研究六枝特区郎岱镇平桥村平桥的地质条件与钻探技术应用

2022-08-13 07:31
世界有色金属 2022年9期
关键词:绳索钻孔勘查

勘查区位于贵州省六枝特区郎岱城以南约10公里的平桥村一带,行政区划属六枝特区郎岱镇管辖,距六枝城约35km。地理坐标:东经105°11′3.5″—105°14′3.1″,北纬26°00′39.2″—26°01′55.2″。勘查区沿乡村公路行13.6km可达水黄高等级公路上的郎岱镇,由郎岱向北西行92km可达六盘水市,北东行32km可达六枝,交通较为便利。通信、交通较方便,勘查区生活、生产用水、用电有保障。

1 勘查区地质条件概况

勘查区属扬子地层区黔南分区威宁—兴义小区,为斜坡—盆地相跨石炭-二叠系的南丹组燧石灰岩和龙吟组碎屑岩夹灰岩。区内出露地层主要为石炭系南丹组(CPn)、二叠系地层龙吟组(P

ly)、包磨山组(P

b)、梁山组(P

l)、栖霞组(P

q),在沟谷低洼处有第四系(Q)分布。由老到新叙述如下:

第一,石炭系。工作区石炭系不发育,仅工作区南西平桥-何家地一带沿背斜核部出露南丹组地层,分布范围较小。主要为一套碳酸盐岩夹少量碎屑岩;第二,二叠系。工作区二叠系地层发育完整,分布广泛。下统以斜坡相碎屑岩夹碳酸盐岩沉积;中统下部为滨岸沼泽相沉积、中上部为广泛的浅海相碳酸盐岩沉积;第三,下二叠统龙吟组(P

ly)第四,2龙吟组一段(P

ly

),下部为褐黄色、绿灰色、深灰色碎裂角砾状强硅化灰岩,零星分布黄铁矿假象之粒状褐铁矿。以石英为主(90%以上),偶见金红石、锆英石及粘土矿物。硅质层上部挤压破碎显著。第五,龙吟组二段(P

ly

)下部为灰黑色薄层含炭质粘土岩为主,偶夹泥晶灰岩和石英砂岩透镜体。

2 钻探技术应用策略和工艺方法

2.1 钻孔结构

对于勘查区域范围内的岩土条件特点,岩石级别,岩体构造发育等多方面特点,有效结合相关施工技术要求,主要选择的是金刚绳索取芯钻进工艺和空气潜孔锤冲击回转钻进工艺技术,可以达到更加高效安全以及经济性的钻探工作目标。

2.1.1 0~300m钻孔结构

0~300 m钻孔:Ф110开孔,钻进至基岩后下Ф108孔口管;二开采用Ф96绳索过渡,下89套管,钻进50m~100m(若Ф96绳索钻进顺畅能多打则多打);三开采用Ф75绳索钻进至终孔。即Ф110→Ф96→Ф75三级成孔

除了CSD1800X钻机之外,剩余的钻机设备需要配备一台泥浆搅拌机,使用泥浆材料可以充分水化分散配备发酵桶,向其中加入高分子的处理剂,进行预先分散水化和溶解处理,配备泥浆比重称、马氏漏斗粘度计、打气筒失水仪以及pH试纸等,为后续的凝胶性能指标测量工作提供保证。泥浆池沉淀池循环槽尺寸,需要满足科学控制工作标准,通过使用水泥砂浆材料进行修筑,防止污染物污染泥浆材料,需要根据设计工作要求和施工控制工作标准,进行连续测量泥浆材料的性能指标,同时根据测量工作数据向其中加入相应的调节剂,泥浆保持性能不变,钻进工作过程中需要清理沉淀池循环槽当中的沉沙,保证泥浆含量更小泥浆性能指标和最初的泥沙性能指标相差较大时进行换浆工作

2.1.2 0~600m钻孔结构

根据勘查区域范围内的地层条件特点,各个地层不同的岩性条件,孔洞内部的不同构成情况,有效总结出在各个不同地层钻进工作中的相关注意事项,及其分层钻进技术方法具体如下:

0~600 m钻孔:Ф130开孔,钻进至基岩后下Ф127孔口管;二开采用Ф110口径普通回转钻进,钻进50m~100m,下Ф108套管;换Ф96绳索钻进150-200m左右,下Ф89套管;换Ф75钻进至终孔。即Ф130→Ф110→Ф96→Ф75四级成孔。

2.1.3 ZK0410水文地质孔结构

Ф110开孔,钻进至基岩后下Ф108孔口管;二开采用Ф96绳索,钻进50m,下Ф89套管;换Ф75钻进至140m左右取芯完毕。起拔套管后随即采用潜孔锤施工工艺扩孔,Ф219开孔,钻进至基岩后下Ф219孔口管,换Ф194潜孔锤钻进至140m左右,做第一阶段抽水试验;抽水试验完毕后下Ф146套管止水,换Ф130潜孔锤钻进至180m,做第二阶段抽水试验;即Ф219→Ф194→Ф130三级成孔。

2.1.4 ZK0516水文地质孔结构

Ф219开孔,钻进至基岩后下Ф219孔口管;二开采用Ф194潜孔锤钻进至283m左右,下Ф168套管止水;三开换Ф150潜孔锤钻进至383m左右,做第一阶段抽水试验,下Ф127套管止水;四开换Ф110潜孔锤钻进至450m左右,做第二阶段抽水试验;起拔所有套管后做第三阶段抽水试验。最后再泵送水泥浆封孔。

HQ钻具组合及搭配。HQ钻具:Ф96mm取心钻头+Ф96mm下扩孔器+HQ绳索取心钻具总成+Ф96mm上扩孔器+HQ绳索取心钻杆。NQ钻具组合及搭配NQ钻具:Ф75mm取心钻头+Ф75mm下扩孔器+NQ绳索取心钻具总成+Ф75mm上扩孔器+NQ绳索取心钻杆。

2.2 钻进工作方法

(2)龙吟组二段(P

ly

)中下部及龙吟组一段(P

ly

),对应钻孔深度20m~150m,岩性主要为黑色含炭质钙质粘土岩夹深灰色薄—厚层状泥晶灰岩,地层相对较稳定,因分层水位观测需要,钻孔进入龙吟组一段(P

ly

)之后停钻,观测龙吟组一段(P

ly

)分层静止水位,观测稳定后,下套管止水,然后换径继续钻进至终孔地层。该层位主要采用Ф96绳索取心施工工艺,并配制低固相抑制性钻井液进行护壁、排砂,确保正常钻进施工。

从高职院校方面分析主要有4个原因:(1)课题申报时就没有考虑到成果转化,仅考虑如何申请成功。(2)高校课题申请并不是为了解决实际生产技术问题,而是为了课题经费或者职称评审等而申请。(3)课题研究成果本可以转化为实际生产力,但在课题结题之后,没有精力与动力再考虑成果转化。(4)高职院校科研管理部门与企业实际生产脱节,对科技成果转化的路径并不熟悉,课题完成之后便将成果束之高阁。高校科研管理体制缺乏激励、引导作用,不能提升教师推进科研成果转化的积极性,一些教师将课题科研成果转化当作可有可无的工作[4]。

2.3 分层钻进技术

牛顿早有名言“如果我所见的比笛卡尔要远一点,那是因为站在了巨人的肩膀上”,大量的研究表明知识对学生数学创造性表现的重要性[20].庞加莱和阿达玛则从数学创造机制上进行了解释.他们认为数学创造本质上就是组合和选择[21].处理数学问题时,人利用头脑中已有的数学概念和思想形成无数个可能的组合,再在众多组合中选择少数有价值的组合.显然,头脑中拥有的数学概念和思想越多,产生的组合也越多,获得成功创造的可能性也越大.创造力研究领域有所谓的“十年法则”,即通常需要在一个领域勤奋工作及研习至少10年才可能产生真正有创意的作品.

自2001年《俄罗斯政党法》开始,在普京各项改革法令举措下历经十数载的演变发展,俄罗斯一党独大、多党并存的政党政治框架日趋成型,在国家杜马中也形成了相对稳定的政党格局,其组成为包括政权党统一俄罗斯党在内的四个主要的议会内政党。毋庸置疑,这对推进俄罗斯的民主化进程大有裨益、有利于政党政治规范的良性形成及政党运行的法制化形塑。〔3〕在保障俄政治体系由权威向民主的平稳过渡、为俄政治现代化保驾护航层面,这一政治架构的正向作用是无可置疑的,政党与制度日益相辅相成。

(1)第四系(Q)及龙吟组二段(P

ly

)顶部,钻孔深度范围在0~20m之间,岩性主要包含中厚层状的粘土岩体结构,粉砂质粘土层结构,该岩性作为开孔钻入地层,地质条件构成比较单一,岩性结构稳定性较强,主要使用的是Ф110单管金刚石普通回转钻进工艺技术。直接清水钻进到稳定地层以下通入孔口管

地质孔总体采用Ф130、Ф110金刚石普通回转钻进及S96、S75二级金刚石绳索取芯钻进工艺。水文地质孔主体工艺总体采用金刚石普通回转钻进工艺及空气潜孔锤冲击回转钻进工艺。六枝特区平桥矿因钻孔设计孔深较浅,且地层相对较稳定,主要采用HQ、NQ两级绳索取心施工工艺,具体的钻具组合如下:

(3)龙吟组一段(P

ly

)、南丹组(CPn)对应钻孔深度约150m至终孔,岩性主要为黑色含炭质钙质粘土岩、褐黄色、绿灰色、深灰色碎裂角砾状强硅化灰岩、灰—深灰色薄至中厚层泥晶灰岩,局部层间夹深灰色薄层泥岩等,地层相对较复杂,含水敏性、强硅化灰岩地层,但地层总体较稳定,该层位主要采用Ф75绳索取心施工工艺,并配制低固相抑制性钻井液进行护壁、堵漏、排砂。

2.4 钻进参数

本次勘探严格遵守《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010),针对不同地层、不同钻进方法、不同口径、不同深度及效果合理选择钻进参数,如表1。

2.5 冲洗液

冲洗液配置。根据勘查区域的钻孔实际地层条件构成情况,整个地层结构完整性良好,孔壁结构比较稳定,因此钻井液主要是以排沙、润滑钻具作为主要的功能。冲洗液的配方比较简单,根据实际勘查地质条件情况,结合设计工作要求钻域地层分析钻进工艺技术,对冲洗液的相关性要求进行明确。本次项目工程现场钻探施工过程中,钻井冲洗液选用的是低固相抑制性冲洗液和无固相冲洗液,在使用工作效果上比较良好。根据往年的勘查工作经验,在龙吟组及南丹组相对较完整的地层采用无固相钻井液便可满足钻探施工需求。在龙吟组二段底部如果钻遇粘土岩及泥岩等软层或者水敏性地层,则采用低固相抑制性钻井液,同时加入少许纯碱,预防钻杆内泥皮过厚,造成打捞内管困难,冲洗液配方如表2。

3 钻探现场配置和维护工作

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在实际施工过程中通过配置低固相抑制性钻井液进行配合施工,有效结合施工地层条件,做好单孔钻孔结构设计工作,以大口径多打的施工技术方法,有效保证工程施工质量,提高钻进工作效率和稳定性。同时在龙吟组底部南丹组顶部角砾状硅化灰岩,岩层破碎,钻进过程中容易造成岩心打堵,难以保证岩心采取率。解决的方法是:遇堵即提,多施工回次次数,发现钻进缓慢或者无进尺时即刻提钻,防止岩心被磨损掉。南丹组孔内漏失的解决方法是:漏失量小的情况,添加随钻堵漏剂;漏失量较大时,采用惰性材料堵漏,比如添加锯末、细糠、花生壳、绵子壳等。无效时,采用水泥堵漏。

税务会计指的是在企业中从事税务工作的专职会计人员,其工作目的是为了保证国家的利益以及纳税人的合法权益。随着近年来我国的税务改革,我国企业的现代化制度不断完善,多元化的股权结构以及债权结构的复杂化,原有的企业会计已经不能适应企业发展的需要。专门的税务会计这一岗位的存在,就尤为必要了。

4 护壁与堵漏工作

本次勘查工作区域主要分布在龙隐组泥岩,粉质泥岩等比较松软的地层条件下,水敏性相对较强,容易产生缩进垮塌和埋钻等问题。通过使用Φ96绳索取芯方法打穿该断层,同时下路Φ89套管进行分割处理。

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在实际施工当中必须要严格依照钻进施工技术标准,充分做好单孔钻孔结构设计工作,有效保证工程施工的严谨性和科学性,同时对于其中一些非常重要的施工技术环节以及特殊的施工工艺技术的使用,地质勘查工作人员和钻探专业性技术工作人员,必须要进一步加大施工管控工作力度,同时在工程施工现场有效做好必要的施工监督指导工作,要果断决策,保证工程施工效率和质量。通过使用以上护壁堵漏施工技术方法,在该矿区当中应用效果非常明显,其中包含28个钻孔,仅产生一个钻孔产生缩进断钻杆问题,整体的钻进工作质量符合施工要求和标准

5 钻探工程质量及保证措施

5.1 工程质量指标

在本次地质勘查工作当中,总共完成了28个设计钻孔,为了验证钻探工作质量,在其中同时抽取2个钻孔进行了启封试验工作,总进尺量达到了9665.11米,没有出现报废的钻孔,实际完成率达到了93.4%。对完工28个钻孔钻探工程进行质量评述,完工的28个钻孔,其中合格孔4个,优质孔24个,钻孔合格率100%,钻孔优质孔率85.7%,建立归档28个钻孔的单孔技术档案,完成率100%。钻孔质量等级见表3。

5.2 岩矿芯采取率

该矿区施工总工作量完成9665.11m,采取岩心长9221.68m,全孔含矿层岩芯采取率:82%~100%,平均91.4%;岩石岩芯采取率:93%~100%,平均96.1%;各项指标均满足设计要求。

5.3 孔深误差测量与校正

该矿区完工28个钻孔,每个钻孔每钻进100m、进入含矿岩系顶板和终孔时进行校正,校正孔深时地质编录人员、监理参与丈量记录(部分钻孔进入含矿岩系顶板时,距离百米校正孔深位置较近的未再次校正),孔深误差<±10cm/100m。应校正孔深次数160次,实际校正160次,合格率100%。

5.4 封孔

该矿区28个钻孔均进行封孔。封孔时由地质编录人员、监理在现场监督,所有矿体钻孔用425#水泥按水灰比0.5:1比例搅拌均匀后泵送至孔底全孔封孔。矿区按照规范要求对ZK0128钻孔进行启封,所取出的水泥芯呈长柱状,见极少数蜂窝状空洞,封孔质量符合要求。

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6 结语

综上,勘查区钻探工程完成设计钻孔28个,同时抽取并完成启封试验钻孔2个,完成总进尺9665.11m(无报废钻孔),完成率93.4%。对完工28个钻孔钻探工程进行质量评述。参照相关评价标准,划分出3个等级:优质、合格、不合格。完工的28个钻孔,其中合格孔4个,优质孔24个,钻孔合格率100%,钻孔优质孔率85.7%,建立归档28个钻孔的单孔技术档案,完成率100%。

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[3]孟贵祥,吕庆田,严加永.“穿透性”探测技术在覆盖区地质矿产调查中的应用研究[J].地球学报,2019,40(05):637-650.

[4]侯树星.地质探矿工程中地质勘探技术的运用及安全问题分析[J].西部资源,2019(02):21-22.

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