧钻头处理。下钻中途遇阻不要猛礅可用自由钳扭动钻杆或开车试扫。拧卸钻头时严防钳牙咬伤硬质合金、合金胎块或夹扁钻头体。卸扣时不准用大锤敲击钻头。钻进中不得无故提动钻具要保持压力均匀不允许随意增大钻压。倒杆后开车时应降低钻压。发现孔内有异常如糊钻、憋泵或岩心堵塞时处理无效应立即提钻。取心时要选择合适的卡料或卡簧。投入卡料后应冲孔一段时间待卡料到达钻头部位后再开车采心时不应频繁提动钻具。当采用干钻取心时干钻时间不得超过min。经常保持孔内清洁。孔底有硬质合金碎片时应捞净或磨灭。使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时应及时扫孔修孔。合理掌握回次进尺长度每次提钻后应检查钻头磨损情况调整下一回次的技术参数。在水溶性或松软矿层钻进取心应采用单动双管钻具并限制回次进尺长度。金刚石钻探钻头、扩孔器磨料的选择金刚石分级标准天然金刚石品级分类见表。表天然金刚石品级分类级别代号特征用途特级(AAA)TT具天然晶体或浑圆体光亮、质纯、无斑点及包裹体无裂纹颜色不一十二面体含量达~八面体含量达~钻进特硬地层。制造绳索取心钻头优质级(AA)TY晶体规则完整较浑圆十二面体达~八面体含量达~每个晶粒应不少于~个良好的尖刃颜色不一无裂纹无包裹体钻进坚硬和硬地层。制造绳索取心钻头标准级(A)TB晶粒较规则完整八面体完整晶粒达~每个晶粒应不少于个良好尖刃由光亮透明到暗淡无光泽可略有斑点及包裹体钻进硬和中硬地层低品级(C)TD八面体完整晶粒达~允许有部分斑点及包裹体颜色为淡黄至暗灰色或经过浑圆化处理钻进中硬地层等外级TX细小完整晶粒或呈团块状得颗粒择优后用于制造孕镶钻头TS碎片连晶砸碎使用无晶形人造金刚石单颗粒抗压强度分级标准见表。表人造金刚石单颗粒抗压强度分级标准单位为牛品种系列目数MBDMBDMBDSMDSMDSMDSMD表镶金刚石钻头、扩孔器磨料可选用特级、优质级、标准级和低品级的天然金刚石作磨料。特级用于特坚硬岩层优质级用于坚硬岩层标准级、低品级和等外级用于硬和中硬岩层。按所钻岩层性质合理选择金刚石粒度。表镶钻头采用的天然金刚石粒度范围是每克拉粒~粒。最常用的是每克拉粒~粒。扩孔器用金刚石粒度比钻头用稍大些常用的是每克拉粒~粒。孕镶金刚石钻头、扩孔器磨料应采用经过挑选和加工处理的低品级和等外级天然金刚石最为孕镶钻头磨料粒度为每克拉粒~粒或更细。人造金刚石孕镶钻头磨料粒度多为目、目、目和目坚硬致密岩层应选用细粒度金刚石或不同粒度混合的孕镶磨料。孕镶扩孔器可采用与孕镶钻头相同粒度的金刚石。其他规定人造金刚石的分类及技术条件、聚晶金刚石烧结体的型号及技术要求、人造金刚石复合片的规格和磨料比应符合相关产品标准的规定。金刚石钻头和扩孔器的选择金刚石钻进适用于中硬以上岩层。一般聚晶金刚石、金刚石复合片(PDC)、烧结体钻头适用于~级岩层单晶孕镶金刚石钻头适用于级~级完整和破碎岩层天然表镶金刚石钻头适用于级~级完整岩层。金刚石钻头与扩孔器的规格、性能应符合相关产品标准的规定。根据岩石的硬度、可钻性、研磨性和完整程度及孔内条件合理选择金刚石钻头与扩孔器的镶嵌类型、胎体性能、金刚石的质量和粒度、金刚石浓度、水口形状及其数量和大小、底唇形状等。金刚石钻头和扩孔器的选用见表。表金刚石钻头和扩孔器选用代表性岩石泥灰岩绿泥石片岩页岩千枚岩泥质砂岩硬质片岩大理岩石灰岩泥灰岩蛇纹岩辉绿岩安山岩辉长岩片岩白云岩硬砂岩橄榄岩片麻岩玄武岩闪长岩石英二长岩混合岩矽卡岩伟晶岩花岗闪长岩流纹岩花岗岩钠长岩石英斑岩高硅化灰岩坚硬花岗岩碧玉岩靡细岩石英岩石英脉含铁石英岩可钻性类别软中硬硬坚硬级别~~~~研磨性弱弱中强弱中强弱中强表镶钻头聚晶金刚石烧结体●●●●●天然金刚石粒度(粒ct)~●●~●●●●~●●●~●●●●胎体硬度(HRC)~●●●~●●●●>●●人造或天然金刚石(目)~●●●●●~●●●●●~●●●●~●●●●●胎体硬度(HRC)~●~●●●●~●●●●~●●●●~●●●>●复合片钻头●●●扩孔器表镶●●●●●孕镶●●●●●●●●注:ct=mg.金刚石钻头的合理使用根据设计孔深按钻头和扩孔器外径尺寸由大到小排序轮换使用。钻头与扩孔器及卡簧间要合理配合要求如下:a)扩孔器的外径应比钻头外径大mm~mm岩层坚硬时应采用下限数值b)卡簧的自由内径应比钻头内径小mm~mm。卡簧应在上一回次岩芯上测试以不脱落、不卡死为宜。新钻头到达孔底后应进行“初磨”即轻压(正常钻压的左右)慢转(rmin)钻进min左右再采用正常参数继续钻进。不宜用新钻头扫孔和清除残留岩心。钻头出现以下情况时不得再下入孔内:a)表镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗mm以上孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗mm以上b)表镶钻头出刃尺寸超过金刚石颗粒直径c)表镶钻头有少数金刚石脱落挤裂或剪碎d)钻头出现异常磨损e)钻头水口和水槽高度严重磨损f)胎体有明显裂纹、掉块及唇面出现沟槽、微烧、台阶或被严重冲蚀g)钻头体变形螺纹损坏。避免钻头非正常损坏的措施:a)孔底要保持清洁当发现有硬质合金、胎块、金刚石、金属块、脱落岩心及孔壁掉块时应采用冲、捞、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除b)钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时应放慢下降速度c)换径后应用锥形钻头修整换径台阶d)地层由应变软时应减压并控制钻速e)钻进中操作人员应随时观察冲洗液消耗和泵压的变化情况发现异常应立即停钻查明原因f)不允许使用弯曲度超过规定的钻杆和钻具。使用金刚石钻头及扩孔器时要填写使用卡片及时记录每回次的各种有关数据及磨耗情况。钻头或扩孔器停用后应及时做出平述并连同卡片一起交施工管理部门保存。金刚石取心钻具金刚石钻进用管材技术要求和规格系列应遵守GBT的规定。金刚石钻进一般采用单动双管取心钻具。钻具应符合如下条件:a)单动性能好异径接头、扩孔器、钻头、短节和卡簧座等零部件连接应同心b)内、外管平直无裂伤螺纹符合要求c)内管与短节、短节与卡簧座装配后垂直提起时不允许自由脱落d)装备好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离应为mm~mme)保证水路畅通f)在易斜地层中钻进时取心钻具上部应配有稳定接头、扶正器等导向装置。使用金刚石取心钻具时的操作要求:a)钻探现场应有两套以上与施工口径对应规格的完好钻具b)定期拆卸清洗、加油保养螺纹或外径磨损要及时更换c)拧卸钻头、扩孔器、卡簧座与内管应使用多触点钳或摩擦钳不允许使用管钳d)退出岩心时要用橡皮锤或木锤敲打内管e)钻具在移动时不准猛力拖拉或撞击存放时要摆平不得重压运输时要装箱装卸时应轻放f)钻杆接头不经常拧卸的一端应使用粘接剂密封粘牢经常拧卸部位应涂抹丝扣油g)钻杆和接头单边磨损量和均匀磨损量符合表的规定h)钻杆螺纹联接要保证密封良好。金刚石岩心钻进技术参数钻压根据岩石可钻性研磨性完整程度钻头底唇面积金刚石粒度、品级和数量选择钻压。钻压值见表。表金刚石钻进适用钻压单位为千牛钻头种类钻头规格ABNHPS表镶钻头初压力~~正常压力~~~~~~孕镶钻头~~~~~~表镶钻头按金刚石压力N粒~N粒计算在金刚石质量较好、颗粒较粗、岩石坚硬完整的情况下可采用较高的单粒压力反之应采用较低的单粒压力。钻进中随着金刚石的磨钝钻压可逐步增大。孕镶钻头单位压力为kNcm~kNcm。复合片钻头按每个复合片kN~kN计算随着复合片磨钝接触面积增加钻压可逐渐增大。在软岩层中钻进应用较小的钻压在完整、中硬到坚硬或强研磨性的岩层中钻进应适当加大钻压在破碎、裂隙和非均质的岩层中钻进应适当减小钻压一般降低~。在钻孔弯曲、超径的情况下钻压应适当减小。转速根据岩石性质、钻孔结构及设备能力等因素选择转速见表。表金刚石钻进适用转速单位为转每分钻头种类钻头规格ABNHPS表镶钻头~~~~~~孕镶钻头~~~~~~表镶钻头底唇面的线速度范围为ms~ms孕镶钻头底唇面的线速度范围为ms~ms符合片钻头底唇面的线速度范围为ms~ms。粗粒金刚石钻头的转速应低于细粒金刚石钻头的转速。中硬完整岩层宜采用高转速岩层破碎、裂隙发育、软硬不均钻进时振动大则应适当降低转速。在软岩层中钻进效率很高时应适当限制钻速。正常钻进时在机械能力、管材强度、钻具稳定性及其减震、润滑等条件允许的前提下视地层情况适当提高转速。泵量泵量以冲洗液上返速度计算金刚石钻进上返速度应大于ms~ms。钻进不同孔径所需泵量见表。表金刚石钻进适用泵量单位为升每分钻头规格ABNHPS适用泵量~~~~~~泵量应视岩石性质、环状间隙、钻头类型、金刚石粒度和胎体性能等因素适当调整:a)钻进坚硬、颗粒细的岩层泵量可小些钻进软、中硬、颗粒粗的岩层泵量应大些钻进裂隙有轻微漏失的岩层泵量要稍微大于正常情况b)孕镶钻头应采用较大泵量表镶钻头采用较小泵量复合片钻头选用的泵量可超过表镶或孕镶钻头泵量的~c)在转速较高、钻进速度较快、岩层研磨性较强和岩屑颗粒较粗时应选用较大泵量反之泵量应减小d)钻头水口的大小直接影响钻头内外的冲洗液压差保持适当的压差有利于钻头底部岩粉的排除的冷却。随着钻头胎体消耗钻头水口要进行修磨修磨后其高度不得小于mm。不准使用三通阀门调节泵量。泵压金刚石钻进中要随时观察泵压根据泵压的变化判断孔内情况。泵压发生小幅度的上升或下降一般是孔底换层得征兆泵压猛然大幅度增高伴随转速下降或不进尺可能发生岩心堵塞如果泵压突然大幅度下降多是钻具折断或脱扣。金刚石钻进操作技术要求下钻下钻时操作人员对孔内情况要做到心中有数钻头通过拧管机、套管口或换径处、活石处应放慢下降速度。下钻遇阻不准猛冲硬礅可用管钳慢慢回转钻具无效时应立即提钻采用其他方法处理。每次下钻不得将钻具直接下到孔底。距孔底约m左右时应接上水龙头开泵送水等孔口返水后轻压慢转扫孔到底正常后可按要求参数钻进。配好机上余尺在回次钻进中不准中途将钻具提离孔底接粘杆。钻进一个钻进回次宜由一人操作操作者应精力集中随时注意和认真观察钻速、孔口返水量、泵压及动力机声响或仪表数值等变化发现异常立即处理。倒杆一般要停车。深孔减压钻进时倒杆前应先用升降机将口内钻具拉紧(不得提离孔底)倒杆后用油缸减压并在小于正常钻压的情况下平稳开车。开车时要清河离合器斌减轻钻头压力使钻头和钻具在较轻的负荷下缓慢启动使其受力平稳。岩层变化时应调整钻进技术参数。岩层由硬变软时进尺速度过快应减小钻压岩层由软变硬钻速变慢时不得任意增大压力以免损坏钻头或造成孔斜。在非均质岩层中钻进应控制机械钻速。应有专人管理冲洗液定时检测冲洗液质量不合格应及时调整或更换。地层变化时要及时对冲洗液的性能指标进行调整。做好循环系统清理和除砂工作保持孔底清洁孔内岩粉超过m时要采取措施。钻进中发现岩心轻微堵塞时可调整钻压、转速。处理无效应及时提钻。正常钻进时不应随意提动钻具。采心金刚石钻进时应使用卡簧采取岩心不允许投放卡料取心任何情况下不准干钻取心。采取岩心时应先停止钻具回转缓慢地将钻头提离孔底㎜~㎜使卡簧将岩心抱紧再缓慢开车转几圈扭断岩心后方可起钻。不允许上下活动钻具或猛提钻具取心。孔深较浅倒杆时钻柱内冲洗液的压力可能使钻具浮起造成岩心堵塞或折断要适当调小泵量以降低泵压。在节理发育倾角小的岩层中钻进可用镀铬内管或半合管亦可在内管中涂润滑油或岩心保护剂。孔内残留岩心长度较大时应专门捞取。改善钻具稳定性的措施a)使用直的机上钻杆、轻便水龙头和轻型高压胶管斜孔钻进时要通过导正钢丝绳平衡机上钻杆、水龙头和高压胶管下垂产生的弯曲力b)钻杆、钻具要经常检查连接要同心c)钻杆、转速要与岩层相适应不要盲目加压或提高转速d)使用润滑冲洗液减阻e)使用减震器、扶正器或稳定接头f)选择合理的钻具组合和级配。复杂岩层钻进遇复杂岩层可采用超径钻头增加钻杆外径与孔壁之间的间隙。为防止岩心堵塞允许卡簧内径略微增大(小于钻头内径mm~mm)卡簧座底端离钻头内台阶的距离适当调小。要控制回次长度。采用回灌措施放慢提下钻速度。硬而致密的弱研磨性岩层(“打滑”岩层)钻进使用胎体硬度HRC~和浓度小于的孕镶钻头。适当加大钻压或通过水龙头向孔内添加磨料使胎体磨损和金刚石出刃。上诉方法处理无效时将钻头提到地面对胎体采用喷砂、砂轮打磨、石英砂研磨、酸腐蚀等方法处理使金刚石出刃后再下入孔内继续钻进。金刚石绳索取心钻探绳索取心钻头和扩孔器的选择金刚石的品级、金刚石绳索取心钻头与扩孔器的规格系列应符合相关标准的要求。应选用优质级和特级的天然金刚石作表镶钻头选用经过挑选和加工处理的低级品、等外级天然金刚石做孕镶钻头(粒度为目~目)选用高强度晶形完整的人造金刚石单晶(粒度为目、目、目、目、目)或

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