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        不見光密封取芯鉆探工藝在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

        2022-09-08 14:25:52
        世界有色金屬 2022年12期
        關(guān)鍵詞:起鉆內(nèi)管第四系

        隨著地質(zhì)調(diào)查技術(shù)的不斷發(fā)展,地質(zhì)調(diào)查工作逐漸向精細(xì)化發(fā)展,不僅趨向于微觀地質(zhì)調(diào)查,而且在樣品采集中也有新的技術(shù)突破,如氣體測量,特殊樣品采集等

        。此時,如何在鉆孔巖芯樣品采集過程中防止樣品氧化、見光以及污染等問題成為當(dāng)前研究的熱點之一。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查所需要的最終目的,對樣品采集方法以及鉆進(jìn)工藝提出了更高的要求,不見光密封取芯鉆探工藝就是較為常用的一種取樣技術(shù)

        。因此,本文結(jié)合某地質(zhì)調(diào)查過程中不見光密封取芯鉆探工作過程,分析該工藝在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用,為特殊樣品的采集提供參考。

        1 研究區(qū)地質(zhì)概況

        研究區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對較簡單,主要出露第四系和新近系地層。其中,前者根據(jù)時代可進(jìn)一步分為全新世、上更新世、中更新世和下更新世等,不同層位的地質(zhì)體特征如下所述:

        (1)第四系全新世地層:該層厚度變化較大,一般介于0~18.80m之間,最厚為18.80m。該層主要巖性為粉砂土、細(xì)砂和棕灰色砂質(zhì)黏土,為疏松軟弱層位之一。

        (2)第四系上更新世地層:該層位于第四系全新世地層之下,厚度一般介于18.80全新世地層52.50m之間,平均厚為33.70m。該層主要巖性為頂層棕黑色黏土、棕灰棕黃色砂質(zhì)黏土、粉砂土、細(xì)砂、中細(xì)砂和卵石層。

        (3)第四系中更新世地層:空間上位于第四系上更新世地層之下,位于第四系下更新世地層之上,該層厚度介于52.50m~109.50m之間,平均厚為57.0m。該層主要巖性為頂層棕褐紅褐色黏土、棕褐棕黃色砂質(zhì)黏土、細(xì)砂、中細(xì)砂。

        (4)第四系下更新世地層:空間上位于第四系中更新世地層和新近系地層之間,厚度一般介于109.50m~248.50m之間,平均厚為139.0m。該層主要巖性為頂層風(fēng)化碳酸鹽、紅褐色黏土、棕紅色砂質(zhì)黏土、淺黃色砂土、細(xì)砂、中細(xì)砂和卵石層。

        (5)新近紀(jì)地層:該層是研究區(qū)最為古老的地層,空間上位于第四系下更新世地層之下。該層厚度一般介于248.50m~302.30m之間,平均厚為253.80m。該層主要巖性為淺紅色、紅褐色黏土質(zhì)粉砂,棕黃色、棕紅色砂質(zhì)泥巖、棕黃色砂巖等,該層常見有灰綠色砂質(zhì)泥巖。

        2 鉆具基本概況

        根據(jù)研究區(qū)基本地質(zhì)概況可知,研究區(qū)上部以軟弱層為主,主要由一套中卵石、砂礫、黏土等組成,在鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)巖芯提取困難等現(xiàn)象。因此,結(jié)合地質(zhì)概況,本次選擇的鉆具為三重管單動塑料內(nèi)管取芯鉆具。

        三重管單動塑料內(nèi)管取芯鉆具:外管外徑108mm,第二層管外徑84mm,內(nèi)管外徑75mm,開孔直徑110mm,總長150cm,一次取樣長度99.5cm。取樣管超前長度35mm,超前部分伸縮范圍0~35mm。

        我這支“左右逢源”之筆(一貫是真誠的,就是說,每個思想觀點中都有千分之一的真理)寫出來的是最美的文字,是我最深刻的信念的標(biāo)記: 這都是胡言亂語,沒人需要,政府(在我心里)已被嚴(yán)格禁止傾聽這些言論。[4]161

        取芯鉆具下放到孔底,給水回轉(zhuǎn)加壓鉆進(jìn)<105cm。停鉆后打開地面回水閥門即可起吊至地面;連鉆頭卸下外管,卸下管靴,拔出塑料內(nèi)管,蓋上封蓋,用防水膠布或綿紙、熔蠟封土

        ;清洗后重新組裝,螺紋配合部涂少許潤滑油。

        當(dāng)前,各個高校都已經(jīng)構(gòu)建了校園安保系統(tǒng),同時也建立了校園安全視頻中心,雖然能夠通過監(jiān)控錄像還原一些事件的情形,但是并沒有使用太多的智能化技術(shù),缺少智能識別、預(yù)警、視頻摘要等功能[6]。為了能夠完善安保監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的功能,需要對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級,引入智能視頻監(jiān)控云系統(tǒng),并加入智能識別的功能,從而進(jìn)行視頻摘要并推送到云端進(jìn)行搜索。

        3 取芯鉆探施工與鉆探工藝

        3.1 取芯鉆探設(shè)備

        為保證本次不見光密封取芯質(zhì)量,結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)特征,本次鉆探設(shè)備采用XY-44型取芯鉆機(jī)(圖1)。

        XY-44型取芯鉆機(jī)配置BW250型泥漿泵,鉆塔類型為人字塔,塔高12m。動力機(jī)類型為柴油機(jī),鉆具組合自下而上采用φ150mm、φ130mm、φ110mm鉆具+φ108mm巖芯管+主動鉆桿鉆進(jìn)。

        (3)從鉆頭接觸井底開始,直至取芯鉆進(jìn)工作進(jìn)程完畢為止,鉆頭應(yīng)始終保留在井底,不能離開井底。若在鉆進(jìn)過程中遇到特殊情況需要提取鉆頭時,則應(yīng)割芯起鉆。

        缸筒材質(zhì)為合金結(jié)構(gòu)鋼35CrMoV,熱處理技術(shù)要求:①外徑φ100.14mm±0.05mm處硬度≥50HRC,淬硬層深度(淬硬層深度定義為從表面以下硬度在35HRC以上的厚度)1~1.5mm。②表面不可有熔化、裂紋、變形等缺陷。③產(chǎn)品表面不可碰劃傷。缸筒外形形狀及尺寸如圖2所示。

        3.2 鉆進(jìn)方法、鉆孔結(jié)構(gòu)

        本次施工采用XY-44型鉆機(jī),在甲方指定地點根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行場地檢查、平整確定無隱患后安裝設(shè)備,設(shè)備安裝時鉆機(jī)、孔口、鉆塔天車三點一線,鉆塔、鉆機(jī)水平,各附屬設(shè)施安裝完善,經(jīng)技術(shù)人員檢查驗收后開鉆。取芯鉆孔開孔采用φ150mm和φ130mm鉆具鉆進(jìn),穿過地表第四系地層后,下入φ127mm套管,之后換用φ110mm鉆具鉆進(jìn),巖芯管管徑φ108mm,管長1.5m,孔徑φ110mm,一徑到底,鉆進(jìn)至設(shè)計深度,施工過程順利。

        (4)在鉆進(jìn)過程中必須處理好鉆時記錄,并隨時關(guān)注鉆進(jìn)過程中的變化

        。若發(fā)現(xiàn)鉆時突然猛增以及轉(zhuǎn)盤負(fù)荷變輕等現(xiàn)象時,就可能出現(xiàn)了堵芯現(xiàn)象。若判斷確實為堵芯現(xiàn)象時,則應(yīng)果斷割芯起鉆處理。

        總之,在高中語文課堂教學(xué)中,教師要善于合理、科學(xué)地運(yùn)用信息技術(shù),幫助學(xué)生深刻理解課堂知識,拓寬語文知識面,構(gòu)建高效語文課堂。

        (2)在鉆具鉆進(jìn)過程中不能停止泥漿泵,不能停止轉(zhuǎn)盤。若在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)跳鉆等現(xiàn)象時,應(yīng)及時調(diào)整鉆井的參數(shù)。

        藥物成癮涉及腦內(nèi)多種神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)系統(tǒng)的功能紊亂。越來越多的研究顯示,DA系統(tǒng)可能是強(qiáng)迫性用藥的重要分子基礎(chǔ),近年來,5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、谷氨酸(glutamate,Glu)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)和內(nèi)源性大麻素(endocannabinoid,eCB)等神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)質(zhì)也開始受到關(guān)注。

        為調(diào)高鉆進(jìn)質(zhì)量,確保巖芯采取率,應(yīng)注意以下幾點事項:

        3.3 取芯方法

        下部第四系和新近系采用新研制的三重管單動鉆進(jìn)方式,這一鉆具是針對砂卵石覆蓋層鉆進(jìn)專用系列鉆具,是配有普通內(nèi)管和半合式PVC內(nèi)管的兩級單動機(jī)構(gòu)的雙層巖芯管鉆具,它使用于未膠結(jié)的砂卵石覆蓋層及所有基巖地層金剛石巖芯鉆探,配合植物膠類鉆井液,巖芯采取率更高,且能實現(xiàn)密封取芯(巖芯不見光)(圖2)。

        名師的成長與成名主要靠教師自身的努力進(jìn)取,但也離不開學(xué)校的發(fā)展平臺和有意識、有計劃的培育,因此,學(xué)校要把名師培育作為師資隊伍建設(shè)的一項重要工作來抓,強(qiáng)化頂層設(shè)計和統(tǒng)籌謀劃,形成有利于名師干事創(chuàng)業(yè)、成長發(fā)展的良好機(jī)制。

        3.4 鉆頭擴(kuò)孔器的選用

        取芯鉆頭的選用根據(jù)地層情況,依據(jù)鉆效高、壽命長、成本低、取芯效果好的原則,在施工中靈活選擇鉆頭。本次施工地層為第四系覆蓋層和第三系半成巖,地層較軟,由于地層中含有卵石層的原由,根據(jù)我公司多年鉆探經(jīng)驗特選取加硬合金鉆頭來施工。

        3.5 鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)

        3.5.1 鉆壓

        相位噪聲是PLL合成頻率源衡量其頻譜純度的重要參量。PLL合成頻率源的噪聲主要來源于4個部分,分別是參考信號源、鑒相器、VCO以及數(shù)字N分頻器,圖2為PLL合成頻率源的相位噪聲模型。其中,Kd為鑒相器的增益,Kv為壓控靈敏度,θnr,θnd,θnv,θnn,θno分別為參考信號源、鑒相器、VCO、數(shù)字N分頻器和PLL合成頻率源輸出信號的相位噪聲。

        鉆壓按具體巖層條件、鉆頭類型、鉆頭實際尺寸(如超徑鉆頭)等,通過實踐合理確定。為減少鉆孔彎曲,保證巖芯采取率,本次施工降低鉆壓,施工壓力小于600kg。

        3.5.2 轉(zhuǎn)速

        同常規(guī)合金鉆頭取芯鉆探一樣,在孔徑、孔深、沖洗潤滑條件、孔壁穩(wěn)定性、巖層研磨性、鉆桿堅固性等條件允許下,為保證巖芯采取率盡量取低轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)

        。平均鉆頭的線速度一般為1.0m/s~2.0m/s。

        3.5.3 沖洗液和沖洗液量

        采用層次分析法(AHP)與模糊綜合評價法相結(jié)合方式對礦山企業(yè)進(jìn)行綠色礦山建設(shè)評價起著重要作用,本文通過實例分析,對綠色礦山建設(shè)評價指標(biāo)和評價方法做出詳細(xì)介紹,為我國綠色礦山建設(shè)提供參考依據(jù)。

        本次施工采用泥漿鉆進(jìn),泥漿采用優(yōu)質(zhì)黏土作原料,防止在鉆桿內(nèi)結(jié)泥皮現(xiàn)象。沖洗液量的確定要素有二:①保持環(huán)狀間隙上返流速在0.45m/s~1.0m/s~1.5m/s范圍內(nèi);②保持鉆頭唇面單位面積(cm

        )沖洗液量在3L/min~5L/min。

        在河湖周邊區(qū),結(jié)合平原區(qū)造林,在城市河道兩側(cè)50~100 m范圍內(nèi),按照喬灌草立體配置模式,建設(shè)河濱植物過濾帶,進(jìn)一步過濾、凈化入河水質(zhì)。

        (1)鉆具在鉆進(jìn)過程中要均勻,在增加壓力的過程中要緩慢勻速增加,不免突然增加壓力等現(xiàn)象,嚴(yán)禁溜鉆現(xiàn)象出現(xiàn)。

        如地層較硬,特殊情況下可不裝塑料內(nèi)管,待試樣取上之后,再裝入不開縫的塑料管內(nèi),封蓋;為方便拔出塑料內(nèi)管,可在塑料管外壁涂潤滑劑;時間用久,刃口磨損,進(jìn)口擴(kuò)大,進(jìn)土困難,可將管靴拆下,刃口向上,用錘敲打刃口部,使進(jìn)口口徑略縮小。

        3.6 巖芯取樣注意事項

        為提高不見光密封取芯質(zhì)量,在注意上述操作的基礎(chǔ)上,應(yīng)經(jīng)可能的注意以下幾點事項,才能獲取更加可靠的樣品。

        (1)在雨天條件下,巖芯是不能夠提取出巖芯筒的,并且將鉆桿等工具保留在井口以內(nèi)。同時,還需要在井眼中灌滿相應(yīng)型號的鉆井液,可較好的減少水體影響取樣質(zhì)量的概率。

        (2)當(dāng)天氣條件適宜時,若巖芯提取屬于正常出筒,則應(yīng)該在兩個小時內(nèi)完成巖芯的出筒以及取樣工作。同時,在巖芯出筒以及取樣過程中應(yīng)確保巖芯不與水接觸,可顯著的提高巖芯的取樣質(zhì)量,減少取樣過程中干擾因素的影響。

        (3)不見光密封取芯的要求較高,且?guī)r芯出筒至取樣的全過程必須在兩個小時內(nèi)完成。故為提高取芯質(zhì)量以及效率,出筒巖芯必須嚴(yán)格按照巖芯提取順序排好,進(jìn)一步丈量巖芯長度,并計采取率(表1)。

        由表1可知:本次巖芯采取率較高,僅在卵石層內(nèi)的采取率較低,為0.19。此外,在粉砂土中的采取率也相對較低,為0.52。其余層位的采取率較高,均大于0.70,一般介于0.80~0.97之間,說明本次巖芯采取率能夠滿足取樣工作的基本要求。

        三項考評辦法的重點和核心是內(nèi)控考核與評價辦法,其中,考核與評價指標(biāo)的設(shè)立是關(guān)鍵。內(nèi)蒙古財政廳在積極謀劃、仔細(xì)研究、廣泛查詢的基礎(chǔ)上,與中國內(nèi)控中心行政事業(yè)研究所等權(quán)威部門合作,借助第三方力量,共同創(chuàng)造性地制定了內(nèi)控考評指標(biāo)體系。從內(nèi)部控制制度體系建立健全、內(nèi)部控制執(zhí)行體系有效實施、內(nèi)控信息化、風(fēng)險管理與自評四個方面構(gòu)建了評價指標(biāo)。其中,一級指標(biāo)4個,二級指標(biāo)15個,三級指標(biāo)30個。三項內(nèi)控考評辦法出臺后即著手組織全廳開展內(nèi)控對標(biāo)與自評工作。通過梳理,進(jìn)一步查找風(fēng)險點,完善原有操作規(guī)程,對處室、單位實施內(nèi)控進(jìn)行自評打分,撰寫內(nèi)控自評報告。

        (4)對于回收的工具,若使用大鉗緊扣的部位,需要使用大鉗松扣,可提高回收工具的使用壽命,減少取樣成本。

        3.7 起鉆注意事項

        為提高起鉆質(zhì)量,確保巖芯的完整度以及采取率等,應(yīng)注意以下幾點事項:

        (1)當(dāng)割芯完成后應(yīng)立即起鉆處理,嚴(yán)禁割芯完成后轉(zhuǎn)盤卸扣,同時必須使用液氣大鉗或者旋繩器卸扣處理。

        (2)起鉆過程中的操作要平穩(wěn),尤其是在最后幾個立柱起鉆時,應(yīng)更加平穩(wěn)操作。防治起鉆起伏過大,導(dǎo)致巖芯采取率降低等。

        (3)應(yīng)使用加壓式的工具,并在起鉆過程中在井口處將加壓接頭整體卸下。取出加壓中心桿和加壓鋼球時,應(yīng)嚴(yán)防落井。

        4 結(jié)語

        綜上所述,本文結(jié)合某地質(zhì)勘查工作中不見光密封取芯工作經(jīng)歷,以該區(qū)域的地質(zhì)特征為基礎(chǔ),分析了該鉆進(jìn)工藝在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用。通過本文的實踐表明,該方法在不見光密封取芯中具有良好的應(yīng)用效果,能夠保障特殊樣品的采集目的。

        [1]范繼五,許金凱,李鵬.月面取芯鉆具回轉(zhuǎn)間隙密封分析與驗證[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2020,43(01):71-75.

        [2]龍威成.煤層密閉取心瓦斯含量測試技術(shù)及其在定向長鉆孔中的應(yīng)用[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,37(06):16-21.

        [3]馬金洪.輕質(zhì)油井壁取芯樣品密封方法研究[J].西部探礦工程,2016,28(11):78-80.

        [4]張宏圖,魏建平,王云剛,李輝.煤層瓦斯含量測定定點取樣方法研究進(jìn)展[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2016,12(01):186-192.

        [5]劉祥龍,陳紹杰.密封取樣煤的瓦斯解吸規(guī)律實驗研究[J].煤礦安全,2014,45(11):16-18+22.

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