鉆井液在礦井鉆探施工中應(yīng)用

楊勝春

（山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊，山東 滕州 277599）

隨著我國經(jīng)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(fā)展空間，鉆井技術(shù)也愈發(fā)的成熟。在鉆井工程中，鉆井液經(jīng)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(zhì)量以及比重、失水、流變性參數(shù)都有著較高的標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)礦井鉆探技術(shù)的實際應(yīng)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(nèi)容，確保實際的施工過程中鉆井液能夠符合工程的標(biāo)準(zhǔn)。

1 礦山井下鉆探施工對于鉆井液的運用

1.1 鉆井液的設(shè)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(shè)計。對于第四系粘土以及砂礫石鉆井液設(shè)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(shè)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(yīng)用

鉆井液的設(shè)計需要在礦山施工前對地層進行設(shè)計，在實際的應(yīng)用過程中還需要進行合理的使用。實際的施工環(huán)境是較為復(fù)雜的，鉆井液的應(yīng)用還需要結(jié)合地層的實際情況進行調(diào)整，例如對于深度處于0m～500m以及質(zhì)地較為稀松的松散層，鉆井施工過程中容易出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，同時在起鉆的過程中還會出現(xiàn)礫橋的現(xiàn)象產(chǎn)生。所以需要鉆井液設(shè)計人員適當(dāng)提高井液的比重、粘度，確保鉆井的質(zhì)量。由于鉆井作業(yè)施工周期長，為了確保鉆井液的質(zhì)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(yè)過程中，需要注意井壁存在的較大摩擦系數(shù)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(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，所以需要確保鉆井液的質(zhì)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(xiàn)象及保護含水層，同時還需要確保井壁的質(zhì)量。為了能夠達到這種要求，就需要適當(dāng)?shù)慕档豌@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(wěn)定性，需要控制鉆井的速度，盡量保持著穩(wěn)定速度，提升井筒的順暢。防止由于壓力過大導(dǎo)致井壁受到破壞。

2 鉆井液正循環(huán)施工技術(shù)

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(jù)工程需求對地層進行破碎。鉆壓的應(yīng)用需要選擇合理的鉆具，同時還需要根據(jù)地層的實際情況對鉆速等基本參數(shù)進行設(shè)計。例如遇到較為堅硬的礦石時，就要適當(dāng)?shù)慕档豌@頭的鉆速，增大鉆壓，選擇合理的鉆頭，確保井壁的質(zhì)量以及提升鉆頭的使用壽命。當(dāng)遇到地層較軟，同時含水量較多時，可以設(shè)定較高的轉(zhuǎn)速，鉆壓也要保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，提升工程的進度。在施工過程中需要特別重視轉(zhuǎn)速與鉆頭規(guī)格之間的配合關(guān)系，在確保工程的質(zhì)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(jīng)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(zhì)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(zhì)量以及降低泥餅厚度的有效途徑，對于鉆井液的應(yīng)用過程中，需要對鉆井液的失水量進行動態(tài)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(yè)過程中，礦石難免會產(chǎn)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(zhì)量。當(dāng)有害顆粒達到了一定的程度就會對鉆井液循環(huán)產(chǎn)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(zhì)量有著許多的因素，其中礦井鉆探施工過程中產(chǎn)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(chǎn)生變質(zhì)，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(jù)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(jù)實際的施工情況對鉆井液調(diào)配。還需要根據(jù)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(qū)域的地質(zhì)進行勘查，根據(jù)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(zhì)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(tài)文明越來越重視，許多具有高污染的行業(yè)都受到了整頓。為了響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的道路以及綠色礦山勘查的要求，鉆井行業(yè)也需要重視生態(tài)環(huán)境問題。由于鉆井液的成分含有許多的有害化學(xué)物質(zhì)，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(huán)境中。

4 結(jié)語

礦山鉆探施工需要有著優(yōu)質(zhì)的鉆井液作為施工保障。在施工技術(shù)實施過程中需要注意到鉆壓、鉆井液、泵量的問題，應(yīng)根據(jù)地層情況合理使用鉆井液、鉆井參數(shù)，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(huán)境，提高施工效率。