廣西向陽(yáng)坪鈾礦床鉆探施工技術(shù)及改進(jìn)措施

劉俊輝，陳 躍，李曉東，郭 勇，趙 振

（1.核工業(yè)二三〇研究所，湖南長(zhǎng)沙410011；2.北京探礦工程研究所，北京100083）

1 礦區(qū)概況

1.1 地形地貌特征

向陽(yáng)坪礦區(qū)地處廣西壯族自治區(qū)桂林市資源縣車(chē)田鄉(xiāng)和瓜里鄉(xiāng)境內(nèi)，面積約17.75 km2。工作區(qū)為中高山區(qū)，地形起伏較大，山脈主要呈NE 向展布，地勢(shì)北高南低，海拔1110～1748 m，相對(duì)高差137～202 m。地形切割強(qiáng)烈、坡度大，水系植被發(fā)育，地表覆蓋層及風(fēng)化層較厚，基巖裸露程度較差。屬亞熱帶潮濕氣候區(qū)，陰?kù)F多雨，每年3-7 月為雨季，8-11 月為枯水期，12 月至次年2 月為冰凍期。年均降雨量1430 mm，平均氣溫15 ℃左右。

1.2 地質(zhì)概況

向陽(yáng)坪礦區(qū)處于苗兒山花崗巖穹窿中部，香草坪斷裂西側(cè)的孟公界-沙子江斷裂帶南部，處于豆乍山巖體西南角。區(qū)內(nèi)大面積出露印支期、燕山期花崗巖，西南端出露新元古界-古元古界淺變質(zhì)巖系［1］。

向陽(yáng)坪鈾礦床巖性以花崗巖為主，主要巖性為印支期香草坪中粗粒黑云母花崗巖及燕山早期豆乍山中細(xì)粒二云母花崗巖巖石堅(jiān)硬致密，可鉆性以7～9 級(jí)為主，局部硅質(zhì)膠結(jié)地段可鉆性達(dá)到10～11 級(jí)；巖石研磨性以中等為主。

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，主要由SN、EW、NE 和NNE 向4 組斷裂構(gòu)成本區(qū)的基本構(gòu)造格架，其中以NNE 和NE 向兩組構(gòu)造最為發(fā)育，也是主要控（含）礦構(gòu)造［2-3］。自東向西近似等間距依次平行分布有F7、F8、F10、F11、F12等硅化斷裂帶組（見(jiàn)圖 1），各斷裂帶組上下盤(pán)均密集發(fā)育多條次級(jí)平行斷裂，產(chǎn)狀105°～110°∠75°～85°不等，各斷裂帶及其次級(jí)構(gòu)造為工作區(qū)鈾礦主要賦存部位［4］。礦區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，蝕變類(lèi)型主要有赤鐵礦化、硅化、黃鐵礦化、鉀長(zhǎng)石化、綠泥石化、水云母化、高嶺土化、絹云母化等［5-7］。蝕變發(fā)育地段巖石可鉆性級(jí)別 4～7 級(jí)，研磨性中等。

圖1 廣西向陽(yáng)坪鈾礦床構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 Structural diagram of the Xiangyangping uranium deposit in Guangxi

2 鉆孔質(zhì)量要求

2.1 巖（礦）心采取要求

工作區(qū)主要開(kāi)展巖心鉆探工作，采用金剛石繩索取心鉆進(jìn)工藝［8］，巖（礦）心的采取率直接關(guān)系到鉆孔質(zhì)量的評(píng)價(jià)，因此，鉆探施工嚴(yán)格執(zhí)行以下巖（礦）心采取率要求。

巖心采取率一般按孔計(jì)算，不低于65%；礦心采取率按設(shè)計(jì)層（段）計(jì)算，不低于75%。設(shè)計(jì)見(jiàn)礦層（段）無(wú)礦，則采取率按層（段）計(jì)算，不低于65%；在非設(shè)計(jì)見(jiàn)礦層（段）打到礦，其采取率按巖心要求，以孔計(jì)算，不低于65%。

2.2 鉆孔偏斜要求

一般鉆孔每鉆進(jìn)50 m 測(cè)斜一次，一般每20 m測(cè)一讀數(shù)。鉆孔允許偏斜距離，每100 m 不超過(guò)8 m，可累計(jì)計(jì)算。特殊情況應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)測(cè)斜。

3 鉆探施工方案

3.1 鉆探設(shè)備

以往該工區(qū)鉆探設(shè)備主要使用傳統(tǒng)立軸式機(jī)械鉆機(jī)，主要型號(hào)為 XY-44 和 XY-4 型鉆機(jī)、HCX-13 和HCX-18型四角鉆塔、SJ-1000型繩索取心絞車(chē)及BW-250 型泥漿泵。立軸式鉆機(jī)鉆進(jìn)速度慢，占地面積大，且設(shè)備笨重，尤其是在地形復(fù)雜地區(qū)，鉆機(jī)搬遷不方便。從2019 年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)充分市場(chǎng)調(diào)研，引進(jìn)了一批便攜式全液壓鉆機(jī)［9-11］，包括 YDXD-1000BX、YDXD-1080Pro-I 型鉆機(jī)，EP600Plus 型鉆機(jī)（見(jiàn)表 1）。便攜式全液壓鉆機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，模塊化設(shè)計(jì)，質(zhì)量輕，拆裝搬運(yùn)方便，占地面積小，破壞環(huán)境少，適用于該工作區(qū)山高坡陡的復(fù)雜地形工作環(huán)境。

表1 鉆機(jī)主要性能參數(shù)Table 1 Main performance parameters of drilling rig

3.2 鉆孔結(jié)構(gòu)

根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)及終孔口徑要求，結(jié)合向陽(yáng)坪地區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地表風(fēng)化層厚度、巖層情況及鉆孔設(shè)計(jì)深度，分別采取?110 mm→?91 mm→?75 mm（如圖2 所示）或?91 mm→?75 mm→?60 mm（如圖3 所示）2 種鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

圖2 鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（?110 mm 開(kāi)孔）Fig.2 Drilling structure design (?110mm opening)

圖3 鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（?91 mm 開(kāi)孔）Fig.3 Drilling structure design (?91mm opening)

開(kāi)孔時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)孔深及地表覆蓋層及風(fēng)化層情況合理選用?110 mm 或?91 mm 兩種開(kāi)孔孔徑。

淺地表地層復(fù)雜，設(shè)計(jì)孔深較大的鉆孔：開(kāi)孔采用?110 mm 合金鉆頭單管鉆進(jìn)，穿過(guò)覆蓋層（強(qiáng)風(fēng)化層）后，下入?108 mm 套管至孔口；換徑采用?91 mm 金剛石鉆頭單管鉆進(jìn)，穿過(guò)中風(fēng)化及弱風(fēng)化花崗巖地層，鉆進(jìn)至堅(jiān)硬巖層后下入?89 mm 套管至孔口；正常鉆進(jìn)采用?75 mm 金剛石鉆頭及繩索取心鉆具鉆進(jìn)至終孔。當(dāng)遇到復(fù)雜地層或出現(xiàn)孔內(nèi)事故時(shí)，可考慮下入?73 mm 套管，然后四開(kāi)采用?60 mm 金剛石鉆頭及繩索取心鉆具鉆進(jìn)至終孔。

淺地表地層簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)孔深較淺鉆孔：開(kāi)孔采用?91 mm 金剛石鉆頭單管鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至堅(jiān)硬巖層后下入?89 mm 套管至孔口；換徑采用?75 mm 金剛石鉆頭鉆進(jìn)，根據(jù)孔內(nèi)情況或下入?73 mm 套管，最后鉆進(jìn)采用?60 mm 金剛石鉆頭及繩索取心鉆具鉆進(jìn)至終孔。

3.3 鉆進(jìn)參數(shù)

鉆進(jìn)參數(shù)包括鉆壓、轉(zhuǎn)速及沖洗液泵量，根據(jù)施工區(qū)巖性特點(diǎn)、多年鉆進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn)以及鉆壓、轉(zhuǎn)速和沖洗液泵量3 者間配合對(duì)鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命的影響規(guī)律，鉆進(jìn)過(guò)程中實(shí)際鉆壓保持在10～15 kN，轉(zhuǎn)速 500～1000 r/min，泵量40～60 L/min，泵壓為2～4 MPa。在鉆進(jìn)過(guò)程中參照表2 選用鉆進(jìn)參數(shù)。

表2 廣西向陽(yáng)坪鈾礦床鉆探施工鉆進(jìn)參數(shù)Table 2 Drilling parameters for the Xiangyangping uranium deposit in Guangxi

3.4 沖洗液

在鉆探施工中，沖洗液主要作用在于冷卻鉆頭；潤(rùn)滑鉆具；清洗孔底，攜帶和懸浮鉆屑；保護(hù)孔壁，實(shí)現(xiàn)平衡鉆進(jìn)。

結(jié)合工作區(qū)多年施工經(jīng)驗(yàn)，選擇用無(wú)固相沖洗液，主要作用在于保持沖洗液的流變性、加強(qiáng)鉆孔內(nèi)巖粉的懸浮攜帶，使巖粉快速有效地排出孔外；提高沖洗液的潤(rùn)滑性，降低孔壁的摩擦力，從而保持高速的旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；保持孔內(nèi)壓力平衡，維持孔壁穩(wěn)定。

根據(jù)不同的鉆進(jìn)地層，沖洗液采用不同的配方，具體如下：

（1）黑云母二長(zhǎng)花崗巖、二云母二長(zhǎng)花崗巖地層，沖洗液配方為：1 m3清水+1～3 kg 水解聚丙烯酰胺（PHP），所使用水解聚丙烯酰胺的水解度為30%。其性能參數(shù)為：密度1.01～1.02 g/cm3，漏斗粘度16～18 s，濾失量20～30 mL/30 min，固相含量≤0.1%，pH 值7～8，潤(rùn)滑系數(shù)0.16～0.18。

（2）花崗碎裂巖、碎裂花崗巖地層，沖洗液配方為：1 m3清水+2～4 kg 水解聚丙烯酰胺（PHP）+5～6 kg 高效潤(rùn)滑劑。其性能參數(shù)為：密度1.01～1.02 g/cm3，漏斗粘度 17～22 s，濾失量 18～25 mL/30 min，固相含量≤0.1%，pH 值 7～8，潤(rùn)滑系數(shù)0.17～0.20。

（3）高嶺土化、綠泥石化、水云母化、赤鐵礦化花崗碎裂巖、碎裂花崗巖地層，沖洗液配方為：1 m3清水+2～4 kg 水解聚丙烯酰胺（PHP）+20～50 kg 植物膠+10～40 kg 防塌劑。其性能參數(shù)為：密度1.02～1.04 g/cm3，漏斗粘度 20～25 s，濾失量≤14 mL/30 min，固相含量≤0.3%，pH 值 7～8，潤(rùn)滑系數(shù)0.20～0.22。

但在實(shí)際鉆進(jìn)過(guò)程中，常遇到強(qiáng)水敏性復(fù)雜地層，該地層孔壁巖石吸水后極易膨脹、松散剝落，從而導(dǎo)致孔壁坍塌、掉塊，造成鉆進(jìn)困難，甚至孔內(nèi)事故。上述配方?jīng)_洗液因失水量大，性能低，不能滿(mǎn)足鉆進(jìn)要求。因此，針對(duì)該問(wèn)題，提出并使用了新型沖洗液進(jìn)行護(hù)壁鉆進(jìn)。

4 鉆進(jìn)中遇到的問(wèn)題

（1）鉆探設(shè)備老化，鉆進(jìn)效率低。工區(qū)鉆探設(shè)備為老式立軸鉆機(jī)，且使用年限長(zhǎng)，設(shè)備老化、故障多，鉆進(jìn)效率低。

（2）地層復(fù)雜，鉆進(jìn)難度大。由于工作區(qū)構(gòu)造斷裂帶密集發(fā)育，構(gòu)造發(fā)育部位地層復(fù)雜，巖石破碎，裂隙發(fā)育，高嶺土化、水云母化、赤鐵礦化等水敏性蝕變發(fā)育（見(jiàn)圖4、圖5），巖心遇水松散剝落，鉆進(jìn)過(guò)程中孔壁坍塌、孔內(nèi)漏失現(xiàn)象嚴(yán)重，容易導(dǎo)致卡鉆、埋鉆、燒鉆、斷鉆桿等孔內(nèi)事故。

圖4 綠泥石化、水云母化碎裂巖巖心Fig.4 Cores of chloritized and hydromica cataclastic rock

圖5 赤鐵礦化碎裂巖巖心Fig.5 Cores of hematite cataclastic rock

（3）巖性變化大，鉆頭壽命短。由于地層復(fù)雜，巖層巖性變化大，軟硬巖層交替頻繁，局部硅質(zhì)巖、角礫巖研磨性強(qiáng)，金剛石鉆頭難以適應(yīng)巖層頻繁變化，導(dǎo)致鉆頭選型困難，鉆頭壽命短，鉆進(jìn)效率低。

在鉆進(jìn)過(guò)程中，常見(jiàn)鉆頭內(nèi)外徑磨損，胎體唇面拉槽，胎體崩折等不正常磨損（見(jiàn)圖6），導(dǎo)致鉆頭壽命短，頻繁起鉆換鉆頭，鉆進(jìn)效率大大降低。

圖6 鉆頭非正常磨損Fig.6 Abnormal wear of drill bits

（4）地表覆蓋層或風(fēng)化層較厚，地下軟硬巖層交替頻繁，鉆孔易偏斜。施工區(qū)普遍地表風(fēng)化層較厚（厚度20～100 m 不等），且鉆進(jìn)過(guò)程中軟硬巖層頻繁交替出現(xiàn)，難以及時(shí)判斷采取措施，鉆孔彎曲難控制，極易發(fā)生鉆孔偏斜。根據(jù)歷年已施工鉆孔偏斜情況統(tǒng)計(jì)，一般鉆孔頂角每百米上偏1°～2°，方位角每百米往順時(shí)針?lè)较蚱?°～3°。

5 改進(jìn)與解決措施

根據(jù)鉆進(jìn)中遇到的上述問(wèn)題，提出并實(shí)施如下改進(jìn)解決措施。

5.1 引進(jìn)新型鉆探設(shè)備

針對(duì)立軸鉆機(jī)老化、故障多，鉆進(jìn)速度慢問(wèn)題，工作區(qū)引進(jìn)先進(jìn)的便攜式全液壓鉆機(jī)施工。自2006 年開(kāi)始在該地區(qū)鉆探施工以來(lái)，已先后投入20余萬(wàn)米工作量，鉆探施工使用的一直是傳統(tǒng)的立軸式鉆機(jī)。立軸鉆機(jī)的施工效率已達(dá)極限，無(wú)法再有效提高，為此，從2019 年開(kāi)始工作區(qū)引入先進(jìn)的便攜式全液壓鉆機(jī)進(jìn)行施工。通過(guò)便攜式鉆機(jī)和立軸鉆機(jī)施工效率對(duì)比（見(jiàn)表3），立軸式鉆機(jī)施工平均臺(tái)月效率為673.07 m，便攜式鉆機(jī)施工平均臺(tái)月效率為869.18 m，便攜式鉆機(jī)臺(tái)月效率比立軸式鉆機(jī)要高出29.14% 左右，有效提高了工作區(qū)鉆探效率。

表3 鉆機(jī)施工臺(tái)月效率對(duì)比Table 3 Comparison of rig-month efficiency

5.2 護(hù)壁堵漏

5.2.1 使用新型護(hù)壁沖洗液

以往在該工作區(qū)施工使用的沖洗液材料一般為聚丙烯酰胺、潤(rùn)滑劑或膨潤(rùn)土，在正常完整的地層中鉆進(jìn)，沖洗液性能基本可以滿(mǎn)足施工要求，但在吸水膨脹的水敏性復(fù)雜地層中則性能達(dá)不到護(hù)壁要求，經(jīng)常會(huì)發(fā)生孔壁掉塊、垮孔、孔內(nèi)沉渣多等現(xiàn)象，導(dǎo)致卡鉆、埋鉆、燒鉆等事故，造成鉆桿折斷、鉆頭燒毀、甚至鉆孔報(bào)廢等嚴(yán)重問(wèn)題。

為解決該地區(qū)水敏性復(fù)雜地層鉆進(jìn)中孔壁不穩(wěn)定問(wèn)題，2019 年開(kāi)展了鉆探生產(chǎn)科研項(xiàng)目“廣西向陽(yáng)坪地區(qū)硬巖鉆探復(fù)雜巖層護(hù)壁堵漏技術(shù)研究”，通過(guò)對(duì)該地層巖心樣品進(jìn)行巖性分析，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)評(píng)價(jià)確定沖洗液配方，然后在復(fù)雜鉆孔施工中采用成膜防塌無(wú)固相沖洗液護(hù)壁［12-18］，取得了顯著成效。

根據(jù)巖心樣品成分分析及室內(nèi)評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)采用的成膜防塌無(wú)固相沖洗液的配方如下：

1 m3水 +2 kg 燒 堿 +50 kg 成 膜 體 系 A 劑（GCM-A）+25 kg 成膜體系B 劑（GCM-B）+10 kg改性瀝青防塌劑（GLA）+10 kg 防塌型隨鉆堵漏劑（GPC）+20 kg 封 堵 劑（GFD-1）+6 kg 增 粘 劑（GTQ）+2 kg 包被劑（GBBJ）。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的沖洗液性能如下：密度1.03～1.06 g/cm3，漏斗粘度 21～30 s，濾失量 4～8 mL，pH 值11～13。

相比于之前使用的普通沖洗液，新型成膜沖洗液具有濾失量低的顯著特點(diǎn)，且能在孔壁表面形成一層保護(hù)膜，阻止水分子進(jìn)入孔壁巖石中，防止孔壁膨脹坍塌，保護(hù)孔壁穩(wěn)定。

使用成膜防塌無(wú)固相沖洗液共施工了2 個(gè)鉆孔總計(jì)1323.15 m，取得了理想的效果。通過(guò)成膜防塌無(wú)固相沖洗液的應(yīng)用，有效地保護(hù)了孔壁的穩(wěn)定和完整，鉆進(jìn)過(guò)程中無(wú)掉渣、掉塊、垮孔現(xiàn)象，未出現(xiàn)孔內(nèi)事故，取心質(zhì)量好且取心率高，鉆進(jìn)效率明顯提高［19］。

5.2.2 使用新型堵漏材料

由于該地區(qū)地層裂隙發(fā)育，鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常遇到孔內(nèi)漏失情況，沖洗液一旦漏失嚴(yán)重影響正常鉆進(jìn)，造成鉆桿與孔壁摩擦力增大，導(dǎo)致鉆進(jìn)回轉(zhuǎn)阻力增大，動(dòng)力損耗，鉆桿磨損，甚至鉆頭燒毀和鉆桿折斷。

以往采用水泥漿灌注方法進(jìn)行護(hù)壁堵漏，但水泥堵漏常常因?yàn)槁┦ǖ来?、水泥漿流失或水泥漿被地下水稀釋而不能固結(jié)，導(dǎo)致堵漏失敗，成功率不高，且整個(gè)堵漏過(guò)程等待耗時(shí)長(zhǎng)，完成一次水泥堵漏操作至少需要2 d 時(shí)間，既耽誤寶貴的鉆探進(jìn)尺時(shí)間，也增加了人工成本，同時(shí)掃完水泥的沖洗液受到污染后無(wú)法繼續(xù)使用，只能排掉并配制新的沖洗液，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

針對(duì)上述問(wèn)題，鉆探施工中采用延遲交聯(lián)凝膠堵漏工藝［20］。該交聯(lián)凝膠具有堵漏成功率高、交聯(lián)時(shí)間可控、粘附性強(qiáng)及凝膠強(qiáng)度高等特點(diǎn)。延遲凝膠堵漏作為一種較新型的化學(xué)堵漏技術(shù)，堵漏時(shí)對(duì)漏失通道的適應(yīng)性強(qiáng)，通過(guò)聚合物與交聯(lián)劑交聯(lián)形成具有粘滯性的粘彈體實(shí)現(xiàn)堵漏的目的，在解決失返性漏失及含地下水的漏層方面效果顯著，該堵漏凝膠已在多個(gè)地區(qū)推廣應(yīng)用，取得了顯著效果。

現(xiàn)場(chǎng)使用的延遲交聯(lián)凝膠配方為：清水+2%增強(qiáng)劑+1%增韌劑+1%成膠劑+2%緩凝劑+0.6%交聯(lián)劑，交聯(lián)時(shí)間為40～50 min。

該延遲交聯(lián)凝膠在ZK6-37-1 孔現(xiàn)場(chǎng)堵漏應(yīng)用取得了理想效果。該孔自176 m 以深地層破碎、含有多段水敏性強(qiáng)的高嶺石化和綠泥石化蝕變地層，其中，在195～199 m 及270～275 m 兩個(gè)孔段出現(xiàn)失返性漏失。在195～199 m 孔段使用水泥封孔2 次，均未能堵漏成功。在使用了該配方延遲交聯(lián)凝膠堵漏后，成功堵住了兩段失返性漏失層位，孔內(nèi)返水量明顯增大并一直保持，直至鉆孔順利安全終孔。

5.3 優(yōu)選鉆頭

工作區(qū)巖性變化快、互層頻繁，且一個(gè)鉆孔存在多段復(fù)雜地層，鉆頭難以適應(yīng)巖層頻繁變化，導(dǎo)致鉆頭使用壽命短。因此，金剛石鉆頭胎體硬度（HRC）與所鉆地層巖性的匹配程度決定了鉆頭壽命的長(zhǎng)短，廣西向陽(yáng)坪地區(qū)鉆頭參數(shù)與巖層性質(zhì)見(jiàn)表4。針對(duì)該區(qū)的地層巖性特征，優(yōu)選能適應(yīng)各種地層鉆進(jìn)的廣譜型鉆頭，以提高鉆頭壽命和鉆進(jìn)速度［21-23］。選用了各地多個(gè)廠家的金剛石鉆頭進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

表4 廣西向陽(yáng)坪鈾礦床鉆探用金剛石鉆頭參數(shù)Table 4 Diamond bit parameters for drilling in the Xiangyangping uranium deposit in Guangxi

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明環(huán)齒式孕鑲金剛石鉆頭廣譜適應(yīng)性好，平均壽命最高。該鉆頭不僅地層適應(yīng)性強(qiáng)，而且在立軸式和便攜式鉆機(jī)鉆進(jìn)中使用壽命均最高。各廠家鉆頭使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。

表5 各廠家金剛石鉆頭使用平均壽命統(tǒng)計(jì)Table 5 Average service life of diamond bits by various manufacturers

立軸式鉆機(jī)使用的鉆頭，胎體硬度5°～10°，最高壽命為159.05 m，最低壽命為33 m，平均壽命為75.78 m。便攜式鉆機(jī)使用的鉆頭，胎體硬度10°～15°，最高壽命為 120.63 m，最低壽命為 19.50 m，平均壽命為69.46 m。

通過(guò)對(duì)比選優(yōu)，鉆頭使用壽命和鉆進(jìn)速度均有明顯提高，減少了起下鉆次數(shù)，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，既提高了鉆探效率，也節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用。

5.4 孔斜防治措施

5.4.1 孔斜特征分析

鉆孔偏斜嚴(yán)重，不但影響鉆進(jìn)效率，如果偏斜超出規(guī)范，還會(huì)導(dǎo)致施工鉆孔報(bào)廢。因此，孔斜是影響鉆孔質(zhì)量關(guān)鍵之一。

為了有效對(duì)比研究，選擇在采取防斜措施前施工的4 個(gè)孔深均大于600 m 的鉆孔（終孔口徑均為60 mm），測(cè)斜數(shù)據(jù)顯示鉆孔方位角、傾角均偏斜較嚴(yán)重。數(shù)據(jù)表明，鉆孔方位角均順時(shí)針往大方向跑，平均偏 3°～4°/100 m；傾角均往上翹，彎曲度在 1.7°/100 m 左右。

5.4.2 預(yù)防和控制孔斜措施

影響鉆孔偏斜的地質(zhì)條件是客觀存在的，在掌握孔內(nèi)巖層情況的基礎(chǔ)上，可通過(guò)多種措施來(lái)減弱或抵消它的促斜作用［24-25］。為此采取了多種預(yù)防和控制措施，針對(duì)鉆孔偏斜的主要措施如下：

（1）設(shè)備安裝前，保證鉆塔底座地基平整、堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固，確保設(shè)備安裝周正、水平，天車(chē)、立軸中心和鉆孔中心應(yīng)成一條直線(xiàn)，在鉆進(jìn)過(guò)程中要勤檢查和校正立軸方向。

（2）開(kāi)孔前，分析工區(qū)同地段歷年鉆孔彎曲規(guī)律，因地制宜設(shè)計(jì)初級(jí)定向孔。結(jié)合設(shè)計(jì)鉆孔孔深，鉆孔實(shí)際開(kāi)孔方位角調(diào)低2°～5°，實(shí)際開(kāi)孔傾角往大調(diào)高 1°～3°。

（3）嚴(yán)把開(kāi)孔關(guān)，檢查開(kāi)孔鉆具、鉆桿、主動(dòng)鉆桿，彎曲變形不能超過(guò)現(xiàn)有規(guī)定，開(kāi)孔鉆進(jìn)適當(dāng)限壓，隨鉆孔加深及時(shí)換接較長(zhǎng)的導(dǎo)正管。要及時(shí)下入和固定孔口管，下管前后必須測(cè)斜。

（4）鉆具組合應(yīng)合理，在保證沖洗液暢通及孔內(nèi)安全的情況下，可盡量減小粗徑鉆具與孔壁環(huán)狀間隙。使用剛、直、長(zhǎng)的鉆具，以增強(qiáng)粗徑鉆具的穩(wěn)定性和垂直性。

（5）按規(guī)范要求及時(shí)進(jìn)行鉆孔彎曲測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)調(diào)整選擇合理的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，不能盲目加壓、追求快進(jìn)尺。如鉆孔偏斜超限，應(yīng)采取糾正措施，有明顯效果后方可正常鉆進(jìn)。

（6）力求簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)，盡量減少換徑次數(shù)。在變換徑鉆進(jìn)、鉆遇“打滑”地層、破碎帶或軟硬互層孔段時(shí)，應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，并且輔以導(dǎo)正措施鉆進(jìn)，如鋼絲繩提吊鉆進(jìn)。

（7）各鉆探班組之間交接班要詳細(xì)，尤其是當(dāng)前鉆進(jìn)地層，操作技術(shù)要求，孔內(nèi)注意事項(xiàng)必須交接到位，確保鉆進(jìn)正常，保障施工鉆孔質(zhì)量。

采取上述預(yù)防和控制措施后，施工鉆孔方位角、傾角與未采取措施的鉆孔對(duì)比，鉆孔方位角始終穩(wěn)定在設(shè)計(jì)方位角附近，未跑偏；鉆孔傾角上翹彎曲度不超過(guò)0.7°/100 m，控制得非常好。所有鉆孔偏斜數(shù)據(jù)正常，滿(mǎn)足地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，證明采取的預(yù)防和控制鉆孔偏斜的措施有效。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在廣西向陽(yáng)坪鈾礦床鉆探施工中采用金剛石繩索取心鉆探技術(shù)和工藝，引進(jìn)便攜式全液壓鉆機(jī)提高了鉆探施工效率；使用先進(jìn)的成膜防塌無(wú)固相沖洗液體系及延遲交聯(lián)凝膠堵漏工藝達(dá)到了良好的護(hù)壁堵漏目的；優(yōu)選環(huán)齒式孕鑲金剛石鉆頭提高了鉆頭壽命及鉆進(jìn)速度；采取嚴(yán)格的預(yù)防和控制防斜措施顯著降低了孔斜率。通過(guò)合理地改進(jìn)優(yōu)化措施，及時(shí)解決了現(xiàn)場(chǎng)施工中遇到的難題，減少了孔內(nèi)事故，提高了鉆進(jìn)技術(shù)水平和鉆進(jìn)效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，滿(mǎn)足了施工要求。然而，鉆遇巖性千變?nèi)f化，新問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)，鉆探技術(shù)和工藝仍需不斷創(chuàng)新和發(fā)展，使其能更好地滿(mǎn)足于實(shí)際生產(chǎn)，服務(wù)于鉆探施工需求。