鉆進技術的選擇及存在的問題
鉆進技術的選擇
在以往的工作中,鉆進技術要求上對巖芯的質量要求不高,重點是地層劃分以及地層的原位性試驗,因此常采用成本較低的鋼粒鉆進技術。但本次工作對巖芯質量要求較高,結合地層情況,以及鉆進技術要求,綜合考慮后,采取金剛石鉆進技術,采用泥漿做為沖洗液。具體鉆孔設計為采用Φ130mm鉆具開孔鉆進,錘擊跟進Φ168mm厚壁套管護壁至15m;換用Φ91mm鉆具鉆進至設計孔深,錘擊跟進Φ127mm厚壁套管護壁至26m。
鉆進存在的問題
1、鉆頭存在的問題
一般深厚砂卵石地層中的砂卵石具有一定的自由度,普通金剛石鉆頭在鉆進這類地層時竄動比較厲害,鉆頭胎體受沖擊較大,鉆頭磨損快,壽命短,掉塊現象嚴重且影響取芯質量。在該工區鉆進出現如下問題:
(1)內外保徑磨損較重,鉆頭唇面中間工作斷面磨損較輕
在鉆進過程中,新鉆頭在鉆進一定時間后,卡鉆的次數增多,且進尺緩慢。提鉆后發現鉆頭內外保徑磨損較重,鉆頭唇面中間工作斷面磨損較輕,巖芯不能順利進入巖芯管。分析其主要原因是砂卵石研磨性強,巖芯破碎,且鉆頭唇面金剛石分布與內外保徑設計不合理,導致鉆頭唇面不同步磨損,影響進尺,內外保徑提前磨損后,巖芯不能順利進入內管,發生卡鉆現象。
(2)胎體出現裂紋,甚至掉塊,損毀
分析原因:一是鉆頭內外側工作唇面與內外保徑磨損后,進尺緩慢和易卡鉆,在沒有及時分析清原因時,盲目加壓鉆進,以至于壓力過大壓裂胎體;二是巖芯自卡,脹裂胎體;三是鉆具振動大,導致鉆頭胎體產生裂紋或掉塊,或是下鉆時操作不當,碰觸探頭石。
2、沖洗液存在的問題
從取出的巖芯樣品觀察,發現地層中充填物大部分流失。分析原因是沖洗液濃度過高,且沖洗液量過大,導致深厚砂卵石地層中充填物流失,無法保證地層的原位性。
3、鉆進參數存在的問題
(1)鉆壓存在的問題
在鉆進過程中,出現了胎體被壓裂,卡鉆的情況。分析原因是在鉆進過程中,出現進尺緩慢、鉆頭竄動比較厲害的情況,工人通常通過提高壓力來解決這些問題。但盲目提高壓力,就出現了胎體被壓裂,加劇卡鉆的情況發生,加速鉆頭磨損,降低鉆頭壽命。
(2)轉速存在的問題
金剛石鉆頭在鉆進這類地層時竄動比較厲害,鉆進不平穩;鉆具損耗較高,鉆機出問題機率較高,需經常維修,降低效率;并且巖芯的原位性較低。分析原因是轉速過高造成的。
(3)泵量存在的問題
為防止埋鉆和加強孔內巖屑清理效果,往往采用大泵量。但大泵量帶來的后果是將地層中充填物帶走,造成取芯質量較低;沖刷孔壁,造成孔壁失穩。