小秦嶺復雜地層液動錘繩索取心鉆探試驗研究

盧予北

(1. 河南省深部探礦工程技術研究中心，河南鄭州 450053；2. 河南省地熱能開發(fā)利用有限公司，河南鄭州 450053)

小秦嶺復雜地層液動錘繩索取心鉆探試驗研究

盧予北1,2

(1. 河南省深部探礦工程技術研究中心，河南鄭州 450053；2. 河南省地熱能開發(fā)利用有限公司，河南鄭州 450053)

小秦嶺地區(qū)是我國主要的礦產(chǎn)資源地，屬于嚴重的破、碎、硬、漏等復雜地層，特別是巖石結(jié)構(gòu)致密、顆粒細、研磨性較弱的堅硬地層，采用傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆進工藝時，鉆頭經(jīng)常出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象，從而導致鉆頭壽命低、鉆探效率低、事故率高、鉆探成本高等問題。針對這些問題并結(jié)合生產(chǎn)，本文選擇了3處典型復雜地層進行了液動潛孔錘+繩索取心“二合一”和傳統(tǒng)金剛石繩索取心鉆探試驗。試驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)金剛石繩索取心鉆進工藝相比，液動錘平均回次進尺可提高44%，機械鉆速提高21.34%～30.3%，平均綜合鉆探成本降低了21%～28%，其中鉆頭費用可降低66.5%。同時，由于碎巖方式的改變，液動潛孔錘鉆探具有鉆孔防斜效果好、事故率低、鉆頭使用壽命長等特點。

小秦嶺 復雜地層 液動潛孔錘 繩索取心 鉆探試驗

Lu Yu-bei. An experiment of hydro-hammer and wire-line coring drilling in complex formations of the Xiaoqinling area[J].Geology and Exploration, 2014, 50(2):0391-0396.

0 前言

小秦嶺橫跨陜西與河南兩省，東據(jù)崤函，西臨潼關。俯視黃河，在中國的中部，有一條著名的華山山脈橫跨陜西、河南兩省，形成海拔2414m的險峻山峰。河南小秦嶺地區(qū)是我國主要的礦產(chǎn)資源地，自然地理環(huán)境艱苦，地質(zhì)條件惡劣。由于地質(zhì)構(gòu)造的原因，地層硬、脆、碎、漏極為普遍；加之近年礦山開采的影響，地層受到嚴重的人為破壞，使得地層更為復雜，特別在嵩縣、洛寧、欒川、盧氏、靈寶大湖等地區(qū)，表現(xiàn)尤為突出。大部分處在變質(zhì)巖、巖漿巖的破碎帶中，特別是蝕變破碎帶型金礦、爆發(fā)角礫巖型金礦(薛良偉等，2010)，其地層節(jié)理裂隙發(fā)育、巖石破碎、涌水漏水等，施工環(huán)境差，地層復雜在國內(nèi)實屬罕見，是導致該地區(qū)鉆探效率低、事故頻發(fā)、鉆孔質(zhì)量難以保障的一個重要因素；也是造成鉆探技術難以突破的瓶頸。

為了解決和突破該地區(qū)鉆探效率低、事故多、成本高等問題，2011年，河南省國土資源廳下達兩權(quán)價款地質(zhì)科研項目《豫西復雜地層快速鉆探技術研究》(項目編號：2011-622-11)組織科技攻關。兩年多來，通過生產(chǎn)與科研相結(jié)合方法在豫西選擇3處典型復雜地層分別進行了液動潛孔錘+繩索取心“二合一”鉆探試驗，其鉆孔編號/孔深分別為：ZK610/1751.08m、ZK1909/1210.70m、ZK0301/1502.80m?？傆嬙囼炪@探工作量4464.58m，其中，液動潛孔錘+繩索取心“二合一”鉆探新方法試驗工作量1521.32m。

1 地層及巖石物理力學性質(zhì)

1.1 主要地層

該區(qū)地層主要由新太古代變中基-中酸性噴發(fā)表殼巖、觀音堂組，白堊系上統(tǒng)及第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)組成。主要以花崗片麻巖、石英脈、偉晶巖、花崗巖為主(孫社良等，2013),其大地構(gòu)造部位屬中朝準地臺(華北陸臺)南緣，華山-熊耳山臺隆西段。南北兩側(cè)分別以小河、太要斷裂帶為界。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，變形變質(zhì)作用強烈、復雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)次級斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，控礦斷裂構(gòu)造多具韌性剪切帶的特征，以近東西向韌性剪切帶為主，其次呈近南北向、北東向和北西向。韌性剪切帶內(nèi)有糜棱巖、千糜巖等構(gòu)造巖。晚期沿韌性剪切帶活動的壓扭性斷裂內(nèi)有含金石英脈充填，并有熱液交代構(gòu)造巖或圍巖成蝕變巖型金礦石(付治國等，2009)。

1.2 巖石物理力學性質(zhì)

試驗區(qū)3個鉆孔巖石的密度為2.6～3.1g/cm3；孔隙度為0.1%～1.5%；裂隙性為1～3級。具體巖石可鉆性及物理力學性質(zhì)見表1～表3。

表1 ZK610鉆孔巖石可鉆性及物理力學性質(zhì)Table 1 Drill ability in rock and physical and mechanical properties of ZK610 borehole

表2 ZK1909鉆孔巖石可鉆性及物理力學性質(zhì)Table 2 Drill ability in rock and physical and mechanical properties of ZK1909 borehole

表3 ZK0301鉆孔巖石可鉆性及物理力學性質(zhì)Table 3 Drill ability in rock and physical and mechanical properties of ZK0301 borehole

2 設備機具和主要技術方法

2.1 設備及機具選擇

鉆機選擇XY-6B型；泥漿泵選擇BW-320型；試驗用液動潛孔錘+繩索取心機具分別為SYZX75型和SYZX96型(蘇長壽等，2010；王建華等，2011)；鉆頭選擇熱壓孕鑲式，其規(guī)格分別為(外徑/內(nèi)徑)130mm/110mm、110mm/91mm、96mm/61mm、76.5mm/46mm。

2.2 主要鉆探方法

現(xiàn)場試驗中主要采用普通繩索取心與液動潛孔錘+繩索取心金剛石兩種鉆進方法，以進行對比研究。

工作區(qū)鉆孔地層從上到下，大致可以劃分3層：上部第四系覆蓋層、中部基巖風化層和下部完整基巖(包括構(gòu)造帶)。主要鉆探方法是：采用Φ130mm金剛石鉆頭開孔，鉆穿第四系覆蓋層，鉆遇較完整基巖后，下入Φ127mm表層套管，然后采用Φ96mm普通繩索取心鉆具或SYZX96液動潛孔錘繩索取心鉆進至完整基巖面，下Φ89mm技術套管，再用Φ75mm普通繩索取心鉆具或SYZX75液動潛孔錘繩索取心鉆進至終孔。

2.3 鉆井液體系與護壁堵漏

試驗區(qū)鉆探時在一個鉆孔內(nèi)同時遇到坍塌、縮徑、水敏性地層和破碎漏失地層，針對不同地層需要及時調(diào)整鉆井液性能(胡郁樂等，2011)。

2.3.1 坍塌、縮徑、水敏地層

在上部覆蓋層鉆探時使用腐植酸類鉆井液，其具體配方是(單位：1m3)：

鈉土粉30～60kg+植物膠(加量為水重量的0.1～0.5%干粉)+CMC(高粘)(加量為水重量的0.1～0.6%干粉)+腐植酸鈉(用于水敏地層)0.4～0.6%+PHP干粉500～1000×10-6+潤滑劑。

2.3.2 破碎地層

在上部、中部比較破碎地層使用無/低固相鉆井液，其具體配方是(單位：1m3)：

清水+0.5%的CMC+PHP干粉300～500×10-6。 (即：每1m3鉆井液中加入300～500g水解聚丙烯酰胺)。當存在較小程度的坍塌和漏失時，可選擇以下配方(單位：1m3)：

水+2～5%LBM+0.5～2%改性瀝青(GLA)+ 1～3%防塌型隨鉆暫堵劑(GPC)+0.3～1.0%潤滑劑(GLUB)。

2.3.3 綜合防塌鉆井液體系

當坍塌掉塊較為嚴重時，選擇以下配方(單位：1m3)：

6%基漿+2.0%DFD(改性淀粉)+2%LG植物膠+0.5%Na-CMC。

2.3.4 滲漏地層加隨鉆堵漏劑

鉆探過程中鉆遇較長孔段漏失地層時，可以在鉆井液中加入隨鉆堵漏劑。其配方(單位：1m3)：

鈉土粉30～40kg+植物膠(加量為水重量的0.1～0.5%干粉)+CMC(高粘)(加量為水重量的0.1～0.6%干粉)+PHP干粉400～800×10-6+隨鉆堵漏劑(孔隙和微裂隙：2～4%；嚴重漏失層：4～6%+3%惰性材料)+潤滑劑。

3 SYZX75/96液動潛孔錘+繩索取心試驗

3.1 液動潛孔錘工藝特點

液動潛孔錘是利用泥漿泵輸出的高壓沖洗介質(zhì)，并在一定流量作用下驅(qū)動潛孔錘內(nèi)沖錘，使沖錘產(chǎn)生一定的頻率和沖擊功，在軸向往復運動，對鉆頭形成沖擊荷載，在回轉(zhuǎn)沖擊作用下，達到碎巖目的，屬于井下動力驅(qū)動。液動潛孔錘回轉(zhuǎn)沖擊鉆進與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆進方式相比，在碎巖方式上有著本質(zhì)的區(qū)別。回轉(zhuǎn)鉆進時，鉆頭上金剛石或PDC復合片在軸向靜壓下，鉆入巖石一定深度，在連續(xù)回轉(zhuǎn)作用下連續(xù)切削巖石。而回轉(zhuǎn)沖擊鉆進時，鉆頭上金剛石或PDC復合片在沖擊作用下，對孔底巖石產(chǎn)生體積破碎坑，從而使巖石產(chǎn)生裂紋斷裂，同時在回轉(zhuǎn)作用下使其產(chǎn)生體積破碎(楊甘生，2013；杭程等，2013；譚松成等，2013)，特別適用于“破、碎、脆、硬”和“打滑”地層。

3.2 試驗情況及分析

3.2.1 主要問題

小秦嶺地區(qū)屬于嚴重的破、碎、硬、漏等復雜地層，多數(shù)巖石可鉆性超過9級(楊寬才等，2013)，特別是巖石結(jié)構(gòu)致密、顆粒細、研磨性較弱的堅硬地層，采用傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆進工藝時，鉆頭經(jīng)常出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象，從而導致鉆頭壽命低、鉆探效率低、成本高問題(李冬霜等，2009；馮玉國，1993)；在構(gòu)造破碎漏失地層時，常常出現(xiàn)巖心堵塞、石英顆?？ㄣ@、鉆具折斷等事故(羅永貴，2013；侯識榮，2009)，從而導致純鉆時間低、輔助時間高等問題。

3.2.2 試驗情況

為解決上述主要問題，選擇了3個具有代表性的鉆孔進行液動潛孔錘+繩索取心“二合一”和傳統(tǒng)金剛石普通繩索取心2種鉆進工藝的對比性試驗。表4～表6為2種鉆進工藝在3個鉆孔的對比性試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，表7是在同一礦區(qū)2種鉆進工藝鉆孔防斜效果對比(羅永貴，2013)。

3.2.3 試驗數(shù)據(jù)分析

(1) SYZX95液動潛孔錘試驗數(shù)據(jù)分析

ZK610鉆孔10～550.05m孔段采用Φ96mm鉆孔結(jié)構(gòu)。從表4可以看出：Φ96mm普通繩索取心鉆進208.21m、回次數(shù)110次、回次進尺1.85m，純鉆時間135h，時效1.54m；Φ96mm液動錘+繩索取心鉆進331.84m回次數(shù)144次、回次進尺2.40m，純鉆時間176h，時效1.89m，鉆探效率提高了23%。

表4 ZK610孔SYZX95液動潛孔錘+繩索取心鉆探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 4 Test data statistics of SYZX95 hydro-hammer+wire-line coring drilling in ZK610 borehole

表5 ZK1909孔SYZX75液動潛孔錘+繩索取心鉆探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 5 Test data statistics of SYZX75 hydro-hammer+wire-line coring drilling in ZK1909 borehole

表6 ZK0301孔SYZX75液動潛孔錘+繩索取心鉆探試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 6 Test data statistics of SYZX75 Hydro-hammer+wire-line coring drilling in ZK0301 borehole

表7 小秦嶺金礦深部鉆探2種工藝防斜鉆進效果對比Table 7 Comparison of two technologies of anti-deviation drilling effects at depth in Xiaoqinling gold mine

(2) SYZX75液動潛孔錘試驗數(shù)據(jù)分析

從表5和表6可以看出：ZK1909鉆孔中，普通繩索取心鉆進228.08m、回次數(shù)161次、回次進尺1.42m，純鉆時間173h，時效1.32m；液動錘+繩索取心鉆進392.15m、回次數(shù)153次、回次進尺2.56m，純鉆時間228h，時效1.72m。鉆探效率提高了30.3%。

ZK0301鉆孔中，普通繩索取心鉆進1429.46m、回次數(shù)667次、回次進尺2.14m，純鉆時間800h，時效1.78m；液動錘+繩索取心鉆進73.34m、回次數(shù)26次、回次進尺2.82m，純鉆時間34h，時效2.16m，鉆探效率提高了21.34%。

(3) 鉆孔防斜效果對比分析

從表7中試驗結(jié)果可知：ZK1909孔81.00～591.47m孔段采用金剛石普通繩索取心鉆進，終孔頂角為8.5°；ZK915孔65.74～523.16m孔段采用液動潛孔錘+繩索取心鉆進，終孔頂角為2.7°；ZK610孔25.00～550.05m孔段采用液動潛孔錘+繩索取心鉆進，終孔頂角為4.0°。所以，采用液動錘+繩索取心“二合一”鉆進工藝可以有效防止孔斜，較短糾斜時間，從而保證鉆孔質(zhì)量和鉆孔安全。

按1500m鉆孔計算，在小秦嶺地區(qū)采用傳統(tǒng)金剛石繩索取心一般情況下120天完成1500m鉆孔。當采用金剛石繩索取心+液動潛孔錘“二合一”鉆探新工藝情況下其效率提高21%～30.3%，即：同樣地層條件下完成1500m鉆孔需要時間為86.4天～94.8天，提前25.2天～33.6天。按照豫西鉆孔鉆頭費、油料費、電費、人員工資、各種補貼、設備折舊、管材攤銷、套管等直接費用，平均每天支出為4000元。平均每個鉆孔可節(jié)約10.08～13.44萬元，平均綜合成本降低了21%～28%。

同時，由于鉆探時間的縮短、效率提高，減少了油料和電能源消耗和污染物的排放；同時，也減少了鉆井液對地層的污染和植被的破壞。具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

3.2.4 鉆頭壽命及巖心采取率對比分析

(1) 鉆頭使用壽命

普通繩索鉆進在堅硬致密的低研磨性“打滑”地層中鉆進，常采取用向孔底投堅硬碎巖塊研磨鉆頭，加速金剛石出露的方法來提高鉆進速度，這種方法雖能提高小時效率，但由于碎石對鉆頭的研磨加劇了對金剛石鉆頭胎體磨損，導致鉆頭壽命縮短(劉曉春，2010)。

采用液動錘鉆進，因其碎巖方式的改變，所以，不必研磨鉆頭亦能獲得較高的小時效率，同樣地層中鉆頭壽命可延長至30～35m，提高3倍左右。

小秦嶺地區(qū)鉆探工程中，鉆頭是一項主要的消耗材料。傳統(tǒng)金剛石繩索取心工藝下，鉆頭的平均使用壽命為15～30m，采用金剛石繩索取心+液動潛孔錘“二合一”鉆探新工藝由于改變了碎巖方式，減少了巖石對鉆頭的研磨時間，其鉆頭平均使用壽命為45～90m。每只鉆頭的平均費用為400元，則1500m鉆孔在傳統(tǒng)工藝情況下需要鉆頭50～100只，費用是2～4萬元，平均鉆頭費用為13.33元/m～26.67元/m；金剛石繩索取心+液動潛孔錘“二合一”鉆探新工藝情況下則需要鉆頭16.7～33.3只，費用是0.67～1.33萬元,平均鉆頭費用4.47元/m～8.87元/m。僅鉆頭費用則可降低了66.5%左右。

(2) 巖心采取率

在小秦嶺相對穩(wěn)定完整的地層中取心鉆進，傳統(tǒng)金剛石繩索取心和試驗用金剛石繩索取心+液動潛孔錘“二合一”鉆探取心效果基本一致，其巖心采取率大于等于98%；在破碎地層中，傳統(tǒng)工藝取心率平均達84%，新工藝平均取心率高達93%。圖1為試驗鉆孔巖心實物圖。

圖1 小秦嶺金礦ZK1909孔(a)、ZK610(b)硬脆碎巖心Fig.1 Hard and brittle broken cores from ZK1909 (a) and ZK610 (b) boreholes in Xiaoqinling gold mine

3.2.5 鉆井液使用情況分析

對于一般滲漏孔段PHP無固相鉆井液可以較好的滿足鉆進要求(黃衛(wèi)東，2011；廖遠蘇等，2010)；實際使用表明，LBM鉆井液體系現(xiàn)場配制簡單，維護方便，可通過改變其加量任意調(diào)節(jié)其性能，鉆遇破碎和漏失地層時，其表現(xiàn)出較好的綜合性能，在保證正常鉆進的情況下，其鉆進效率較PHP無固相鉆井液有所提高(李振學，2010；喬彥斌，2011)。

試驗結(jié)果表明，植物膠類鉆井液體系粘度高，又具有較好的彈性粘度，再加入少量的磺化瀝青等處理劑，潤滑、減震、抗?jié)B漏的效果都好，適合在相對穩(wěn)定但滲漏性較大的地層中使用。

對于漏失較為嚴重的孔段采用水泥封堵耗費時間、增加成本，不利于實現(xiàn)快速鉆進，在此情況下進行了加有溶脹型隨鉆堵漏材料的鉆井液體系的性能試驗。結(jié)果表明，該種隨鉆堵漏材料具有良好的堵漏性能。

4 結(jié)論

通過在小秦嶺復雜地層中鉆探試驗對比，可以得出以下結(jié)論：

(1) 無論是破碎地層還是較為完整地層，液動潛孔錘+繩索取心工藝的機械鉆速均高于傳統(tǒng)金剛石繩索取心工藝，機械鉆速可提高21.34%～30.3%。

(2) 液動潛孔錘+繩索取心平均回次進尺2.56m，金剛石繩索取心平均回次進尺1.78m，回次進尺提高了44%。

(3) 液動潛孔錘屬于回轉(zhuǎn)-沖擊碎巖方式，改變了傳統(tǒng)的單一回轉(zhuǎn)切削巖石方式，所以，在鉆進時不必研磨鉆頭亦能獲得較高的小時效率。同時，鉆頭壽命可延長35～45m，提高3倍左右，鉆頭費用降低了66.5%左右，鉆探平均綜合成本可降低21%～28%。

(4) 繩索取心液動錘鉆進屬于孔底動力驅(qū)動，采用相對低的鉆壓和轉(zhuǎn)速鉆進，避免了鉆具對不穩(wěn)定地層的擾動，減少了設備和機具的磨損，較大幅度降低了斷鉆桿等孔內(nèi)事故。同時，具有鉆孔防斜效果和鉆孔質(zhì)量好、巖心采取率高且不堵塞等特點。

(5) 在保證正常鉆進的情況下，鉆遇破碎和漏失地層時，LBM鉆井液體系鉆進效率較PHP無固相鉆井液有所提高；植物膠類鉆井液體系適合在相對穩(wěn)定但滲漏性較大的地層中使用；對于漏失較為嚴重孔段一味采用水泥封堵耗費時間、增加成本，使用溶脹型隨鉆堵漏材料的鉆井液體系具有良好的堵漏性能。

Feng Yu-guo. 1993. Problems existing in mountain gold mine area since the milk deep-hole rope drilling and Countermeasures[J]. Geology and Exploration,(5): 61-62(in Chinese)

Fu Zhi-guo,Zhen Gong-xing,Lu Xin-xiang.2009.Typomorphic character istics of ore m inerals in gold deposits of the Xiaoqinling-Xiongershan district[ J]. Geology and Exploration,45(2): 53-59 (in Chinese with English abstract)

Hang Cheng，Peng Dian-zhu，Ding Chun-shan，Zhu Jun.2013.Application of wire-line coring hydro-hammer in gore drilling construction[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 40(2):36-39 (in Chinese with English abstract)

Hou Shi-rong.2009.Small diameter diamond drilling in the construction technology of complex formation[J]. Journal of Xiangtan Normal University(Natural Science Edition),31(1):116-117(in Chinese)

Hu Yu-le,Zhang Xiao-xi,Chen Shi-xun,Zhong Chong-long,Zhang Heng-chun. 2011.Application of the grouting cement method with two-step filling water to collapsed formation of the scientific drilling borehole in Tibet[J]. Geology and Exploration,47(3):469-472(in Chinese with English abstract)

Huang Wei-dong.2011. Research and application of the non-solid drilling fluid in the complex sedimentary formation[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling),38(12):10-12(in Chinese with English abstract)

Li Dong-shuang,Wang Mao-sen,Liang Yi.2009. Research and experiment of drilling technology in complicated stratum of molybdenum minerals in Luanchuan of Luoyang[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 36(6):10-12(in Chinese with English abstract)

Li Zhen-xue.2010. Study on deep hole dr illing technology in complex formation of Nanping mining a rea[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling),37(11):12-15(in Chinese with English abstract)Liao Yuan-su,Liao Chang-sheng, Zhuo Lian-ming, Hu Qi-feng, Miao Sai.2010. Application of sodium slurry in drilling in structure fractural zone of complex formation[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 37(8):5-9(in Chinese with English abstract)

Liu Xiao-chun.2010. Wireline core drilling technology in complex formation of application examples[J]. Xinjiang nonferrous metals,(2):41-42(in Chinese)

Luo Yong-gui.2013. Application of wire-ling coring hydro-hammer in deep drilling in complex formation of Xiaoqinling gold field[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling),40(3):7-9(in Chinese with English abstract)

Qiao Yan-bin.2011.Wire-line coring drilling technology in complex formation in Xinjiang Wulagen mining area[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling),38(11):18-20(in Chinese with English abstract)

Su Chang-shou, Xie Wen-wei, Yang Ze-ying, Meng Yi-quan,2010. Study and application of high efficiency hydro-hammer[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling),37(3):27-31(in Chinese with English abstract)

Sun She-liang,Zhang Shou-ting,Li Dong,Gu Wen-shuai,Song Yao-wu,Xie Chao-yong. 2013. Tectono-geochemical characteristics and prospecting prediction of the molybdenum polymetallic ore concentrationarea in Luanchuan,Henan Province[J]. Geology and Exploration,49(3):405-416 (in Chinese with English abstract)

Tan Song-cheng,Duan Long-chen,Ye Xue-feng,Wang Hong-bo.2013. Current status and tendency of research on oil bits for hard rock drilling[J]. Geology and Exploration,49( 2):373-378(in Chinese with English abstract)

Wang Jian-hua,Su Chang-shou,Zuo Xin-ming.2010. Study and application on drilling technique of deep hole fluid-powered DTH hammers [J]. Site Investigation Science and Technology,37(3):59-64(in Chinese with English abstract)

Xue Liang-wei , Zhang Shuai-min, Zhang Xiang-wei.2010. Reasonable assessment of reserves for the extremely rich ore section in the Less Qinling gold deposit[J]. Geology and Exploration,46( 2):272-276(in Chinese with English abstract)

Yang Gan-sheng.2013.Discussion on rock broken mechanism of percussive-rotary drilling[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 40(2):19-21(in Chinese with English abstract)

Yang Kuan-cai,Tian Min,Zeng Shi-you,Cai Ji-hua.2013.Application of wire-line coring hydro-hammer in Xiaoqinling gold ore deposit[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 40(2):40-43(in Chinese with English abstract)

[附中文參考文獻]

馮玉國.1993.望兒山金礦區(qū)中乳深孔繩鉆中存在的問題及應對措施[J].地質(zhì)與勘探,(5):61-62

付治國,鄭紅星,盧欣祥.2009.小秦嶺-熊耳山地區(qū)金礦床礦石礦物標型特征分析[J]. 地質(zhì)與勘探,45(2):53-59杭 程,彭典珠,丁春山,朱 軍.2013.繩索取心液動潛孔錘在巖心鉆探施工中的應用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),40(2):36-39

侯識榮.2009.小口徑金剛石鉆進在復雜地層施工技術的探討[J]. 湘潭師范學院學報(自然科學版),31(1):116-117

胡郁樂,張曉西,陳師遜,仲崇龍,張恒春.2011.分步替水灌漿法在科學鉆探西藏鉆孔坍塌地層中的應用[J]. 地質(zhì)與勘探,47(3):469-472

黃衛(wèi)東.2011.無固相鉆井液在沉積巖復雜地層鉆探中的應用研究[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),38(12):10-12

李冬霜,王茂森,梁 毅.2009.洛陽欒川鉬礦復雜地層鉆進工藝研究與試驗[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),36(6):10-12

李振學.2010.南坪礦區(qū)復雜地層深孔鉆進技術研究[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),37(11):12-15

廖遠蘇,廖長生,卓廉明,胡啟鋒,繆 賽.2010.鈉土泥漿在構(gòu)造破碎帶型復雜地層鉆進中的應用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),37(8):5-9

劉曉春.2010.繩索取芯鉆探工藝在復雜地層應用實例[J]. 新疆有色金屬,(2):41-42

羅永貴.2013.SYZX繩索取心液動錘在小秦嶺金礦田復雜地層深部鉆探中的應用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),40(3):7-9

喬彥斌.2011.新疆烏拉根礦區(qū)復雜地層繩索取心鉆進技術[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),38(11):18-20

蘇長壽,謝文衛(wèi),楊澤英.2010.系列高效液動錘的研究與應用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),37(3):27-31

孫社良,張壽庭,顧文帥,李 冬,宋要武,謝朝勇.2013.河南欒川Mo多金屬礦集區(qū)構(gòu)造地球化學特征及找礦預測[J]. 地質(zhì)與勘探,49(3):405-416

譚松成,段隆臣,葉雪峰,王紅波.2013.硬巖鉆進用石油鉆頭研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].地質(zhì)與勘探,49(2):373-378

王建華,蘇長壽,左新明.2011.深孔液動潛孔錘鉆進技術研究與應用[J]. 勘察科學技術,(6):59-64

薛良偉,張帥民,張向衛(wèi).2010.小秦嶺金礦特富礦段的圈定及合理性研究[J]. 地質(zhì)與勘探,46(2):272-276

楊甘生.2013.沖擊回轉(zhuǎn)碎巖機理探討[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),40(2):19-21

楊寬才,田 敏,曾石友,蔡記華.2013.繩索取心液動潛孔錘鉆進技術在小秦嶺金礦區(qū)的應用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程),40(2):40-43

An Experiment of Hydro-hammer and Wire-line Coring Drilling in Complex Formations of the Xiaoqinling Area

LU Yu-bei1,2

(1. Henan Engineering Research Center of Deep Exploration, Zhengzhou, Henan 450053；2. Henan Geothermal Energy Development and Utilization Ltd., Zhengzhou, Henan 450053)

The Xiaoqinling (Less Qinling Mountains) area is one of the main mineral resources in China, which is characterized by highly broken, fragmental, hard, leak and complex formations. Especially in the compact, fine particle and weakly abrasive beds, using the traditional of rotary drilling technology, often appear the "slip" phenomenon on drill bits, leading to short service life of drill bits, low drilling efficiency, high accident rates, and higher drilling costs. In order to solve these problems, this work chose 3 typical complex formations related with production to conduct an experiment of the hydro-hammer + wire-line coring, "two combining into one" drilling method. The results shows that compared to the traditional diamond wire-line coring drilling technology, the average back footage of the hydro-hammer can be increased by 44%, and ROP increased by 21.34%～30.3%, The average cost of comprehensive drilling is reduced by 21% ～ 28%, of which the drill bit cost is lowered by 66.5%. At the same time, because of change of the rock broken mode, hydro-hammer is capable of inclining prevention, and has low accident rates and longer service life of drill bits.

Xiaoqinling, complex formations, hydro-hammer, wire-line coring, drilling experiment

2013-07-29；

2013-12-20；[責任編輯]郝情情。

河南省地質(zhì)科技攻關項目(編號：2011-622-11)資助。

盧予北(1964年-)，男，博士研究生，教授級高級工程師，河南省學術技術帶頭人，從事深部鉆探工程、地質(zhì)能源資源勘查技術研究與管理工作。E-mail：lu-yubei@263.net。

P634.5

A

0495-5331(2014)02-0391-6