鉆井液在礦井鉆探施工中應用

楊勝春

（山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州 277599）

隨著我國經濟的提升對礦井鉆探施工要求越來越高，我國的鉆井施工有著良好的發展空間，鉆井技術也愈發的成熟。在鉆井工程中，鉆井液經常用于鉆探施工中，其對于鉆井液的要求是有著顯著的特點，對于鉆井液的質量以及比重、失水、流變性參數都有著較高的標準，需要根據礦井鉆探技術的實際應用對鉆井液進行配置。所以對于鉆井液的維護也是工程中重要的內容，確保實際的施工過程中鉆井液能夠符合工程的標準。

1 礦山井下鉆探施工對于鉆井液的運用

1.1 鉆井液的設計

對于不同的地層，由于組成的成分以及密度存在著差異，所以需要對鉆井液進行設計。對于第四系粘土以及砂礫石鉆井液設計需要6%～7%的膨潤土以及4%～5%的純堿與6%的NH4-HPAN。對于粉細砂石、泥巖、砂巖的鉆井液設計需要膨潤土的配比是4%～5%，純堿用量是0.7%，NH4-HPAN是1.6%，腐殖酸鉀為2%。

1.2 鉆井液在礦山施工項目中的實際應用

鉆井液的設計需要在礦山施工前對地層進行設計，在實際的應用過程中還需要進行合理的使用。實際的施工環境是較為復雜的，鉆井液的應用還需要結合地層的實際情況進行調整，例如對于深度處于0m～500m以及質地較為稀松的松散層，鉆井施工過程中容易出現坍塌的現象，同時在起鉆的過程中還會出現礫橋的現象產生。所以需要鉆井液設計人員適當提高井液的比重、粘度，確保鉆井的質量。由于鉆井作業施工周期長，為了確保鉆井液的質量就需要對鉆井液中存在的有害固相進行及時的清理，也需要注意對鉆井液進行維護管理。對于深度處于500m～1200m米深度的地層，一般存在為堅硬的礦石層，在井下施工作業過程中，需要注意井壁存在的較大摩擦系數對施工的阻礙，以及鉆井扭矩的問題。由于處于500m～1200m深度的地層容易出現坍塌的現象，所以需要確保鉆井液的質量，降低鉆井液的失水量，使泥餅的厚度保持在較低的水平。對于1200m～2500m深度的鉆井，就需要注意到鉆井液的漏失現象及保護含水層，同時還需要確保井壁的質量。為了能夠達到這種要求，就需要適當的降低鉆井液的比重，改變鉆井液的流動方式。鉆井的速度也是需要注意的事項，為了確保井壁的穩定性，需要控制鉆井的速度，盡量保持著穩定速度，提升井筒的順暢。防止由于壓力過大導致井壁受到破壞。

2 鉆井液正循環施工技術

2.1 鉆壓

鉆壓是井下鉆探施工中重要部分，需要進行嚴格控制。鉆井工程最基本的要求就是能根據工程需求對地層進行破碎。鉆壓的應用需要選擇合理的鉆具，同時還需要根據地層的實際情況對鉆速等基本參數進行設計。例如遇到較為堅硬的礦石時，就要適當的降低鉆頭的鉆速，增大鉆壓，選擇合理的鉆頭，確保井壁的質量以及提升鉆頭的使用壽命。當遇到地層較軟，同時含水量較多時，可以設定較高的轉速，鉆壓也要保持在適當的范圍，提升工程的進度。在施工過程中需要特別重視轉速與鉆頭規格之間的配合關系，在確保工程的質量以及進度時，也要重視鉆具的使用情況，確保鉆頭的使用壽命，提升施工的經濟性。

2.2 鉆井液

對于鉆井工程而言，鉆井液的合理使用是確保工程質量的重要途徑。鉆井液有著許多重要的作用，例如對于井底的清洗，確保鉆井的正常進行；對于井壁有著潤滑的作用，減少鉆柱與井壁之間的摩擦，方便鉆具的鉆入，提升了鉆具的使用壽命。鉆井液需要對其密度、粘度以及失水量進行嚴格把控。鉆井液對于防止泥巖層的坍塌有著良好的效果，失水量的控制是確保鉆井液的質量以及降低泥餅厚度的有效途徑，對于鉆井液的應用過程中，需要對鉆井液的失水量進行動態的控制。

2.3 泵量

由于在鉆井過程中會遇到礦石層，鉆頭在作業過程中，礦石難免會產生碎屑，這也是鉆井液有害顆粒的主要來源，所以對于孔底的清理是井下鉆探施工過程中重要的工序，確保鉆井液的質量。當有害顆粒達到了一定的程度就會對鉆井液循環產生阻礙，降低了實際的施工效率。所以需要控制好泵量，確保礦石碎屑能盡量的正常排出。

3 礦井鉆探施工中鉆井液的維護措施

3.1 提升鉆井液的耐高溫性，選擇良好的組成材料

鉆井液的性能對井下鉆探施工具有重要影響，所以需要對于鉆井液進行合理的維護。影響鉆井液的質量有著許多的因素，其中礦井鉆探施工過程中產生的高溫就是其主要的影響因素，所以在對鉆井液維護過程中需要考慮鉆井液是否因為高溫而產生變質，為了確保鉆井液的耐高溫性，就需要選擇合理的鉆井液合成材料，在確保其性能的前提下，選擇具有良好的耐高溫性。

3.2 根據施工要求以及施工工藝配置好鉆井液

由于井下鉆探施工對于鉆井液的要求較為的嚴格，所以需要根據實際的施工情況對鉆井液調配。還需要根據不同的施工階段對鉆井液進行合理的選擇。在進行配置鉆井液之前需要對施工區域的地質進行勘查，根據施工的要求，合理選擇鉆井液。鉆井液的合理的選擇配置是確保施工質量以及施工進程的前提。

3.3 做好鉆井液的后期處理工作

近年來我國對于生態文明越來越重視，許多具有高污染的行業都受到了整頓。為了響應可持續發展的道路以及綠色礦山勘查的要求，鉆井行業也需要重視生態環境問題。由于鉆井液的成分含有許多的有害化學物質，所以需要對鉆井液進行后期專項處理，避免鉆井液流入到自然環境中。

4 結語

礦山鉆探施工需要有著優質的鉆井液作為施工保障。在施工技術實施過程中需要注意到鉆壓、鉆井液、泵量的問題，應根據地層情況合理使用鉆井液、鉆井參數，并且需要對鉆井液進行合理的維護管理，提升鉆井液的性能以及防止鉆井液污染環境，提高施工效率。