苏丹国水利大坝勘察中不同地层的钻进方法简述

　　摘要：在非洲苏丹，我们承揽了苏丹北部、南部总计十个水利大坝的勘察任务，在此大坝的勘察中，我们遇到了各种地层，经过我们的努力研究及施工方法的改进，对一些特殊地层的采芯，做到了进尺快、不丢芯，岩芯机械破坏小。在此就对一些特殊的地层的取芯做一下简单的介绍。
　　关键词：取芯，饱和砂层，砾石层，基岩
　　
　　1对钻具的了解
　　目前国内主要是选用单管钻具，但是在国际工程中，对岩芯采取率要求非常严格，所以一般采用双管钻具和三管钻具，根据我们的实践经验和对经济效益的考虑，我们普遍采用双管钻具，即能满足采取率的要求，又比较经济。
　　2对钻头的选用
　　首先必须明确在什么样的地层选用怎样的钻头，钻头主要分为钢粒钻头，合金钻头，金刚石钻头.虽然钢粒钻头比较经济，但是对操作员的要求很高，对水泵供水量的控制也有很高的要求，不然取出的岩芯外径很不规格，所以在国际工程中不提倡采用，目前在国内也很少采用。合金钻头主要应用于土层，砂层，砾石层，及全风化的岩石层。金刚石钻头一般用于基岩的钻进。
　　3如何在饱和砂层中取芯
　　在尼罗河中钻进，饱和砂层是最常见的一种地层，如何才能有效地的取出岩芯，不乱层？首先必须是要跟管钻进，即取出岩芯，下套管至孔底，然后冲孔至孔底，再钻进，再取岩芯，再下套管，如此反复，难点就在于怎样把饱和的砂层取出，我们先后才用过反循环钻进，用美国生产的取砂器钻进，结果都不是很理想，反循环容易发生埋钻的事故，以及共同的缺点就是岩芯管内存不住岩芯，饱和的砂层在提钻的时候随水就又流失了。这时我们对合金钻头进行改进，解决了这一难题，就是利用旋挖钻头的原理，把合金钻头改装成旋挖钻头，如图一：这种钻头好处在于：①可以干钻，不用水，也就不会发生因为水钻把砂层冲乱，②在提钻

　　的时候不会因为是饱和砂而从钻具中流失。
　　使用方法：①下钻，正常钻进，此时刃口是成开放式，饱和砂通过刃口进入钻具，②钻进完成，提钻，提钻时先使钻杆逆时针转半圈，这样封口就自动闭合，加上胶片的封死，饱和砂就不会流出。
　　注意事项①刃口要选用优质的钢板做成，防止刃口卷刃②提钻时不要过分逆时针旋转钻杆，防止钻杆脱落。
　　4如何在砾石层取芯
　　根据砾石的大小可以选用毛钻（合金钻头焊接上钢丝束如图二）

　　也可以选用金刚石钻头，当砾石粒径小时，用毛钻取芯比较可是，因为焊接上的钢丝可以卡住砾石，防止砾石脱落，当砾石较大时可采用金刚石钻头。
　　5如何在基岩中取芯
　　在基岩中取芯，必然要采用金刚石钻头，但是基岩的风化成度不同，硬度不同，所采用的金刚石胎体硬度也就不同。
　　一般情况下5-7级完整，均质的岩层。例：页岩、灰岩、砂岩，胎体硬度一般选用HRC35º
　　-45º的电镀钻头；7-9级中等研磨性、较完整的岩层。例：大理岩、硅质灰岩、普通花岗岩，一般选用HRC35º-40º的平底型钻头；9级以上中等研磨性，较完整的岩层。例：石英砂岩，宜选用HRC30º左右的金刚石电镀钻头；
　　坚硬、研磨性弱的岩层（俗称“打滑”地层）。例：石英岩即从取芯情况来看手感光滑。宜选用HRC25º左右的高低锯齿型电镀金刚石钻头；
　　钻进裂隙发育，构造复杂的破碎岩层，宜选用HRC45º胎体的金刚石钻头。
　　当钻进强风化地层时，一定要注意用水防止风化岩层过分被水冲刷，以至岩芯虽反水流失掉，在保证不烧钻的情况下尽量小水量钻进。
　　为了更好的保证岩芯采取率，钻进应由经验丰富的机长负责，集中精力，精心操作，注意进尺瞬时变化情况、返水量的大小、泵压高低。
　　6小结
　　对钻具根据实际的工程需要，在不同地层采用不同的钻具，进行施工能达到十分明显的效果。作为机械操作者及技术人员，必须加强这方面的经验积累，才能提高工程的进度和质量。