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岩心钻探工程标准

发布时间:2021-08-14 10:58:12

Ⅰ 岩心钻探工艺对设备的要求

(一)对钻机的要求

岩心钻探的钻孔深度变化较大,一般从数百米到几千米之间;钻孔口径小,一般从几十毫米到几百毫米;钻进地层以基岩为主,地层差异大,复杂多变;另外岩心钻探现场道路环境差。岩心钻探主要采用硬质合金、金刚石、复合片钻进方式,以适应不同地层钻探要求。根据岩心钻探的特点,钻机必须满足以下要求:

1)钻机的各项技术性能要满足钻进工艺要求。钻机回转器要求转速高,转速调节范围宽,高转速适应于小口径金刚石钻进,低转速用于合金、复合片钻进以及开孔、扩孔、扫孔、拧卸钻具之用;给进机构的给进力和给进速度应能满足钻头所需压力和钻头瞬时钻速的要求,应能进行可控加减压钻进;升降机的提升能力和提升速度应尽可能地减少升降工序所用的时间等;另外钻机应具有良好的导向性能和变角施工功能。

2)钻机必须配备必要的检测和指示仪表(或钻参仪),供操作者了解和掌握钻进参数及孔内情况,以便于控制及选择钻进参数。

3)钻机应具有足够的强度、刚度、耐久性,稳定性和动平衡性好;结构简单、维护方便,成本低。

4)钻机传动效率高、能传递足够的功率,保证工作机构正常工作及短时间超荷运行,以适应处理孔内事故等特种工作的需求。

5)钻机的机械化、自动化程度要高,并尽量做到体积小、质量轻、可拆性好,便于运输及安装,以利于提高生产效率,减轻工人劳动强度。

(二)对泥浆泵的要求

钻探施工对泥浆泵的性能要求,与泵的使用条件(如钻进工艺方法、钻孔深度、口径、地层等)有关,主要有以下几点:

1)泵的排量要有较大的调节范围,最好能实现无级调节。在复杂地层中钻探施工时,需要设计多级口径的钻孔结构,为了及时清除孔底岩粉,就要求有适合不同口径的冲洗液流速,而流速的改变是通过改变流量来实现的,因此泵的流量是有效破碎岩石、安全钻进的重要参数之一。

2)泵的排出压力(泵压)要能满足所钻孔深的要求。钻进过程中循环系统中冲洗液的阻力即是泵的排出压力,随着孔深、孔径和孔内情况的变化,孔内的阻力也会发生变化,所以泵的允许排出压力要与流量、孔深相匹配。

3)在冲洗液流量确定之后,要求泥浆泵输出的压力和流量波动要小。钻进过程中泵量、泵压的波动会产生水击作用,影响钻孔护壁效果,使携带岩粉的能力降低,地面循环系统和泵体产生振动,缩短零部件寿命。

4)在钻探过程中,由于某些原因,有时会出现泵压突然升高的“憋泵”现象,使泵在泵压超载状态下运行。当超载运行超过一定限度就可能使泵遭受损坏。因此既要求泵具有一定的(短时间的)超载能力,又具有过度超载时自动卸载的保护装置。

5)泵的工作条件十分恶劣,要求泵具有良好耐腐蚀性和耐磨性,工作可靠,易损件寿命长,便于维修保养的特性。

(三)对钻塔的要求

1)应根据钻孔的深度合理选择钻塔高度。适当增加钻塔高度有利于增加钻杆立根长度,减少升降作业中拧卸钻杆的次数,节约起下钻时间;但高度太高,钻塔重量增加,安装、拆卸难度大,时间长,运移不便。因此,必须在综合考虑的基础上确定合理的钻塔高度。

2)随钻孔深的加深,钻具的长度和重量增加,加之钻具与孔壁摩擦力的影响,提升钻具时所有的力都作用在钻塔上。因此要求钻塔必须满足设计孔深所需的全部承载力,并保证足够的安全系数和稳定性。

3)为适应钻探施工现场环境恶劣,搬迁频繁的特点,要求钻塔重量轻,可拆性、运移性好,以减轻工人体力劳动强度。

4)钻探设备及钻探操作工艺均集中在钻塔底层,钻塔底面应满足钻探设备的合理布局,并符合人机工程的要求,保证操作人员和设备的安全。

(四)对动力的要求

1)能够满足整个钻探过程的总功率要求,如钻机、水泵、辅助设备(拧管机、搅拌机、供水泵站、液压泵站等)、电焊、照明等。

2)若采用燃料机作为动力,要求为可移动式,能量消耗少、噪音小、污染小等。

3)若采用电网供电,要求变压器至钻机的距离短,以减少线路电力损耗。

Ⅱ 钻孔质量指标

根据我国《GB50021-2001岩土工程勘查规范》和建设部颁《JGJ87-92 建筑工程地质钻探技术标准》,以及《DZ/T0227-2010地质岩心钻探规程》规定,对工程地质钻探及岩心钻探质量主要指标内容要求如下。

(一)钻孔口径及钻具规格

钻孔口径及钻具规格应符合现行国家标准的规定,成孔口径应满足取样、测试以及钻进工艺的要求。钻孔口径,应根据钻探目的和钻进工艺确定。采取原状土样的钻孔,口径不得小于91mm;仅需鉴别地层的钻孔,口径不宜小于36mm;在湿陷性黄土中钻孔,口径不宜小于150mm。

(二)岩心采取率与土试样质量等级

1.岩心采取率及钻进取心基本要求

1)对一般岩石的岩心采取率不应低于80%,对破碎岩石不应低于65%。岩心采取率按如下公式计算:

地勘钻探工:初级工、中级工、高级工

2)对需重点查明的部位(滑动带、软弱夹层等)应采用双层岩心管取心。当需确定岩石质量指标时。应采用75mm口径双层岩心管金刚石钻具钻进取心。

3)对鉴别地层天然湿度的钻孔,在地下水位以上应采用干钻。当必须加水或使用循环液时,应采取双层岩心管钻进。

2.土试样质量等级

土试样质量根据试验目的不同,分为四个等级(表3-1)。

表3-1 土试样质量等级划分

注:不扰动是指原位应力状态虽已改变,但土的结构、密度、含水量变化很小,能满足室内试验各项要求;如确无条件采取I级土试样,在工程技术要求允许的情况下可以Ⅱ级土试样代用,但宜先对试样受扰动程度作抽样鉴定,判定用于试验的适宜性,并结合地区经验使用试验成果。

(三)钻孔弯曲度与测量

对于深度超过100m的钻孔以及有特殊要求的钻孔,包括定向钻进等均应测斜、防斜,测量倾角及方向。

1)垂直孔须每50m测量一次垂直度,每100m钻孔顶(倾)角允许偏差为±2°。

2)斜孔须每25m测量一次倾斜角和方位角,允许偏差应根据勘探设计要求确定。

3)定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量。倾角及方位角的测量精度应分别为±0.1°,±0.3°。钻孔斜度及方位偏差超过规定时,应及时采取纠斜措施。

(四)简易水文地质观测

钻进中遇地下水时,应停钻测量初见水位。钻孔结束后,应测静止水位。水位测量可使用测钟或电测水位计,允许误差为±1.0cm。

(五)校正孔深

钻孔中应按勘探设计要求校正孔深。钻进深度、土分层深度测量的允许误差范围为±0.05m。

1.校正孔深方法

用钢卷尺丈量孔内钻具长度,计算出实际孔深,并对记录孔深进行对比、校正。

2.钻具总长和孔深的确定

钻具总长和孔深的确定,分别按下列公式计算:

钻具总长=粗径钻具长度+孔内钻杆长度+机上(主动)钻杆长度(3-2)

孔深=钻具总长-机高-机上余尺 (3-3)

(六)钻孔原始报表记录

钻孔记录应由经过专业训练的人员承担。记录应真实、及时,按钻进回次逐段填写;严禁事后追记。记录内容包括岩土描述和钻进过程两部分。钻探现场记录表的各栏内容,应由钻探机台指定专人负责,按钻进回次用钢笔逐项填写,不得将若干回次或若干层合并记录。

(七)钻孔的封闭

钻孔完工后,应根据不同的设计要求,选用合适的材料回填。对于邻近堤防的钻孔,一般采用干泥球回填;对隔水有特殊要求时,可用水泥、膨润土浆液灌注回填。

从上述可知,衡量工程地质钻探质量的指标主要有:岩土样的采取与整理,钻孔弯曲度与测量,简易水文观测,校正孔深,钻孔原始报表记录和封孔等六项。

Ⅲ 地质岩心钻探中,钻探孔深分哪几种以及划分标准是什么

不同的应用领域钻孔深度的划分标准不同,地质岩心钻探钻孔深度划分如下:
浅孔:<300m;中深孔:300-1000m;深孔:1000-3000m;特深孔:>3000m。
该标准仅适用于地表地质钻孔深度划分,不适用于坑道内钻孔、工程地质钻孔、油气钻孔、水文地质及地热钻孔等的深度划分。

Ⅳ 岩芯钻探保管规程

岩心钻探施工完工后,首先要对岩心进行编录、取样。原则上岩心都要保存,地质勘探均有规定,一些国有矿山都有岩心库,甚至50年代的岩心都留有付样。(经劈岩后留的)这样以便对以后的伴生矿物进行研究 ,以及其它地质研究提供依据。对于无矿地区的岩心,经过地质研究确定该区域没有成矿可能一般可以处理。 对有矿化的岩心但目前尚未达到工业利用的岩心要保存,为以后的找矿以及利用提供依据。

Ⅳ 工程地质钻探对钻孔直径有规定吗

如果采用75mm终孔符合规范要求的,但要做抗压实验的话,必须采用91mm径。

Ⅵ 岩心钻探施工中,遇到与设计孔深不相符的地层时,技术人员要求钻孔加深。请问这加深的米数 有没有一个标准

根据钻孔的类型不同而不同。
如果是资源勘探钻孔,因为断层或者岩层倾角变陡等情况需要加深的话,需要根据具体情况进行分析加深的米数。
如果是工程勘察,如隧道深孔钻探,一般钻至隧道路基底部以下一般5m左右即可,不会考虑地层问题。
估计你的问题是第一种资源勘探的情况,地质的情况不可预见性太大,具体情况具体分析,没有人能100%的确定。
都是根据经验及现状具体情况综合分析,得出相对可能的情况。
希望对你有所帮助!

Ⅶ 岩心钻探六大指标是什么

1、岩矿心采取率与岩矿心整理:全孔平均采取率一般不得低于65%,矿化带、重要标志与底板交界处上下各3-5米范围内的岩层,平均采取率一般不得低于75%;在矿体中连续5米平均采取率小于80%时,应采取补救措施;使用的钻探工艺应尽量能保持矿石原有的结构特点与完整性;为防止漏矿,应严格控制钻进回次长度及回次采取率。
2、钻孔弯曲度与测量间距:按要求测定钻孔顶角和方位角,进行定期孔深及弯曲度测量,每钻进100米校正一次,进出矿层处进行校正工作,孔深误差不得超过3‰,弯曲度测量每50米测量一次,每100米不得超过3°。
3、简易水文地质观测:在以清水为冲洗液的钻孔中,每班至少观测水位1-2回次。每观测回次中,提钻后、下钻前各测量一次水位,间隔时间应大于5分钟。
4、孔深误差的测量与校正:每钻进100米进出矿层时(矿层厚度小于5米时,只测量一次)。绳索取心钻进时隐提钻长度不等,可参照上述要求及时进行测量;孔深误差率小于千分之一时不修正报表;孔深误差率大于千分之一时药修正报表,孔深经修正后即为达到指标要求。
5、原始报表填写:各班必须制定专人在现场用钢笔及时填写原始班报表和岩心牌,做到真实、齐全、准确、整洁,不得擅自涂改和伪造。
6、钻孔的封闭与检验:终孔前探矿部门根据地质部门提出的实际钻孔柱状图和封孔要求编写封孔设计,经分队(大队)技术负责或分队长批准后,交机台执行。封孔后必须在孔口中心设立灰泥标志桩。

Ⅷ 钻探工程质量一般要求


岩煤芯采取率与煤层质量
①、岩芯采取
一般地钻孔要求全孔取芯,第四系采取率>30%,并准确控制基岩界面,非煤系地层岩芯采取率>50%,煤系地层岩芯采取率≥60%。岩芯取出后按顺序摆放,不得颠倒,每个回次进尺填写岩芯小票。
②、煤芯采取
可采煤层煤芯长度采取率≥75%,重量采取率≥60%,并要求:(1)见煤前地质人员要及时下达见煤预告,钻进中,机长、班长、地质员应在现场守煤,并填写打煤报告,做为验收依据,(2)煤芯做到不污染、不燃烧变质、轻取轻放,保持煤层结构完好,煤芯取出后顺序摆放,并用塑料布盖好,防止风化。(3)钻探与测井确定的煤层深度差不得大于0.15%。

钻具丈量
非含煤段每钻进100m丈量一次,含煤段每钻进50m丈量钻具一次,各可采煤层顶板以上或底板以下10m内,准确丈量一次,终孔必须丈量钻具,每次丈量钻具都要合理平差,以保证钻探、测井所确定的煤层底板深度误差≤1.5%;500m之内≤1m;500m以上≤2%。超过此规定必须找出原因,必要时应进行有效的检查验证工作。

孔斜要求
由于本区地层的软硬程度不同,所以在钻进过程中应掌握好压力、转速,下套管后重新钻进、扩孔,大径换小径时一定要加导正器以防止钻孔偏斜。按《煤田勘探钻孔工程质量标准》的要求,孔深≤300m,孔斜≤5°,孔深每增加100m,孔斜增加≤1°30′;甲级孔:孔深≤300m,孔斜≤3°,孔深每增加100m,孔斜增加≤1°。

简易水文观测
全部钻孔均进行简易水文观测。回次水位及消耗量观测次数≥80%为合格。特级孔为100%,对于钻进中的涌、漏水层段要及时记录涌、漏水深度、水头高度、涌水量、注水量。

钻孔封闭
所施工的钻孔经测井综合验收合格后,用水泥砂浆按设计要求进行封闭。封孔所用水泥标号不低于425#,水泥、砂子、水重量之比为1:2:0.7(该比例可视砂子的含水量做适当调整)。封闭层段一般为孔底到最上可采煤层顶板上30m,孔口以下20m用水泥砂浆封闭,其余层段用浓泥浆封闭,但分段处要用草把、木塞阻隔,防止上下连通,达不到封孔目的。孔口埋桩,标明孔号,作为永久性标志,无煤孔全孔可用浓泥浆封闭。水泥砂浆在地面和孔内各取一个样,以便评价封孔质量。
⑹原始资料
各项原始记录均按规定格式及要求填写。要作到及时、准确、清楚、完整、无污点,不允许涂改,划改处每页不得多于三处。原始记录包括:开孔通知书、钻孔技术指示书、分班原始记录、岩心分层整理表、丈量钻具台帐、采样柱状(一式三份)、见煤予告、打煤报告、停钻通知书、封孔设计、封孔报告和钻孔质量验收报告书等,各种记录的合格率达到100%

Ⅸ 矿产勘查实施标准与规范

一、矿产勘查现场实施标准的灵活性

在我国现行的地勘体制下,不论是财政投入的还是社会资金投入的地勘项目,矿产勘查实施中的所有细节,都由统一的勘查技术标准和规范加以明确,都必须执行国家技术监督局颁布和原地质部、地质矿产部,原各工业部门和国土资源部制定的勘查技术标准和规范。细到三大岩类的分类命名方案、原始资料编录综合整理格式、各种比例尺地质填图的图式图例,都有具体规定。这也是储量评估和矿权评估所要求的。但在市场经济国家,上述标准中的很多内容却是项目首席地质学家定的。只要能正确评价矿体,降低风险,降低勘查成本,项目首席地质学家就有权决定矿产勘查实施规范和技术标准。举三个例子来说明。

1.卡吉巴特铅锌矿预可行性研究加密钻探的编录

BHP矿业公司技术发展部在西澳大利亚州卡吉巴特铅锌矿开展预可行性研究,加密钻探控制概略储量,大致相当于我国的详查、勘探。由项目主管地质学家Mick Roche制定钻探编录技术要求。根据对密西西比型铅锌矿的理解和对加密钻探的安排,他拟定了95种地质现象需要编录,岩石11种、岩石构造9种、岩石结构19种、矿化类型14种、矿化顺序13种、化石29种。对每种地质现象制定了图例,做了确切解释。Mick Roche认为,利用编录的这95种现象,可以准确划分沉积相,指导控制和连接矿体。编录员只需按图例,记录在编录表上即可。编录员没有增加记录内容和解释地质现象的责任。编录员Nigel Bassett一年要编录30 000米岩心,她的任务是不要漏录95种地质现象,多余的编录会提高勘查成本。

2.四川会东红光铅锌矿勘查项目地质填图

澳大利亚BHP勘查公司和原冶金工业部西南冶金地质勘查局,建立了中国第一家中外合资勘查公司——康滇公司,开展四川会东红光铅锌矿勘查。按铜铅锌银镍矿地质勘查规范,应作1:2 000地质填图。该项目的主管地质学家认为,该矿与震旦系、寒武系不整合面有关,在地质填图中无需按规范对巨厚的震旦系碳酸盐岩地层八分的分层测量,节省了填图的工作量,简化了地质图。

3.西澳大利亚州耶尔冈绿岩带找金的化探

BHP勘查公司每年都要开展如何节约勘查费用的研讨活动。节约勘查费,除了从行政管理方面挖潜外,还在其他方面,如选择安全、适用、价格合理的野外用越野车类型等上挖潜。但节约勘查费主要还是要从调整公司的技术标准入手。公司每年有一项预算,来开展节约勘查费的技术标准研究,研究结果必须在可承受的风险以内。经过节约勘查费的技术标准研究,在西澳大利亚州耶尔冈绿岩带找金,除金、砷以外,钨在表生条件下稳定,可直接指示矿体存在,有重要的辅助作用。只要分析了金、砷、钨三个元素,就可以指导找金的异常验证,漏矿的风险不大。总地质师批准了该研究报告。根据这项节约勘查费的技术标准研究,把耶尔冈绿岩带找金的化探指示元素缩减为三个。

二、矿产勘查实施标准与规范的一些实例

1.空气反循环钻探(RC)

评价物化探异常,使用空气反循环钻探是一个成本低、速度快的勘查方法。例如西澳大利亚州耶尔冈绿岩带中,金砷钨组合异常可能是绿岩型金矿的反映,应进行快速评价。使用空气反循环钻探每天可钻进150~600米,2~3 天即可评价一个异常。岩屑放在现场地上,每米样一堆。首次每6米取一个样。测试发现金矿化(Au>0.2克/吨),再每米取一个样。若获得Au>1克/吨的样,则上金刚石取心钻探寻找矿体。但我国的固体矿产地质勘查规范尚未承认这种探矿方法,只能用岩心钻探评价异常,速度慢,成本高,异常验证的比例低。

2.金刚石取心钻探

我国的岩心钻探规程是原地质矿产部在1982年颁布的,其技术要求和西方矿产勘查公司存在较大的不同。西方矿产勘查公司的要求是:

采取率。在要求取心的井段,不分岩心和矿心,要求采取率≥95%,高于我国岩心钻探规程要求。

对于陡倾矿体,要求施工高角度的斜孔,一般为45°斜孔。高角度的斜孔,可以防止产状变化时漏矿,有效利用钻探进尺控制矿体。

用稀盐酸清洗岩心,使地质现象清晰,便于编录。

对于钻孔弯曲度没有硬性规定。使用勘查软件,可以对每个矿块的品位、资源量/储量、可信度做出评估。因此钻孔的偏斜对评价矿床的影响是有限的。

3.加工测试

不论是大型矿业公司还是初级勘查公司,都通过合同委托商业实验室完成样品的加工测试。这类商业实验室很多,近年来通过并购,形成了全球性的集团公司。澳大利亚的ALS(Australia Laboratory Services)和加拿大的Chemex并购,成为全球最大的商业实验室ALS Chemex。共有40个中心实验室分布于五大洲,形成全球性的矿产勘查分析网络。

提供现场服务,称On-site Lab Service,例如ALS Chemex在全球最大的勘查营地——蒙古奥尤陶勒盖铜矿设立了样品加工车间,加工17台钻机和外围普查的矿样。

商业实验室的服务项目和价格表里,明示了各项技术标准。这些标准和矿产勘查的技术现状是一致的。若提出灵敏度等超过标准的要求,离开商业实验室工业化的分析流程,则要收取很高的费用。

以金为例,分为火法试金、分散流次生晕测金、氰化物堆浸样测金、冶金样测金等。再以火法试金为例,分为痕量级、矿石级等。在矿石级再细分为不同的测试范围,例如0.05~1000×10-6,再按送样重量,做进一步分类。收费标准如50克标准样重(AuGRA),每件13加元。

ALS Chemex的技术标准包括:

样品制备:样品包装、烘干、破碎、分样、研磨、过筛、样品组合、样品储存、样品提取,每一项都有多项标准和价格。

送样安全:有的公司规定,特别是贵金属的分析,必须使用特制的样袋,必须在实验室打开样袋。若在送样过程中,样袋破损,该样则为废样。这一技术标准,保障分析数据可靠。国内则无这样的技术标准要求。

贵金属分析:金、银和铂族金属。

地球化学样分析:按超微量、微量、常量、单元素,再按不同分析方法划分。

矿石分析:按不同的测试范围、不同的分析方法,列出标准和价格。仅矿石中铜的分析就有4类。

特殊服务:划分为标准和非标准服务,包含了矿产勘查所需要的测试。包括金刚石找矿的地球化学分析、绝对年龄测定、同位素分析、重砂分析、工业矿物分析、水化学分析、稀土配分等。

4.矿产勘查软件

近年来,勘查软件的广泛使用对矿产勘查的影响很大。这里以Micromine国际矿业软件公司的KANTAN3 D软件为例,介绍其在矿产勘查中的应用。

将地质、地球物理、地球化学信息叠置在三维空间中,实现信息融合,数据分层,透明显示。

根据三维可视化的综合信息,优选勘查靶区,可以非常直观地在矿化最有潜力的地段,设计钻孔,提高找矿成功率。

将所有剖面上的矿体和钻孔放在一起浏览,看矿体在走向和倾向上是否封闭,钻孔是否已达到必要的深度,使用线框工具表达断层,指导施工,探求更多的资源量。

正确地指导连接和圈定矿体,使用现代计算方法,如资源量/储量标准多使用克里格法等,对矿块的储量和储量精度赋值,并根据矿产品价格和采选冶技术的变化,进行储量的动态计算。

利用勘查软件,将勘查和可行性研究联系起来;利用品位、岩石类型、断层、水文地质的三维资料,方便地过渡到采矿设计上。

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