探讨复杂地层岩心钻探工作的影响因素及处理对策

李万伟

(吉林省第二地质探矿工程大队，吉林 吉林 132013)

0 引 言

复杂地层重点是指岩心钻探工作中孔壁不稳定且出现了掉块与坍塌等问题的地层，国家的岩心钻探工作发展至今，已经成为了备受瞩目的焦点，面对着复杂地层的特殊情况，应该采取合理的应对方案加以处理。复杂地层岩心钻探中的相关影响因素较多，这就使得具体工作的开展面临着诸多考验，应该强化对复杂地层的了解程度，辨别各种影响因素，制定出可靠的处理对策，让复杂地层岩心钻探工作顺利推进。

1 复杂地层基本概述

1.1 风化作用复杂地层

因为风化作用的影响，坚固岩石的整体或者是部分颗粒联结备受影响，导致岩石呈现出相对松散的状态，从而表现出极为明显的缝隙，易出现坍塌和掉块等多种问题。

1.2 流水与沉积作用复杂地层

流水沉积作用下出现了流砂层与沉积泥质地层，这就使得岩石胶结状态并不理想，甚至出现坍塌危险。

1.3 地质构造复杂地层

地质构造通常会出现明显的振力以及压力等，由此使得压性和张性断层出现，这些断层往往是通过片状岩与压碎岩共同组合而成，基本宽度以及延伸长度能够达到数百米。钻探阶段，当钻进破碎带的过程中，还可能出现坍塌与漏失的问题。

2 复杂地层岩心钻探工作的影响因素

2.1 地应力因素

地层岩心钻探工作稳步开展的过程中，往往会受到诸多因素的影响，因此体现出不确定性，若是在复杂地层岩心钻探工作中，更应该及时的关注相关因素的存在。复杂地层中会涉及到多种形式的地质构造，比如断裂结构以及隆起等等，各种地质构造对地应力的高低产生对应的影响。若是钻孔设置的过程中，未能充分的考虑断层或者是地应力等集中的状态和区域，则会出现套管断裂和孔壁坍塌等各种问题。

2.2 机械设备因素

在某种角度上加以分析，钻探企业实际运用到的机械设备也是影响复杂地层岩心钻探效果的重要因素之一，其能够直接的决定着钻探效果。在煤炭开采行业发展的进程中，钻探工作对于机械设备有着严格的要求，通常会选择煤矿专用钻机，此类钻机的转速较低、可调节性不够理想，在具体运行的阶段会降低作业效率，在可靠性和安全性上也存在明显不足。若是钻机在实际运行的时候缺乏稳定性，将会增加复杂地层岩心钻探中坍塌的面积，也会在一定程度上直接导致钻壁受损。

2.3 排粉因素

为了让岩粉顺利的排出，一般会运用清水静压冲洗方案，但是此类方式体现出明显的局限性，实际的排粉效果不够理想，还易引起钻头阻塞的情况。如果钻孔的直径较大，且基本的钻进深度较深，则岩粉总量会明显提升，排粉工作的难度也会随之变化。排粉效果不够理想的情况下，钻机负荷会随之增加，钻进的基本效率以及速度会呈现出下降的状态。如果钻探阶段出现了突发情况，比如停电或者是停水等，都会导致岩粉不断地堆积在钻孔底部，此类问题会增加复杂地层岩心钻探的难度，还会增加事故概率。

2.4 冲洗液因素

通常来说，清水属于较为常用的钻机冲洗液，因钻探施工需深入至地下，所以供水系统必须要保证正常的工作状态，如果实际的工作效果不够理想，将会影响到冲洗钻机的整个过程。水压以及供水总量相对有限的时候，冲洗钻机难以依照实际的需求加以调整，直接的影响到排粉的效果，还会导致钻杆无法移动。由此证实了冲洗液会影响到钻机的基本安全性，同时还会埋下更多的隐患。

2.5 人为因素

在开展相关工作时，人就是主要的参与者，但是因为很多主观上的判断失误，极易引起一些事故和问题。从某种角度上分析，钻探人员的实际工作经验与管理人员的管理举措等，均可影响到钻探效果，特别是部分钻探单位聘请了缺乏实际经验和专业性不强的临时工作者，使得复杂地层岩心钻探工作难以得到可靠保障。另外，钻探阶段的管理也未能落实到位，尤其是技术和安全管理不到位，使得管理工作整体效果不够理想。

3 复杂地层岩心钻探工作的处理对策

3.1 依照地层特征优化钻孔结构

在某种角度上加以分析，钻孔结构的科学性以及合理性往往取决于钻探工作的顺畅度和基本质量。在复杂地层岩心钻探阶段，钻孔直径通常需要大于设计直径，主要原因是将钻孔的结构适当增大，一旦出现事故问题，可以拥有特定的处理空间。如果在复杂地层中的孔壁结构呈现出稳定的状态，则可以让钻机的套管结构适当的升级和完善，根据实际的调查研究来看，一般由1级调整为3级。

3.2 选择相对适宜的钻探设备

选择的阶段，钻探单位应该做出科学的分析，结合施工要求和环境加以探讨。若是施工空间狭窄，大型设备无法顺利的进入，难以实现有效的运输和拆卸，需要施工单位优先考虑装卸轻便且运输快捷的钻探设备。另外，还应该考虑钻探设备的可靠性及高效性，将此作为重要的依据。在复杂地层环境之下，相对先进的钻探设备可以稳步提升成孔的成功率。全液压动力头式液压钻机属于相对理想的选择，体现出极为理想的使用价值，该钻机的灵活性显著，同时也具备着可变性，能够依照具体的施工要求进行分析，满足多种地质条件，确保钻探施工顺利推进。

3.3 将供液设备合理的使用

供液设备选择阶段，应重视其科学性和合理性，这将关系到岩粉的实际排出效果，同时也能够直接影响到钻头冷却的状况。供液设备的选择，应该积极的分析钻探工作的实际岩粉排出量，并且供液设备还应该体现出特定的调节作用和压力控制效果。如果相应的条件符合预期，钻探单位应该及时的运用具备自动化特征的供液设备，依照液体压力的高低实现对排量的自动化调控，还可将冲洗液的供水量与水压控制在合理的范围。

3.4 积极利用防浆液逆流措施

在对钻头和钻杆加以更换时，应在短时间内及时的将冲洗系统确定下来，若是相应的系统停止运行，岩粉以及浆液会因为压力的影响产生明显的逆流问题，除了可以逆流到钻孔底部，还会流入到钻杆中，使得钻杆被严重阻塞。为了将浆液逆流情况加以规避，会在钻头与钻杆交汇处安装逆流阀，这样可以实现对压力的合理控制，还能适当的避免钻杆阻塞的情况。

3.5 构建钻探管理体系

相应体系的支撑下，可以让施工安全性和技术规范度得以保障。相应的单位应该将工作责任进一步明确，确保相关责任可以及时的落实到个人。此外，企业还需强化培训力度，让相关的工作人员接受对应指导，保证技术使用符合规范与标准。重视施工现场的科学管理，让多种配套工作稳步落实，定期检查现场情况，避免遗留多种隐患。

4 结 语

综合全文分析，复杂地层岩心钻探中的影响因素较多，应该积极地做好综合分析工作，寻找科学的应对方案，让多种防范举措落实到位，确保后续钻探工作的开展拥有理想的支撑条件。