老撾爬奔金礦區巖溶地層鉆探施工淺析

張建潑

摘要：老撾人民民主共和國瑯勃拉邦省巴烏縣境內，巖溶復雜地層鉆探施工，經施工方案、工藝的不斷改進與完善，克服困難，圓滿順利地完成了該工程項目。

關鍵詞：老撾瑯勃拉邦省巴烏縣；溶洞、裂隙；施工；改進；圓滿完成工程項目

1 項目概況

該項目位于老撾瑯勃拉邦省巴烏縣北部山區，屬于中高山侵蝕喀斯特地貌，為白云質灰巖，地層破碎復雜，溶洞、裂隙發育，主要是用鉆探工程對1-16線之間的V-1礦體進行控制，控制807中段及其以下80m/160m深度礦體的變化情況，力求增加333類別資源。

2 地質背景

礦床類型為低溫熱液蝕變巖型、低溫熱液蝕變破碎帶型和紅土型表生礦床。金礦主要賦存在二疊系灰巖中，二疊系灰巖在長期的構造活動中整體發生強烈的韌性剪切和多期脆性，巖石整體不同程度的碳酸鹽化并發育多期碳酸鹽脈。礦化主要受3400-3500、200兩組斷層構造控制。

3 一期施工

班子成員反復研究，合理安排，施工鉆孔4個：ZK122（278m）、ZK81（170m）、ZK41（210m）、ZK121（188m），累計完成工作量846m。開動2.37臺月，臺效357m，純鉆率僅38.9%。

3.1 設備

投入鉆探設備10余臺套。其中12.5m鉆塔一副、XY44型鉆機1臺套、495柴油機2臺套（備用1臺）、BW150型泥漿泵2臺套（備用1臺）、攪拌機1臺套、30KW發電機組2臺（備用1臺）、繩索取心夾持器2臺（備用1臺）、電焊機1臺、潛水泵2臺、對講機4部、繩索絞車2臺（備用1臺）、拖拉機1臺（運送生產材料）、測斜儀2套、液壓起重機1臺套、各種處故器具一臺套。

3.2 管材與繩索取心鉆具

共投入管材、鉆具≮2000m。其中127mm井壁管23m、108mm井壁管120m、鉆具2套、95mm鉆具3套（含1套繩索取心鉆具）、89mm井壁管150m、89mm繩索鉆桿≮200m、75繩索鉆具6套（含12根內管）、71mm繩索鉆桿≮1000m、15"水管（鐵）800m、各種打撈工具近5套。

3.3 護壁材料與沖洗液

鈉土15d、聚丙烯酰胺2d、纖維素1d、各種堵漏劑2d、切削膏2000kg、其它堵漏材料（鋸末等）5d。

3.4 護壁措施

（1）使用比重大、粘度大、失水量小的泥漿。

（2）鈉土、鋸末等材料封堵裂隙。

（3）保證冷卻、排粉，降低泵量。

（4）控制起下鉆速度、次數。

3.5 鉆進方法

（1）開孔口徑130mm，使用硬質合金鉆頭鉆進。鉆穿覆蓋土層，見到原巖后，下入127mm井壁管。

（2）換110mm口徑，采用金剛石雙管鉆進。鉆進施工中需逐漸加長鉆具，鉆進至50%孔深，見完整的巖層時，下入108mm井壁管。

（3）換95mm金剛石繩索取心鉆進工藝。如出現：蹩車、泵壓升高、回次結束后鉆具下不到孔底、無法加入鉆桿等情況時，提鉆換95mm薄壁鉆頭進行跟管鉆進至鉆機動力負荷不允許的情況下，下入89mm井壁管。

（4）換75mm金剛石繩索取心鉆進工藝。如出現：孔內沖洗液嚴重漏失、孔壁坍塌、掉塊嚴重、回轉阻力驟增等不正常情況時，采用跟管鉆進直至施工無法進行為止。

4 二期施工

重點在施工方案及工序流程兩方面改進，取得了明顯效果。施工鉆孔2個：ZK82、ZK123，完成工作量653.7m。開動1.03臺月，純鉆率超過55%（是一期工程的1.41倍），臺效643.78m（是一期工程的1.78倍）。其中：ZK82鉆孔臺效為572.8m，ZK123鉆孔臺效為720.9m，各項經濟指標均高于一期工程，圓滿完成此次工程項目。以ZK82鉆孔為例。

4.1 多層井壁管隔離法

重新調整鉆孔結構，開孔用130mm，穿過第四系松散的覆蓋層，見到原巖后，下入127mm井壁管，隔離夾泥、裂隙、掉塊、溶洞層3層，用110mm、95mm口徑鉆進，鉆穿裂隙、溶洞等主要漏失層后，下入108mm、89mm井壁管，隔離夾泥、裂隙、掉塊、溶洞層18層。井壁管底部要選擇較完整的巖層，投泥球，下錐形鉆頭搗實、擠壓封死。

4.2 沖洗液回灌法

金剛石繩索取心鉆進，鉆桿與孔壁環狀間隙小，沖洗液循環阻力大，孔內極易產生抽吸作用，對孔壁會造成一定影響，因此采用沖洗液回灌法。

為避免因沖洗液柱下降，造成地層壓力與孔內液柱之間的壓力差增大，而導致孔壁坍塌，提下鉆具時，先打撈內管總成，向孔內注入一定量的沖洗液。

4.3 工序流程

該鉆孔下入孔內127mm井壁管21.6m，隔離夾泥、裂隙、掉塊、溶洞層3層；108mm井壁管110m，是設計深度的33%，隔離夾泥、裂隙、掉塊、溶洞層8層；89mm井壁管235m，是設計深度的78%，隔離夾泥、裂隙、掉塊、溶洞層10層。施工難度最大是在150180m孔段。鉆進過程中鉆機回轉阻力大，蹩車現象，沖洗液全部漏失等復雜情況再次出現。觀察每個回次提取出的巖心均為松散破碎的方解石夾紅土狀，時常伴有手指粗細般的小裂隙。考慮到下部還要鉆進>100m孔深，決定邊堵漏邊鉆進。在每個回次結束后，投內管之前，視回次進尺量，從89mm鉆桿內灌入10～40LPHP+鋸末，輕壓慢轉，開泵進行堵漏。為了消除蹩車現象，降低回轉阻力，從孔口順鉆桿外壁隨鉆送入皂化油液，通過回轉激振在鉆桿外壁形成潤滑，從而在潤滑減阻方面達到了一定效果。泥漿配比性能不變，頂漏鉆進。由于孔內水位太低，幾乎為干孔，投放內管總成時必須用打撈器勾住，開動絞車送入。在孔內無水的情況下，因標準脫卡器太重，容易墩脹，不僅不會安全脫卡，還會造成事故。為了提高打撈內管成功率，機臺采用了行之有效的短脫卡器進行脫卡，安全方便，效果比較好。該孔最終達到了設計二次延深深度，工程質量滿足了甲方及設計要求。

5 結語

（1）樹立信心，勤于研究，總結經驗，完善施工方案。

（2）合理操作，嚴把開孔、沖洗液攪拌環節。

（3）強化質量觀念，增強環境保護意識。

（4）注重技術改進，創新。

參考文獻：

[1]劉廣志.金剛石鉆探手冊[M].北京：地質出版社，1991.

[2]王扶志，張志強，宋小軍.地質工程鉆探工藝和技術[M].湖南長沙：中南大學出版社，2008.