朱恒銀，蔡正水，王 強(qiáng)，曾載淋，程紅文

(1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，安徽 六安 237010;2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 贛州 341000)

1 項目背景及概況

受中國地質(zhì)科學(xué)院和江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊的委托，由安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊承擔(dān)《華南于都—贛縣礦集區(qū)科學(xué)鉆探選址預(yù)研究》NLSD－1孔科學(xué)鉆探工程任務(wù)。

《華南于都—贛縣礦集區(qū)科學(xué)鉆探選址預(yù)研究》為《深部探測技術(shù)與實驗研究專項》第五項目《大陸科學(xué)鉆探選址與鉆探試驗》項目下屬課題《大陸科學(xué)鉆探選址與鉆探實驗綜合研究》的部分(編號:201011064)，研究重點主要是在于都—贛縣礦集區(qū)的銀坑地區(qū)，結(jié)合項目三之課題三(SinoProbe－03－03)高精度重磁面積測量和骨干剖面的大地電磁、反射地震和CSAMT/AMT等探測研究，以及礦田構(gòu)造、巖漿巖和成礦研究等成果，通過鉆探揭露驗證和相關(guān)研究工作，揭示與成礦有關(guān)的巖體、基底、蓋層的空間分布，建立地殼結(jié)構(gòu)模型和異常解釋“標(biāo)尺”，推斷深部地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、探討成礦物質(zhì)遷移—富集機(jī)制、總結(jié)成礦規(guī)律，為深部找礦指明方向并提供技術(shù)方法組合，為進(jìn)一步進(jìn)行更深層次(5～50 km)地球物理探測和科學(xué)超深鉆實施奠定基礎(chǔ)。

NLSD－1孔設(shè)計孔深3000 m，2011年6月25日正式開鉆，至2013年7月22日終孔，實際終孔孔深2967.83 m，終孔直徑97 mm，全孔巖心采取率97.80%。經(jīng)中國地質(zhì)科學(xué)院組織專家驗收，鉆孔質(zhì)量完全滿足地質(zhì)科學(xué)研究要求。

2 施工目的與條件

2.1 鉆探目的

NLSD－1孔的目的任務(wù)是:完成3000 m孔深的鉆孔施工;配合完成與孔內(nèi)相關(guān)的各項測試研究工作;探討高效率鉆進(jìn)技術(shù)與設(shè)備改良;鍛煉隊伍，培養(yǎng)深部鉆探施工與研發(fā)綜合人才。

2.2 地理位置及井場布置

NLSD－1孔位于江西省贛州市于都縣銀坑鎮(zhèn)銀坑礦田內(nèi)，距贛州市120 km，位于319國道和224省道(于銀線)交匯點，距于都縣城、興國縣城、寧都縣城都約40 km。鉆孔施工現(xiàn)場距銀坑鎮(zhèn)4 km，由礦山專用線水泥路通至孔位附近約300 m，并在山間修有通往鉆孔位置的道路，交通較為方便。

根據(jù)井場情況及施工需求，NLSD－1孔的井場布置平面圖如圖1所示。

圖1 NLSD－1孔井場布置平面圖

2.3 主要地層情況

NLSD－1孔屬銀坑地區(qū)，位于礦集區(qū)中北部，本區(qū)域出露地層以前寒武系褶皺基底和晚古生代褶皺蓋層為主，中生代地層多為斷陷盆地沉積;巖漿活動時期為志留系、侏羅—白堊系，尤以侏羅—白堊系為主;區(qū)域構(gòu)造主要發(fā)育一系列北東向、北北東向深大斷裂或推覆構(gòu)造。所鉆地層破碎、軟硬不均，鉆孔自然彎曲嚴(yán)重，最大彎曲率可達(dá)1°/10 m。

2.4 施工質(zhì)量要求

(1)設(shè)計孔深3000 m;

(2)鉆孔設(shè)計開孔頂角0°;

(3)鉆孔終孔直徑≥76 mm;

(4)全孔巖心平均采取率≥85%，個別特殊地層連續(xù)2回次和單層采取率≥70%;

(5)鉆孔彎曲度＜2°/100 m，鉆孔終孔頂角≤30°，鉆孔彎曲度每100 m測一次，每25 m提供一個實測孔斜數(shù)據(jù);

(6)孔深校正、水文觀測、封孔、巖心編號擺放及裝箱均按照國家規(guī)范要求執(zhí)行。

3 鉆探設(shè)備及配套機(jī)具

FYD－2200型分體塔式全液壓動力頭鉆機(jī);現(xiàn)場工作室;SG－24A型四角塔，允許承重550 kN;BW－300/12B型泥漿泵;繩索取心絞車;振動篩、泥漿攪拌及制漿裝置;SQ114/8型液壓動力鉗;NY－1型泥漿性能測試儀、DLA－Ⅱ型六速旋轉(zhuǎn)粘度計;KXP－2D型測斜儀、LHE2000型有線隨鉆測量儀;LF－65、5LZ73、YF－65、LF－54型孔底螺桿馬達(dá)。

4 鉆進(jìn)工藝方法

4.1 鉆孔結(jié)構(gòu)及下入套管程序

NLSD－1鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計為4層套管，因為全孔地層較為復(fù)雜，如下套管，層數(shù)較多，風(fēng)險及費用較大，所以施工中主要以泥漿護(hù)壁為主，該孔實際下入2層套管(168 mm套管下至96.24 m，127 mm活動套管下至96.70 m)。NLSD－1設(shè)計、實際鉆孔結(jié)構(gòu)及套管程序見圖2所示。

圖2 NLSD－1設(shè)計、實際鉆孔結(jié)構(gòu)及套管程序圖

4.2 鉆進(jìn)方法

4.2.1 取心鉆進(jìn)及擴(kuò)孔方法

4.2.2 鉆進(jìn)參數(shù)的選擇

NLSD－1孔取心鉆進(jìn)參數(shù)見表1。

為防止上部地層鉆孔彎曲，采用輕壓、慢轉(zhuǎn)、小泵量鉆進(jìn);202.82 m換97 mm繩索取心鉆進(jìn)，適當(dāng)增加鉆壓，以提高機(jī)械鉆速;鉆至1461.69 m時，換77 mm繩索取心鉆進(jìn)，由于鉆頭底唇面積減小，鉆壓和轉(zhuǎn)速值也相應(yīng)減小，而環(huán)狀間隙增大，增加泵量可提高泥漿上返速度，利于巖粉的攜帶;1683.34～1764.36 m，二疊系煤層連續(xù)出現(xiàn)，鉆孔坍塌、縮徑較為嚴(yán)重，選用小泵量，降低沖洗液對孔壁的沖蝕;隨著孔深繼續(xù)增加，鉆桿回轉(zhuǎn)阻力增大，選用低轉(zhuǎn)速，可減少鉆桿斷裂情況的發(fā)生;孔深超過2000 m以后，受螺桿鉆工作性能的限制，糾斜鉆進(jìn)效率較低，主要以孔斜預(yù)防為主，因此鉆進(jìn)時仍然嚴(yán)格控制鉆壓和轉(zhuǎn)速。

圖3 TSZ型塔式繩索取心鉆具組合示意圖

表1 取心鉆進(jìn)參數(shù)

4.3 鉆頭選擇和使用

0～96.70 m風(fēng)化層、破碎層及上部巖層鉆進(jìn)選擇金剛石復(fù)合片鉆頭，擴(kuò)孔鉆進(jìn)選用金剛石帶導(dǎo)向鉆頭;96.70～202.82 m選擇金剛石單動雙管取心鉆頭;202.82～2967.83 m繩索取心鉆進(jìn)選用孕鑲金剛石鉆頭。

鉆孔上部采用硬質(zhì)合金和金剛石復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn)。鉆孔202.82～1461.69 m孔段采用97 mm金剛石繩索取心鉆進(jìn)，累計進(jìn)尺1266.21 m(含側(cè)鉆孔進(jìn)尺，不含糾斜、穩(wěn)斜進(jìn)尺)，平均時效1.10 m，鉆頭平均壽命60.30 m;1461.69～1764.36 m采用77 mm金剛石繩索取心鉆進(jìn)(后采用97 mm口徑擴(kuò)孔)，累計進(jìn)尺297.97 m(不含糾斜、穩(wěn)斜進(jìn)尺)，平均時效0.78 m，鉆頭平均壽命99.32 m;1764.36～2967.83 m采用TSZ型塔式繩索取心鉆進(jìn)，累計進(jìn)尺1349.93 m(含側(cè)鉆孔進(jìn)尺，不含糾斜、穩(wěn)斜進(jìn)尺)，平均時效0.55 m，平均壽命122.72 m。在松散破碎地層，采用隔水式金剛石鉆頭;在硬巖層中選擇異型金剛石鉆頭。同時該孔中進(jìn)行了高效長壽命金剛石鉆頭的試驗與研究。選用的特殊唇面金剛石鉆頭如圖4所示。

圖4 特殊唇面金剛石鉆頭圖片

通過NLSD－1孔不同形狀金剛石鉆頭選擇和使用情況可以表明:

(1)在風(fēng)化破碎地層選擇階梯底噴隔水式復(fù)合片和金剛石鉆頭，配合單動半合管取心，可以保證巖心采取率。

(2)同心圓尖齒鉆頭與圓弧形鉆頭相比，具有時效高、壽命長等特點。主要原因:前者比后者減少了鉆頭唇部克取巖石工作面面積，增加了單位面積鉆壓，增加了破碎巖石的自由面，使鉆頭產(chǎn)生擠壓、剪切破碎巖石的效果，使巖屑顆粒變粗，有利于金剛石出刃，以提高鉆進(jìn)效率;另外，鉆頭唇部有多環(huán)形同心圓，利于鉆頭鉆進(jìn)過程中排粉和冷卻，以增加鉆頭使用壽命。

(3)在淺孔中硬性地層鉆進(jìn)時，可開高轉(zhuǎn)速，鉆壓可控情況下，選擇圓弧狀鉆頭具有良好保徑性能，亦可達(dá)到較好的使用效果。

(4)使用TSZ鉆具鉆進(jìn)時，由于穩(wěn)定性較好，可延長鉆頭壽命。

(5)通過巖樣測試，針對地層情況，由313地質(zhì)隊探礦工程技術(shù)研究所鉆頭研究室研制的部分鉆頭在該孔中試驗，取得了較好的效果，最高壽命可達(dá)261.90 m，平均壽命146.62 m。

4.4 鉆進(jìn)沖洗液

4.4.1 沖洗液類型選擇

NLSD－1孔鉆進(jìn)沖洗液以聚合物低固相沖洗液和無固相聚合物沖洗液為主。

根據(jù)地層條件及鉆探工藝調(diào)配沖洗液。當(dāng)?shù)貙虞^完整時，選用聚合物無固相沖洗液，沖洗液不僅具有很好的攜粉能力，還要具有良好的剪切稀釋性能，增加流動性以提高機(jī)械鉆速;地層較復(fù)雜時，選用膨潤土泥漿，具有低失水性及良好的護(hù)壁性能，確保鉆孔孔壁穩(wěn)定;糾斜鉆進(jìn)時要求泥漿含砂量盡可能低，以延長螺桿鉆壽命及保證螺桿鉆在孔底正常工作;繩索取心鉆進(jìn)時，要求泥漿固相含量低、泥皮質(zhì)量好，以防鉆桿內(nèi)壁結(jié)垢，造成內(nèi)管投放不到位或打撈失敗，同時應(yīng)有良好的潤滑性能，降低鉆桿回轉(zhuǎn)阻力。

4.4.2 現(xiàn)場沖洗液配方及性能

現(xiàn)場泥漿配方及性能如表2所示。

表2 沖洗液配方及性能

5 鉆孔軌跡控制技術(shù)

NLSD－1孔由于地層強(qiáng)促斜，鉆孔自然彎曲嚴(yán)重，在鉆進(jìn)過程中進(jìn)行了鉆孔軌跡控制，其意義主要體現(xiàn)在:糾正孔斜，使其滿足地質(zhì)設(shè)計要求，地質(zhì)情況反映更加準(zhǔn)確;增加鉆孔垂直度，減小鉆具回轉(zhuǎn)阻力，延長鉆桿壽命。

5.1 鉆孔自然彎曲情況

NLSD－1孔鉆遇地層主要為風(fēng)化巖、沉凝灰?guī)r、變質(zhì)凝灰?guī)r、粉砂巖、含碳質(zhì)砂巖、煤系地層和灰?guī)r。由于部分地層巖石片理構(gòu)造，節(jié)理面光滑、傾角大，以及軟硬互層頻繁出現(xiàn)，自開孔以來鉆孔便呈現(xiàn)頂角上漂、方位小范圍變化狀態(tài)，鉆孔自然彎曲度最大處(0.5°～0.8°)/10 m，如1120～1140 m 孔段。

部分孔段由于鉆孔自然彎曲嚴(yán)重，若不采取糾斜措施，鉆孔軌跡不符合設(shè)計要求，若多次糾斜，又容易造成巖心損失，不能保證巖心采取率，只能采取先取心鉆進(jìn)，后封孔、側(cè)鉆糾偏的方案，如1589.90～1764.36 m孔段。強(qiáng)促斜地層巖心見圖5。

由于地層強(qiáng)促斜，在采取各種防斜措施仍然無法控制鉆孔軌跡的情況下，共計進(jìn)行了96次糾斜，2次水泥封孔、側(cè)鉆。

5.2 鉆孔軌跡控制方法

NLSD－1孔糾斜施工采用的是以孔底液動螺桿馬達(dá)作為動力，運用隨鉆測量技術(shù)進(jìn)行人工受控定向鉆進(jìn)的鉆孔軌跡控制方法。

圖5 強(qiáng)促斜地層巖心圖片

5.2.1 糾斜工具的選擇

孔底動力工具:LF－54、YF－65、LF －65、5LZ73型液動螺桿馬達(dá);1.0°和1.25°螺桿鉆彎外管。

定向儀:LHE2000型隨鉆測斜儀。

另有穩(wěn)斜鉆具、擴(kuò)孔鉆具、磨孔鉆具、校驗臺、無磁鉆桿、彎接頭、造斜鉆頭等其它工具。

5.2.2 鉆孔軌跡控制工藝

5.2.2.1 鉆孔糾斜及側(cè)鉆工藝流程(如圖6所示)

圖6 鉆孔糾斜及側(cè)鉆工藝流程圖

5.2.2.2 鉆孔糾斜強(qiáng)度的選擇

鉆孔軌跡控制過程中，造斜強(qiáng)度的選擇對鉆孔軌跡控制的成敗起到關(guān)鍵作用。若造斜強(qiáng)度過大，鉆具回轉(zhuǎn)阻力大，不僅降低鉆進(jìn)效率，而且容易造成鉆具斷裂，引起孔內(nèi)事故;若造斜強(qiáng)度過小，不易控制鉆孔軌跡，或增加造斜長度，造成巖心損失，不能保證巖心采取率。

NLSD－1孔采用液動螺桿鉆進(jìn)行糾斜，其糾斜強(qiáng)度主要受螺桿鉆彎外管度數(shù)的影響，度數(shù)越大，糾斜強(qiáng)度越大，反之越小?？紤]到該孔為深孔，又主要進(jìn)行繩索取心鉆進(jìn)，且鉆孔自然彎曲嚴(yán)重，需要多次、頻繁地糾斜，為保證鉆進(jìn)安全及滿足巖心采取率，糾斜強(qiáng)度控制在(0.2°～0.3°)/m。

5.2.2.3 鉆孔定向糾斜系統(tǒng)

NLSD－1孔定向糾斜系統(tǒng)為有纜式隨鉆測量系統(tǒng)(見圖7)，所使用的隨鉆儀器為LHE2000型有線隨鉆測斜儀，最大隨鉆深度2500 m。

當(dāng)螺桿鉆造斜時，在地面可通過隨鉆測量系統(tǒng)觀察鉆孔頂角、方位、工具面角等測量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行鉆孔軌跡監(jiān)控。

5.2.3 鉆孔軌跡控制成果

5.2.3.1 NLSD －1 鉆孔軌跡(見圖 8)

5.2.3.2 鉆孔糾斜成果

NLSD－1孔共進(jìn)行96次糾斜，其中52次在強(qiáng)促斜地層中用螺桿鉆定向鉆具穩(wěn)斜(即糾斜機(jī)具糾斜力與地層促斜力相等，鉆孔頂角無變化)，42次為有效糾斜(指能有效降頂角)。有效糾斜總進(jìn)尺105.82 m，累計降頂角25.8°(不含定向穩(wěn)斜值)，平均糾斜回次進(jìn)尺2.52 m，平均回次降頂角0.61°，糾斜段平均糾斜強(qiáng)度0.244°/m。

圖7 NLSD－1孔使用的有纜式隨鉆測量系統(tǒng)示意圖

圖8 NLSD－1鉆孔軌跡圖

由于鉆孔軌跡控制合理，糾斜段平均彎曲強(qiáng)度控制在0.244°/m，平均回次降頂角0.61°，平均曲率半徑234.94 m，基本滿足繩索取心硬巖鉆進(jìn)鉆孔彎曲半徑的要求。

6 鉆孔質(zhì)量與主要技術(shù)指標(biāo)完成情況

6.1 鉆孔質(zhì)量指標(biāo)完成情況

NLSD－1孔全孔連續(xù)取心鉆進(jìn)，孔深2967.83 m，實際取心鉆進(jìn)深度3270.15 m(含側(cè)鉆取心)，采取巖心長度 3198.18 m，主孔巖心采取率達(dá)到97.80%，超過全孔巖心采取率≥85%的設(shè)計要求。鉆孔終孔頂角21.25°。鉆孔各項質(zhì)量指標(biāo)完全滿足科學(xué)鉆探要求。

6.2 鉆孔主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)與效率分析

6.2.1 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)完成情況

NLSD－1孔于2011年6月25日正式開鉆，于2013年7月22日終孔，孔深達(dá)2967.83 m。鉆孔鉆探工作總臺時為20119.09 h，其中計入臺月的時間為18922.42 h，占總臺時的94.05%，平均臺月效率112.93 m。97 mm繩索取心鉆進(jìn)平均時效1.10 m，77 mm繩索取心鉆進(jìn)平均時效0.78 m，TSZ型塔式繩索取心鉆進(jìn)平均時效0.55 m，全孔平均時效0.72 m。

6.2.2 鉆孔施工時間與效率分析

NLSD－1孔各項作業(yè)時間利用率分析見圖9。

圖9 總臺月各項作業(yè)時間分析圖

由圖9可以看出:NLSD－1孔純鉆進(jìn)時間利用率只有24%，而孔內(nèi)事故時間率為14%，鉆孔側(cè)鉆時間為11%，糾斜時間為10%。通過對NLSD－1孔時間分析，影響鉆探效率的利弊因素主要有以下幾個方面。

(1)提高效率的有利因素。

①采用繩索取心鉆進(jìn)，提高了純鉆進(jìn)時間利用率。

②根據(jù)巖石的可鉆性、硬度、強(qiáng)度、研磨性和完整度，選擇高效長壽命金剛石鉆頭，提高了鉆進(jìn)效率，減少了提鉆次數(shù)，縮短了輔助時間。

③采用TSZ型塔式繩索取心鉆進(jìn)，防斜效果良好，減少了糾斜次數(shù)，增加了純鉆進(jìn)時間利用率。

(2)影響效率的不利因素。

①地層復(fù)雜是影響施工效率低下的最主要因素。地層促斜，鉆孔彎曲嚴(yán)重，糾斜和側(cè)鉆時間共占總臺月時間的21%;地層破碎，掉塊卡鉆，斷鉆桿次數(shù)多，最后還造成埋鉆事故，孔內(nèi)事故處理時間占14%。

②內(nèi)管總成質(zhì)量對效率的影響。因繩索取心內(nèi)管總成懸掛系統(tǒng)設(shè)計及元件質(zhì)量問題，造成內(nèi)管打撈失敗或投放不到位，增加了提鉆次數(shù)。

③提鉆間隔與孔深對效率的影響。該孔繩索取心孔段共計提鉆305次，平均提鉆間隔9.07 m，起下鉆時間占到總臺月時間的6%(不包括糾斜、側(cè)鉆過程的起下鉆時間)?？咨钆c臺月效率關(guān)系見圖10。

圖10 孔深與臺月效率關(guān)系曲線

由圖10可以看出，由于1000～2000 m孔段進(jìn)行了2次側(cè)鉆糾斜，糾斜次數(shù)也較多，導(dǎo)致臺月效率下降明顯;隨著孔深的增加，臺月效率降低，此外還受側(cè)鉆、糾斜、提鉆次數(shù)等因素的影響。

7 技術(shù)成果與經(jīng)驗

7.1 主要成果

通過NLSD－1科學(xué)鉆探孔施工所獲得的深孔鉆探主要經(jīng)驗和成果如下:

(1)鉆孔2967.83 m孔深全孔軌跡實現(xiàn)人工受控且繩索取心鉆進(jìn)，終孔口徑97 mm，屬國內(nèi)首創(chuàng);

(2)NLSD－1鉆孔采用自行研制的分體塔式全液壓動力頭鉆機(jī)及繩索取心鉆桿完成2967.83 m孔深，屬國內(nèi)先例;

(3)運用定向鉆進(jìn)、隨鉆測量技術(shù)成功實現(xiàn)了深孔強(qiáng)促斜地層的鉆孔軌跡控制，并在深孔硬巖側(cè)鉆、鉆孔防斜與糾斜等方面積累了寶貴的經(jīng)驗;

(4)研制出了TSZ型塔式繩索取心鉆具，成功地解決了鉆孔防斜，及深孔破碎地層繩索取心鉆進(jìn)時不能使用高稠度泥漿進(jìn)行護(hù)壁的難題;

(5)運用深部鉆探鉆井液與護(hù)壁堵漏技術(shù)，解決了深孔長孔段連續(xù)破碎地層的護(hù)壁、深孔泥漿抗高溫、懸粉、攜粉、護(hù)壁等方面的技術(shù)難題;

(6)研制出了適合深孔鉆進(jìn)的長壽命高效金剛石鉆頭，減少了提下鉆時間，增加了鉆進(jìn)效率;

(7)設(shè)計采用彈塑性扶正器及活動套管防回扣技術(shù)，解決了活動套管回扣，失穩(wěn)折斷事故，保證了鉆孔安全鉆進(jìn)。

7.2 經(jīng)驗與體會

7.2.1 主要經(jīng)驗

NLSD－1孔鉆遇地層為國內(nèi)罕見的強(qiáng)促斜及破碎地層，施工中克服了種種困難，采用了多種新技術(shù)、新方法，順利地完成了施工任務(wù)。在復(fù)雜地層及全孔軌跡受控鉆進(jìn)情況下施工3000 m孔深鉆孔，具有一定的風(fēng)險性和探索性。所以，當(dāng)施工思路(設(shè)計)確定之后，組織施工隊伍和管理也是施工成敗的關(guān)鍵之一。該項目實施過程中，在施工技術(shù)與管理上做了以下幾個方面的工作。

(1)實行項目管理，組成精干的施工隊伍。由探礦副隊長主管負(fù)責(zé)，抽調(diào)曾施工汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探3號孔及深部鉆探研究試驗孔的有經(jīng)驗的技術(shù)人員、鉆探機(jī)班長及工人組建“南嶺NLSD－1孔施工項目部”，實行項目管理責(zé)任制。同時與中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)、無錫鉆探工具廠等單位橫向技術(shù)合作。由于建立了一套嚴(yán)格的施工管理體系，所以保證了鉆探質(zhì)量、安全作業(yè)及施工全過程的順利實施。

(2)認(rèn)真編寫了NLSD－1孔科學(xué)鉆探施工組織設(shè)計，并請專家進(jìn)行了評審。制定了針對性現(xiàn)場管理制度，如項目經(jīng)理制、質(zhì)量管理制、安全生產(chǎn)制、崗位責(zé)任制、現(xiàn)場操作規(guī)程、交接班制、泥漿管理制、施工過程日匯報制、待遇分配制及勞動紀(jì)律等。規(guī)范了施工過程中的管理，做到有章可循，嚴(yán)格執(zhí)行，定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。

(3)根據(jù)現(xiàn)場工程需要，實行關(guān)鍵節(jié)點項目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)和機(jī)長跟班制，遇到關(guān)鍵的施工技術(shù)問題及時組織技術(shù)人員攻關(guān)。抓技術(shù)骨干、抓關(guān)鍵在深部鉆探施工中起到了重要作用。

(4)實行鉆進(jìn)指標(biāo)考核制并與經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。如鉆孔施工分段承包考核，承包內(nèi)容主要為:規(guī)定時間內(nèi)完成鉆探工作量、質(zhì)量、安全等指標(biāo)，完成或超額完成指標(biāo)給予獎勵，完不成定額指標(biāo)或出了人為事故給予懲罰，做到獎懲統(tǒng)一，以提高職工的責(zé)任心和積極性。

(5)通過該項目的施工，鍛煉了隊伍，積累了深部鉆探的經(jīng)驗，培養(yǎng)了一批專業(yè)技術(shù)人才，為我國深部巖心鉆探技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

7.2.2 問題與體會

通過深部鉆探施工實踐，我們認(rèn)識到還存在一些問題仍需繼續(xù)完善和改進(jìn)。

(1)由于鉆孔軌跡全孔跟蹤控制，鉆孔軌跡多處呈S狀，造成繩索取心鉆桿后期疲勞損壞、鉆桿脫口、折斷等孔內(nèi)事故，深孔處理事故耗時較多，占總臺月時間的14%，嚴(yán)重地降低了后期施工效率。

(2)地質(zhì)鉆孔糾斜程序過于繁瑣，施工效率低下。

(3)深孔和特深孔鉆探，鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，2500 m以上孔段鉆孔直徑設(shè)計偏小，若孔內(nèi)出現(xiàn)事故時，處理回旋余地小，同時不利于使用孔底馬達(dá)造斜及液動沖擊器。

(4)深孔鉆探中，目前仍無法準(zhǔn)確測得孔底鉆壓(現(xiàn)常用以鉆具稱重的方法)，影響鉆進(jìn)效率及易發(fā)生孔內(nèi)事故。

(5)深孔鉆探處理孔內(nèi)事故工具單一。例如孔底出現(xiàn)卡埋鉆事故，目前均采用反絲鉆桿逐根反正絲的處理方法，費工費時，成本較大。鉆塔鉆桿靠架無法滿足鉆桿擺放要求(如3000 m鉆孔，需擺放6000 m鉆桿)。

(6)鉆探現(xiàn)場缺少鉆桿柱快速檢測探傷系統(tǒng)，現(xiàn)場部分鉆桿帶傷下孔鉆進(jìn)，存在安全隱患。

(7)適用于小口徑繩索取心鉆孔的螺桿鉆具輸出扭矩過小，造成糾斜鉆進(jìn)效率低。

7.3 關(guān)鍵技術(shù)的展望

根據(jù)目前深部鉆探所存在的問題，提出以下幾點認(rèn)識和研究思路:

(1)研究深孔鉆探孔底壓力測量系統(tǒng);

(2)進(jìn)一步完善深孔鉆探事故處理機(jī)具;

(3)加強(qiáng)對繩索取心孔底液動馬達(dá)的研究;

(4)進(jìn)一步研究輕型高強(qiáng)度鋁合金鉆桿;

(5)研制鉆桿柱微損傷現(xiàn)場快速檢測儀器，并能在提下鉆時隨機(jī)檢測。

[1] 朱恒銀，等.華南于都—贛縣礦集區(qū)科學(xué)鉆探選址預(yù)研究NLSD－1孔施工技術(shù)報告[R].安徽六安:安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊.2013.

[2] 朱恒銀，等.深部巖心鉆探鉆進(jìn)工藝方法研究[R].安徽六安:安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊.2012.

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