鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床钻探施工难点及技术措施.pdf
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1、钻探工程Drilling Engineering第 50卷增刊2023年 9月Vol.50 Sup.Sep.2023:256-261鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床钻探施工难点及技术措施赵春雷(核工业二八大队,内蒙古 包头 014010)摘要:鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床勘探钻探施工存在松散砂岩岩心取心率低、卵砾石层钻进缓慢、泥岩地层钻进效率低和钻孔易偏斜问题。通过采用多种采心方法、冲洗液维护、优化钻头的使用和合理钻具级配等技术措施,在保直防偏、提高岩心采取率、提高卵砾石和泥岩地层钻进效率方面取得了很好的效果。较好地解决了施工中遇到的难点,提升了钻进效率和钻孔质量,积累了更多的砂岩钻探施工的经验。为今后在
2、鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿钻探施工提供了经验。关键词:铀矿钻探;岩心采取率;钻进效率;钻孔偏斜;鄂尔多斯盆地中图分类号:P634 文献标识码:B 文章编号:2096-9686(2023)S1-0256-06Difficulties and technical measures in drilling construction of the Nalinggou uranium deposit in the Ordos BasinZHAO Chunlei(CNNC Geologic Party No.208,Baotou Inner Mongolia 014010,China)Abstract:T
3、he exploration and drilling of the Nalinggou uranium deposit in the Ordos Basin has some technical problems,such as low heart rate of loose sandstone core,slow drilling efficiency of core-gravel layer,low drilling efficiency of mudstone formation and easy deviation of drilling hole.The project team
4、adopts various technical measures,such as various core mining methods,mud maintenance,optimized use of drill bit and reasonable drilling tool grading.Good results have been achieved in the aspects of keeping straight and preventing deviation,improving the adoption rate,and improving the drilling eff
5、iciency of gravel and mudstone,which better solves the above difficulties encountered in the construction,improves the drilling efficiency and drilling quality,and accumulates more valuable experience in sandstone drilling construction,which provides construction experience for the future drilling c
6、onstruction of sandstone type uranium ore in the north of the Ordos Basin.Key words:uranium mining drilling;core recovery rate;drilling efficiency;borehole deviation;Ordos Basin1纳岭沟铀矿床地层概况1.1区域地层纳岭沟铀矿床内钻孔揭到的层位有下白垩统(K1)、中侏罗统直罗组(J2z)、延安组(J2y),如图 1 所示。本项目开展的各项工作主要针对目的层位直罗组下段(J2z1)进行。1.2区域岩石主要物理力学性质及可钻性
7、(1)工作区覆盖层主要以冲积黄土为主,岩石松软,钻进容易,可钻性 12级。(2)底部以砂砾岩为主,岩石的可钻性一般为47级,少量砾岩可钻性 710级。(3)白垩系下统有砾岩、砂砾岩、砂岩、粉质砂岩、粉质泥岩、泥岩,可钻性 68 级,由于大部分砂岩、砂砾岩、砾岩地层不含水,钻进时有些层位易发生漏水现象。(4)侏罗系地层是鄂尔多斯盆地沉积主体,主收稿日期:2023-04-28;修回日期:2023-08-01 DOI:10.12143/j.ztgc.2023.S1.039作者简介:赵春雷,男,汉族,1987 年生,工程师,勘查技术与工程专业,从事铀矿钻探工作,内蒙古自治区包头市阿尔丁大街九号街坊,。
8、引用格式:赵春雷.鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床钻探施工难点及技术措施 J.钻探工程,2023,50(S1):256-261.ZHAO Chunlei.Difficulties and technical measures in drilling construction of the Nalinggou uranium deposit in the Ordos BasinJ.Drilling Engineering,2023,50(S1):256-261.第 50卷增刊赵春雷:鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床钻探施工难点及技术措施要是中粗砂岩、细砂岩夹泥岩、碳质泥岩和多层煤层的地层。大部分砂岩为泥质胶结,
9、透水性好,属于软地层,在机械作用下易破碎,研磨性中等,可钻性45 级。小部分砂岩以钙质胶结,致密、透水性差,岩石研磨性强,可钻性 68 级。泥岩、碳质泥岩致密不具透水性,塑性强,研磨性弱,可钻性 56 级。煤层硬度小,局部松散,研磨性弱,裂隙发育易漏水,可钻性 4级。,3-54-z4-yP(34040-)G6(K*#?G(%0.?(K*.0?48&584.;T84.G?2.#2.?.C(.42,!N(#?(K*#?G(%038#58.NG#?(%0&(.(.6(K*-54!58&8&58.#.22.22.4,!N.9!K.!?G,&8.,&TJ.1FC+F7E.F1N2(!(50E(#&U8#
10、2.6$-!-z!-z?PPP?HSTESTLST图 1纳岭沟铀矿床直罗组地层结构2572023年 9月钻探工程1.3岩石物理机械特性区域岩石物理机械特性如表 1所示。2施工难点分析及有效措施纳岭沟铀矿床勘探项目孔深一般在 360550 m 之间,均是设计段取心,对开孔段上部完整泥质及砂质岩类稳定地层,采用 113 mm 六齿复合片钻头开孔钻进,并用 113 mm 复合片钻头进行正常取心至终孔;对开孔段为潜水位高的松散地层、可钻性级别高且易发生涌水现象的卵砾岩层和松散的流砂地层,采用复合片钻头钻进至稳定层 12 m,下入 133 mm 套管隔离,然后换 113 mm 复合片钻头进行正常钻进取心
11、终孔。使用绳索取心工艺机台,在易发生涌水现象的卵砾岩层和松散的流砂地层先用 133 mm 钻头钻进,进至稳定层 12 m,下 127 mm 套管进行隔离,然后换成 113 mm 钻头钻进至终孔。项目区钻探施工具体技术难点是松散砂岩岩心采取率低,卵砾石层和泥岩地层的钻进效率低,钻孔易偏斜。2.1提高松散砂岩岩心采取率钻遇地层会遇到胶结松散的中粗砂岩、含砾砂岩,该地层一般为泥质酥松胶结,岩心呈“豆腐渣”状,钻进取心过程中在钻具回转及冲洗液的冲蚀外力作用下,岩心极易破碎损耗;该地层透水性好、松散、易冲蚀、胶结弱,造成岩矿心采取率低、品质差、取心困难,是影响钻孔质量的主要岩层。通常使用的取心方法有单管
12、投球式干钻取心、单管卡断器卡心、单动双管钻具取心、绳索取心。2.1.1单管投球式干钻取心操作规程1(1)下钻:下钻过程需平稳缓慢,不得急下猛停,下至孔底 0.51 m 处,根据孔深及孔内情况调整泥浆性能进行冲孔。(2)冲 孔:取 心 段 需 调 整 好 冲 洗 液 性 能 进 行1015 min的冲孔,清除孔内岩粉、沉渣。(3)钻进:钻进过程中保持中等以上压力、低转速、低泵量,提高钻进效率,避免钻进时间过长岩心被冲洗液冲散消耗,减轻岩心管钻进过程中对岩心的扰动。(4)投球:钻进至目的层,机上余尺约 800 mm时,关闭泥浆泵,打开水龙头上部螺丝,投入钢球或球阀,并紧固螺丝,打开泥浆泵输送钢球或
13、球阀,通过观察泵压表显示和判断泥浆泵的负荷运转声音确定锥阀或球阀到位后,打开泥浆泵回水阀卸压。(5)干烧取心:采用中等转速干烧取心,保持一定速度的钻进进尺,根据地层情况进行干烧,遇孔内负荷增大后,及时上顶钻具,循环操作,干烧钻进400800 mm 时,停止回转,松开卡盘,提升钻具,短距离串动钻具,并将回水管放在班长的视线内,便于观看回水管内是否有冲洗液流出,下放钻具过程中有冲洗液流出,则岩心未完全烧住,继续干烧,循环此过程,直至下放钻具过程中没有冲洗液流出,开始提升钻具。表 1岩石物理机械特性岩石名称风成砂、淤泥中粗砂岩、砂砾岩砾岩、卵砾石、漂石层钙、铁质砂岩细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩粉砂质泥
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