[发明专利]陡立疏干碎屑岩地层铀矿立轴式钻探工艺与应用

说明书

本发明公布了一种陡立疏干碎屑岩地层铀矿立轴式钻探工艺与应用，采用立轴式钻机搭配绳索取芯钻探工艺，再通过钻具组合并进行钻探工程参数可行性动态化优化；包括：根据钻探工程所在区域实钻地层调整钻探工艺；依据岩石软硬程度调整钻具组合；按地层深度及成岩度差异调整钻探参数，进行钻探工程参数可行性动态化优化，包括转速、钻压、泵量的动态化优化。采用本发明提供的钻探工艺实用，钻探性能较稳定、操作可控性较强、钻探风险大大降低，施工效率大大提升。

技术领域

本发明属于矿产资源勘探技术领域，涉及野外钻探施工技术，具体涉及一种陡立疏干碎屑岩地层铀矿勘探中的立轴式钻探新工艺及其应用。

背景技术

铀矿钻探是一套较成熟的钻探工艺。但对于不同勘查区域钻遇地层，实用的方法各有差异，面临技术难题也不尽相同。

钻探作为勘探的重要手段之一，在铀矿勘查中占有举足轻重的地位。然而，采用现有钻探技术，在钻探过程中容易出现孔壁掉块、坍塌、缩径、泥浆漏失等一系列问题，这些不利因素无疑增加了钻孔报废率，使得勘查工作难以顺利推进和开展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在陡立疏干碎屑岩地层铀矿勘探中，立轴式钻探系列(原地质矿产部定名XY型)+组合钻探工艺+绳索取芯工艺，配以钻台参数的动态化优化，可最大限度的解决在钻探过程中出现的孔壁垮塌、掉块、缩径以及泥浆漏失等一系列问题。实践表明：针对某铀矿区地层采用本发明提出的钻探新工艺，能够满足该区的钻探施工需要，提高了钻探的时效性，提升了钻孔井斜控制，大大降低了硬岩深井取芯钻孔的报废率。

本发明提供的技术方案如下：

陡立疏干碎屑岩地层铀矿勘探中的立轴式钻探新工艺，不同于动力式钻机和转盘式钻机，本发明是通过采用立轴式钻机搭配绳索取芯钻探工艺，在此基础上，通过钻具组合并对钻探工程参数进行可行性动态化优化，形成一套钻探性能较稳定、操作可控性较强、钻探风险大大降低，施工效率大大提升的实用新型钻探工艺，具体包括：

1)根据钻探工程所在区域实钻地层，调整钻探工艺

为确保钻孔安全，提高效率，结合钻探工程所在区域实钻地层，从浅至深依次钻遇第四系、第三系、白垩系、侏罗系、三叠系五个地层。0m～5m为第四系松散堆积物；5m～350m为泥岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩沉积韵律互层；350m以上粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩沉积韵律互层夹煤层。为做好防斜措施，钻孔浅部(0m～150m)采用立轴式低压钻进，孔深深部(＞150m)以后采用立轴式减压钻进，同时配以绳索取芯技术进行施工。

2)依据岩石软硬程度，调整钻具组合

在选用立轴式钻机的前提下，该地区第四系松散覆盖层采用金刚石颗粒较大的V型或齿轮型聚晶复合片钻头绳索取芯钻进，该钻头胎体硬度较高，适合在欠压实软硬交错不稳定地层中应用。

在选用立轴式钻机前提下，该区较硬岩层(松散层以外的地层压实程度较高，成岩性较好，地层硬度较大，钻探难度较大)采用混合目数大的齿轮形孕镶金刚石钻头绳索取芯工艺钻进，该钻头胎体硬度较低，适合在较稳定硬岩层中使用。

3)按地层深度及成岩度差异，调整钻探参数：

①转速：第四系覆盖层：75r/min～150r/min；较硬岩层：300r/min～700r/min；

②钻压：第四系覆盖层：3000kN～6000kN；较硬岩层：6000kN～12000kN；

③泵量：35L/min～85L/min；满足岩屑排除和钻头冷却的前提采用下限值。