提高巖心鉆探取心質量的研究和技術
2018-02-04 11:26?
摘要:文章論述了作者二十多年來在研究深厚砂卵石覆蓋層和基巖復雜地層金剛石鉆進提高取心質量的成果和一套獨立完整的工藝技術方法。上述地層巖心采取率可達到95%以上,并可取得原結構狀巖心樣。
關鍵詞:巖心鉆探,金剛石鉆進,取心
巖心鉆探仍然是目前和今后國內外地質工作者獲取直觀地質資料的主要手段之一。提高巖心鉆探取心質量是鉆探工作者的主要職責和奮斗目標??碧焦ぷ髡呓涍^數十年的努力,不斷取得了一些進步,如各種取樣器的研制,繩索取心鉆具的推廣,都提高了巖心鉆探的取心質量。尤其是S系列植物膠鉆井液的研制和SDB(及SD)系列金剛石鉆具的改進,巖心鉆探取心質量有了新的突破。大多數松散地層(砂卵石覆蓋層)和破碎地層(基巖復雜地層)巖心采取率可提高到95%-100%,而且可以取得保持原結構狀態的巖心,砂卵石層金剛石鉆進獲得成功并已普及,曾獲得國家和省部級科技進步獎,國際金獎,獲準三項國家專利。
取心質量從最早的概念和要求來說,就是巖心采取率,只要取出的巖心數量多就可以了?,F代由于工程勘察的發展和質量要求的提高,還要求取出代表巖層結構、構造、成分、顆粒級配的原結構狀巖心樣。即使礦床勘探,取得原結構狀巖心也是必要的,如金礦,可以防止分選和人為貧化;對于任何脈狀礦體,都可以防止打丟,并保證含礦層的真實厚度和品位。因此現在的取心質量應該包括巖心采取率和巖心的原狀結構程度兩個指標。
植物膠類鉆井液的應用,金剛石單動雙管鉆具的改進和操作工藝技術的完善,為取原結構狀巖心樣創造了條件,它已成為一套完整的工藝技術。二十多年來在全國許多大、中、小水電站的勘探,部分黃金礦的勘探,煤田地質勘探和金屬礦床勘探,公路、鐵路、橋基勘探和成都市所有中、高層建筑基礎及地鐵勘探,都采用了上述材料和工藝技術,取得了可靠的地質資料,解決了大量工程勘探難題。有些是過去常規方法多年無法解決的難題,如銅街子電站解決了河床基巖深埋隱伏斷層取樣,太平驛電站解決了深厚河床砂卵石覆蓋層中多層透鏡體砂層取樣,三峽電站花崗巖全強風化層和滑坡體滑帶取樣率達到100%,廣西百色電站取得了硬、碎硅質巖柱狀巖心才使電站獲得批準立項。還有許多電站探明了100米以上深覆蓋層結構和解決了軟弱夾層和滑坡體取樣等等,礦床勘探的實例也比比皆是。
但是就全國地質勘探及工程勘察行業來說,還有許多單位不了解上述材料和工藝技術的優越性,或者沒有真正掌握它的要領。誠然,任何一項新的技術,新的工藝都不可能是萬能的,都會有它的適應性和局限性。因此目前還有許多勘探工程取心質量上不夠理想或者存在難題。
本文企圖將自己二十多年在深厚砂卵石覆蓋層和基巖復雜地層巖心鉆探提高取心質量的研究、體會和實踐整理出來,與同行共同探討,希望在有生之年,能看到同仁們在更多的勘探工程解決取心質量的難題。借此機會,感謝曾協助研究和試驗的邊廣儒、崔金海、陳德俊等同志及有關單位的支持。
影響取心質量的因素可歸納為三個方面,即地質因素、技術因素和人為因素。掌握影響的因素就可探索提高取心質量的有利因素,消除不利因素。