贵州省松桃县高地锰矿勘探深孔钻探防斜技术.pdf
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1、第 50卷增刊2023年 9月Vol.50 Sup.Sep.2023:267-273钻探工程Drilling Engineering贵州省松桃县高地锰矿勘探深孔钻探防斜技术班金彭1,宋继伟*2,朱璞3,彭坤1(1.贵州省地质矿产勘查开发局 115地质大队,贵州 贵阳 551400;2.贵州省地质矿产勘查开发局 112地质大队,贵州 安顺 561000;3.贵州省地质矿产勘查开发局 103地质大队,贵州 铜仁 554300)摘要:贵州松桃县高地锰矿找矿工作已全面进入勘探阶段,勘探网距为 200 m300 m,对钻孔质量要求十分严格:终孔靶点偏差不超过勘探网距的 1/4,即平行勘线方向不超过 50
2、 m,垂直勘探线方向不超过 75 m,对于勘查区设计孔深均超过 1400 m(最深钻孔达到 1950 m)的深孔而言,这种要求远远超过地质岩心钻探规程要求。贵州省地质矿产勘查开发局局属施工单位根据多年深孔施工经验,从钻机基座建设、钻孔结构及钻具组合优化、钻进参数调整、单扩孔器纠斜等方面采取保直防斜技术措施,取得了较好的效果。关键词:深孔钻探;孔斜;防斜;纠斜;高地锰矿中图分类号:P634文献标识码:B 文章编号:2096-9686(2023)S1-0267-07The antiinclination technology of deep hole drilling in Gaodi Manga
3、nese Mine in Songtao County,GuizhouBAN Jinpeng1,SONG Jiwei*2,ZHU Pu3,PENG Kun1(1.115 Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province,Guiyang Guizhou 551400,China;2.112 Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou P
4、rovince,Anshun Guizhou 561000,China;3.103 Geological Team,Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province,Tongren Guizhou 554300,China)Abstract:The exploration work for the Gaodi Manganese Mine in Songtao County,Guizhou has fully entered the exploration stage,with an ex
5、ploration network distance of 200m300m,with very strict requirements for drilling quality:the deviation of the final hole target point shall not exceed one fourth of the exploration network distance,that is,the parallel exploration line direction shall not exceed 50m,and the vertical exploration lin
6、e direction shall not exceed 75m.For deep holes with a design depth of over 1400m(the deepest borehole reaches 1950m)in the exploration area,this requirement far exceeds the requirements of geological core drilling regulations.According to many years of deep hole construction experience,the construc
7、tion units under Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development Guizhou Province have taken technical measures to maintain straight and prevent deviation from the aspects of rig base construction,drilling structure and combinatorial optimization of drilling tools,收稿日期:2023-05-05DOI:10.121
8、43/j.ztgc.2023.S1.041基金项目:贵州省科技计划项目“贵州省岩溶地区复杂地层岩心钻探关键技术难题综合研究”(编号:黔科合支撑 2023 一般 173);贵州省重点矿产资源大精查项目“松桃县高地锰矿勘探”;贵州省地矿局地质科研项目“贵州省锰矿勘查深部钻探技术研究(黔地矿科合2019 6号)第一作者:班金彭,男,布依族,1986 年生,高级工程师,地质工程专业,硕士,长期从事钻探技术研究和管理工作,贵州省清镇市北门桥,。通信作者:宋继伟,男,汉族,1983年生,研究员,地质工程专业,博士,长期从事钻探技术研究和管理工作,贵州省安顺市西秀区西水路 57号,。引用格式:班金彭,宋继伟
9、,朱璞,等.贵州省松桃县高地锰矿勘探深孔钻探防斜技术 J.钻探工程,2023,50(S1):267-273.BAN Jinpeng,SONG Jiwei,ZHU Pu,et al.The antiinclination technology of deep hole drilling in Gaodi Manganese Mine in Songtao County,Guizhou J.Drilling Engineering,2023,50(S1):267-273.2023年 9月钻探工程drilling parameter adjustment,and single reamer devi
10、ation correction,and achieved good results.Key words:deep hole drilling;hole inclination;inclination prevention;inclination correction;Gaodi Manganese Mine0引言钻探技术能够直接在有希望的靶区取出地层实物岩样,并对岩样进行编录、成分化验、分析研究,是一种直接有效的勘探技术方法,在众多勘探技术中具有不可替代的地位。随着找矿深度的加深,矿区勘探程度深入,钻孔分布网格致密,对深孔钻探技术的要求越来越高,其中最为明显的一个技术要求就是孔斜1。在深孔钻
11、探中即使较小的孔斜角,最终也能产生较大的水平偏移,甚至会超出勘探网格,严重降低该钻孔在储量估算中的作用,甚至成为废孔。孔斜不但造成不能满足钻孔质量要求,对管材也会造成严重的磨损,对提升设备提出更高的要求,在钻进过程中容易发生事故,甚至造成钻孔报废。因此,防斜纠斜技术成为深孔钻探技术中最为重要的 组 成 部 分,是 保 证 钻 孔 质 量 和 顺 利 钻 进 的关键2-3。1项目概况1.1工程概况本项目设计钻孔 14 个,最浅设计孔深 1400 m,最深设计孔深孔 1950 m,平均孔深达到 1680 m。勘查区勘探线方向为 122,钻孔按 200 m300 m 的网格进行分布即平行勘探线方向钻
12、孔相隔 200 m,垂直勘探线方向钻孔相隔 300 m。1.2地质概况勘查区地层主要为青白口系清水江组、南华系铁丝坳组、大塘坡组、南沱组,震旦系陡山沱组、留茶坡组,寒武系牛蹄塘组、九门冲组、变马冲组、杷榔组、清虚洞组、高台组、石冷水组、娄山关组,奥陶系桐梓组、红花园组、大湾组及第四系等。其中在杷榔组和变马冲组地层变化较大,钻孔弯曲变化大,是重点防斜孔段。详细地层、岩性及钻孔弯曲程度详见表 1。通过表 1 可以看出,勘查区地层对于钻探质量影响较大的主要为杷榔组南沱组,主要因软与硬、完整与破碎互层频繁,极易发生偏斜。2工程质量及技术要求2.1岩心采取率全井段岩心采取率70%,不得出现零回次,炭质页
13、岩和矿层岩心取心率80%。2.2钻孔偏斜要求及时进行弯曲度测量,开孔 25 m 测量一次,往后每钻进 50 m 测量一次,随时掌握钻孔空间轨迹的变化,以便预防和纠正钻孔的偏斜,确保矿体底板位置不得偏离勘探网距的 1/4(即沿勘探线方向不超过 50 m,垂直勘探线方向不超过 75 m),超出规定范围时,应及时检查原因并采取纠斜措施。3测斜设备采用 JTL-40G(W)陀螺测斜仪,它是一种可以敏感感应地球转速的高灵敏度角速度传感器,使用前无须进行方向校准,井下自主寻北且无累计误差,测量结果为真北方位角。采用三维高精度重力加速度传感器测顶角,测量稳定,精度高,详细参数如下:顶角测量范围:050;顶角
14、测量精度:0.1,分辨率 0.01;方位角测量范围:0360;方位角测量精度:2,分辨率 0.1;地理纬度:050,适用南、北半球;测量方式:点测,任意深度、时间;单点可记录点数:300;通讯方式:ISM 无线,数字式;井 下 仪 工 作 环 境:耐 温-1075 ,耐 压 25 MPa。使用条件:可在磁性矿区、钻杆、套管内使用。通过钢丝绳或者钻具下井测量,使用非常方便,具有精度高、体积小、质量轻、零点漂移小、寿命长、维护方便等诸多优点。4防斜保直钻进关键技术4.1消除开孔偏斜因素影响钻孔孔斜的初始因素主要有钻机安放的基础不平,立轴安装不正确,天车、钻杆与孔口不在一条线上。虽然初始因素主要发生
15、在钻孔的开始阶268第 50卷增刊班金彭等:贵州省松桃县高地锰矿勘探深孔钻探防斜技术段,但如果钻孔轨迹在开孔时就没有得到很好的控制,那么对后续钻孔的施工过程会产生较大影响。虽然刚开始偏差不大,但是当钻孔钻进深度较大时,也会造成较大的孔底偏移。因此开孔前需要做到以下 3点,消除地表产生孔斜的因素3-7。(1)钻机安放基础平整、稳固。设备安装前,在钻塔四角及孔口位置浇筑混凝土基座,其深度、宽度必须满足设计要求,且松散层需加深加宽,浇筑后进行水平校正,确保钻机四角基座高度一致。(2)设备安装。钻机水平地安装在固定的基础上,确保基台枕木受力均匀;塔上滑车、钻机立轴和孔口在同一直线上;钻机立轴准确地固定
16、在设计的倾角和方位角上;设备安装后由专业测量人员对钻机前后左右四角进行水平校正,同时校正立轴垂直表 1松桃县高地锰矿钻遇地层与孔斜变化分析地层组第四系娄山关组石冷水组高台组清虚洞组杷榔组变马冲组九门冲组牛蹄塘组老堡组陡山坨组南沱组大塘坡组铁丝坳组清水江组段二、三段一段二段一段四段三段二段一段二段一段二段一段二段一段代号Q34l2+33-4l13s23s13g2q42q32q22q12p22p12b22b12jm1-2nZlZ1dNh3nNh2d2Nh2d1Nh2tQbq基本岩性地表腐殖土、砂、碎石等残坡积物灰色厚层-块状粉-中晶白云岩,砾屑白云岩,顶部含硅质团块及条带并夹灰岩透镜体,底部以含硅
17、质团块的砂屑白云岩或砂屑白云岩灰色薄-中层条带状泥粉晶白云岩,砂屑泥粉晶白云岩,砾砂屑白云岩,含硅质团块之砂砾屑白云岩灰色薄-厚层泥晶白云岩,泥粉晶白云岩夹数层砂砾屑白云岩薄层下部为灰-深灰色中-厚层粉-细晶白云岩;中部为灰色薄层含泥质白云岩;上部为灰色厚层砂砾屑白云岩及(膏溶)砾屑白云岩黄灰色、灰绿色薄至中厚层泥质白云岩夹黄灰色、灰绿色粘土质页岩及黄灰色含白云质粘土质页岩,含炭质粘土质页岩灰色薄层泥粉晶白云岩间夹多层灰色中-厚层去白云石化砂屑泥粉晶白云岩,砾砂屑白云岩及砾屑白云岩灰色厚层泥粉晶白云岩及薄层条纹状泥晶白云岩,中上部夹厚层泥粉晶灰岩,顶部为黄灰色砂屑白云岩灰-深灰色厚层白云质泥粉
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