砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈

砂卵石层金刚石钻进与取样技术浅谈

周宝惠

（安徽省水利水电勘测设计院 233000）

[摘 要] 砂卵石层钻进一直是水利钻探中的的难题之一，传统钻探一般采用以清水作冲洗液，跟管护壁，金钢石钻进。这种钻探方法效率低、勘探周期长、取样质量较差，难以查明砂卵石层的级配和物理力学性质等。本文介绍用木质纤维素制作的胶体加入粘土粉制备的泥浆作冲洗液，结合SD双管单动钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，该方法较传统钻探方法有较大的改进，技术经济效果显著。

[关键词] 砂卵石 木质纤维素 单动双管钻具

1 前言

我省长江以南地区以丘陵和山地为主，河流、湖泊众多，山区水力资料丰富，这一地区河流均分布有厚度不同的沉积岩、火成岩组成的砂卵石覆盖层，常见在厚度多在10～30m，局部厚度超过40m。砂卵石层常夹有10～50cm的漂、卵石，偶夹有5m以上的大孤石；砂卵石层胶结与级配状况变化很大，夹有细砂透镜体，局部有架空层，透水性很强，是一种勘探取样难度很大的地层。 过去在对这类河床砂卵石覆盖层勘探中，一直采用跟管护壁，以清水作冲洗液，金钢石钻具钻进；遇砂卵石层松散时先行采用重型动力触探冲击、挤密，再用金钢石钻具钻进。这种钻探方法效率低、勘探周期长，取样质量差，不能探明地基的承载力、沙性土层液化等问题。

本文作者在对江南石台县城市防洪墙勘探中，采用将木质纤维素胶体加入粘土粉泥浆中作冲洗液，结合SD钻具对厚层砂卵石层进行钻探和取样，取得了成功，现将该方法介绍如下。 2 冲洗液的配制与使用

近年来在覆盖层钻探中常常以SM植物胶作冲洗液，利用SD钻具对砂卵石层进行钻进和取样。SM植物胶冲洗液具有良好的护壁、冷却和润滑减阻作用，但SM植物胶在夏季发酵快，易变质，重复利用困难，浪费严重等问题。我省江南地区粘土丰富，利用粘土粉制备的浆液粘度不够，疏水性差，钻进时达不到很好的护壁效果，因此作者想到利用木质纤维素胶体对土粘土粉制备的浆液进行改良。

2.1冲洗液的配制

石台县附近砂卵石层结构较松散，多夹细砂透镜体，根据以往经验，该类地层钻探需冲洗液的漏斗粘度在5min左右。考虑这一要求，冲洗液的配制方法为：首先按每10kg的清水中加入0.5~1.0kg的木质纤维素，再加入0.1kg的烧碱（主要用于控制发酵时间），发酵约2~4个小时，形成粘稠的胶体以备用；钻探时按每100kg清水大约加入粘土粉15~20kg和制备好的胶体20kg左右，用搅拌机搅拌约20min后，待粘土粉与胶体稠化后即可使用。

2.2冲洗液的使用

冲洗液制备完成后应及时使用，设专人对冲洗液进行管理，随时检查冲洗液的稠度，当冲洗液变稀时应及时补充。钻进时应根据地层的变化情况适时调整冲洗液的稠度，砂卵石层松散时应加入制备好的胶体，当卵石为泥质胶结时可适当降低稠度。当冲洗液稠度高，砂颗沉淀分离慢时，应及向沉淀池中加入少量聚丙烯酰胺水溶液，加快除砂。