李國(guó)東，龐少青

（華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000）

1 礦區(qū)概況

區(qū)域位置及交通：河北陳三陵-邢家灣地區(qū)位于河北省南部，地理坐標(biāo)：東經(jīng)114°14′-115°28′，北緯36°25′-37°26′，礦區(qū)為平原，交通便利。礦區(qū)地質(zhì)特征：區(qū)內(nèi)出露的蓋層主要為中元古代長(zhǎng)城紀(jì)、古生代寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、石炭紀(jì)海相沉積地層[1]。具體為：上部為第四系松散堆積物及卵礫石夾沙土，下部為灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r、泥頁(yè)巖及砂礫巖。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主。

2 設(shè)備及管材配置

根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)書(shū)的要求，我們配置了以下的設(shè)備及鉆具：

（1）施工設(shè)備。①鉆機(jī)：連云港黃海機(jī)械廠生產(chǎn)的XY-4鉆機(jī)一臺(tái)；張家口探礦機(jī)械總廠生產(chǎn)的XY-5鉆機(jī)一臺(tái)。②泥漿泵：衡陽(yáng)探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的BW-150型泥漿泵一臺(tái)；衡陽(yáng)探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的BW-250型泥漿泵一臺(tái)。③鉆塔：張家口探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的SGX-B型及SGX-17型鉆塔各一座。④取芯絞車(chē)：北京探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的JSJ-1000型絞車(chē)二臺(tái)。⑤發(fā)電機(jī)組：濰坊發(fā)電機(jī)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的100KW發(fā)電機(jī)組一臺(tái)；揚(yáng)州發(fā)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的康明斯92KW發(fā)電機(jī)組一臺(tái)。

（2）鉆具及管材。由無(wú)錫鉆探工具廠生產(chǎn)的φ50mm加厚鉆桿及φ71mm繩索取芯鉆桿，鉆具由我隊(duì)自行加工φ150mm～φ91mm的單管取芯鉆具，另外配置YS75系列取芯內(nèi)管總成鉆具。

3 鉆探生產(chǎn)施工情況

該礦區(qū)我隊(duì)共計(jì)施工4個(gè)鉆孔，均不同程度出現(xiàn)井內(nèi)事故，具體如下：

（1）ZK08-1鉆孔：該孔位于河北省永年縣趙窯村東部的老河灘上，據(jù)地質(zhì)人員介紹，鉆孔上部為30m厚的沖積卵礫石地層，成孔非常難，據(jù)此，我們準(zhǔn)備了從φ150mm～φ91mm一系列的套管及鉆具，對(duì)上部覆蓋層多套管封隔，較順利完成了鉆探施工任務(wù)。施工中上部覆蓋層采用普通泥漿+粘土球進(jìn)行護(hù)壁，泥漿配置性能為：密度1.1～1.5kg/L，漏斗粘度28～35s，加上對(duì)孔內(nèi)部分坍塌孔段進(jìn)行投擲粘土球進(jìn)行搗實(shí)干鉆等手段，基本保證了上部覆蓋層的穩(wěn)定性[2]。鉆進(jìn)至基巖后，使用乳化液作為沖洗液來(lái)完成鉆孔下步施工，本孔設(shè)計(jì)400m，實(shí)際終孔深度為400.49m，施工時(shí)間15天。

圖1 鉆孔結(jié)構(gòu)圖

該孔施工重點(diǎn)在于上部覆蓋層的護(hù)壁及鉆頭的選型，把泥漿性能配置好，選用特制的金剛石鉆頭就能最大限度減少掉塊、卡鉆、漏失及鉆頭漏沙現(xiàn)象，較順利完成施工任務(wù)。

（2）ZK08-2。該孔設(shè)計(jì)深度為600m，實(shí)際終孔深度為601.33m。其采用的施工工藝、井深結(jié)構(gòu)均與ZK08-1鉆孔相同，只是在施工中依孔的差異下入套管的深度不同。該孔從2008年12月31日施工，至2009年3月7日終孔，除春節(jié)休息20天外，共計(jì)施工46天。造成工期過(guò)長(zhǎng)的主要原因是鉆進(jìn)至下部時(shí)遇到斷層破碎帶，出現(xiàn)井內(nèi)事故。其具體情況為：穿過(guò)覆蓋層77.7m后，采用YS75繩索鉆桿進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至82.5m處，出現(xiàn)沖洗液漏失現(xiàn)象。據(jù)此現(xiàn)象，我們將沖洗液改為普通泥漿，來(lái)抑制孔內(nèi)的泥沙坍塌，但在鉆進(jìn)至112.7m處，提鉆后發(fā)現(xiàn)鉆具掉入孔內(nèi)，多次下絲錐均碰不到鉆具頂部。我們分析為此孔段擴(kuò)徑較為嚴(yán)重，遂決定將φ89套管起出，換用φ91鉆具繼續(xù)擴(kuò)孔鉆進(jìn)，將井內(nèi)殘留鉆具套取上來(lái)。直到鉆進(jìn)到井深113.9米處取出完整巖心，下入φ89套管，換徑施工，直至終孔。

（3）ZK08-3孔及ZK08-4孔。ZK08-3孔設(shè)計(jì)600m，實(shí)際終孔孔深562.24m，共計(jì)施工45天。在施工中出現(xiàn)的問(wèn)題與ZK08-2鉆孔類(lèi)似，在孔深180-200米孔段沖洗液漏失嚴(yán)重，鉆桿多次折斷，采取各種堵漏措施無(wú)效情況下，又重新拔出套管擴(kuò)孔鉆進(jìn)，將套管下入井深287.36米處，封隔了上部破碎地層，換徑才結(jié)束了該孔施工。

ZK08-4孔是我們最后施工的鉆孔，考慮到前三個(gè)孔的施工情況，我們未輕易提前下入φ89套管，同時(shí)針對(duì)井內(nèi)情況采取全孔用優(yōu)質(zhì)泥漿做沖洗液，直至鉆進(jìn)至265m才下入φ89套管，然后改用乳化液做為沖洗液，施工過(guò)程中雖出現(xiàn)了坍塌、掉塊、折鉆等事故，但都順利的處理完畢。該孔終孔深度為491m，實(shí)際施工為30天。

4 結(jié)論及體會(huì)

針對(duì)以上鉆孔施工情況，有如下幾點(diǎn)體會(huì)：

（1）上部覆蓋層鉆具的選擇：上部覆蓋層多為砂卵石層，鉆桿宜采用φ50mm或φ71mm厚壁鉆桿，此類(lèi)鉆桿其強(qiáng)度較φ71繩索鉆桿要大，有較高的抗振、抗彎的強(qiáng)度，可大大減少卵礫石層鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿折斷現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）井身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：因該地區(qū)地層較復(fù)雜，特別是不同孔位其破碎帶深度差異較大，建議在以后施工中，末級(jí)套管下入300m左右為宜，這樣可以避免因重新起拔套管造成成孔周期加長(zhǎng)及成本的增加。

（3）沖洗液的使用：上部覆蓋層采用普通泥漿+粘土球護(hù)壁，其泥漿性能為：密度1.10kg/L～1.15kg/L，失水量≤15ml，粘度30s～35s即可，再加上投入粘土球，操作簡(jiǎn)單，方便，能起到不錯(cuò)的效果。

鉆至下部完整基巖，可采用普通乳化液即可。