深部找礦/深孔鉆探存在的技術難點

1.鉆孔結構復雜

深孔鉆探，由于鉆遇的地層種類較多，地層相對復雜，因此，一般采取多級孔徑設 計，需要采用多級套管，開孔及上部孔徑加大。鉆孔直徑的增大會造成地層側壓力的增 加，對于松散破碎且傾角陡斜的地層，孔壁的穩定性變差，不穩定的巖石就會向孔內滑落 和坍塌。因此，具體應采用何種鉆孔結構，必須根據鉆孔深度、終孔直徑、地層以及鉆探 方法和工藝等確定，在可能的情況下，應盡量減少孔徑級數，縮小鉆孔直徑。

2.護壁堵漏難

金屬礦床多為構造破碎帶控礦，硬、脆、碎、酥、漏是多數礦區地層的特點。進行深 部找礦鉆探，幾乎所有的鉆孔都要穿過斷層和破碎帶。大裂隙發育的地層常發生貫通性的 孔段全漏失；小裂隙多而密集的地層常遇部分漏失或全漏失；疏松地層大部分發生滲漏或 部分漏失。多數鉆孔是漏失、坍塌、掉塊并存，多層位坍塌、掉塊給護壁帶來困難，大量 漏失又使沖洗液護壁難度加大，尤其是深孔、斜孔，施工周期長，地層被鉆穿后裸露時間 長，易造成孔壁失穩，護壁堵漏就更加困難。用水泥護壁，保持時間短，對泥質、粘土質 多的地層效果不佳，往往不能適應深孔施工周期長的要求；用多級套管護壁效果較好，但 會使鉆孔結構復雜，套管越深回收越困難，從而增加鉆探成本，經濟性差。

3.鉆探效率低

硬巖鉆進受地層復雜、裂隙發育、巖石破碎、坍塌、掉塊、漏失等不利因素的影響，鉆進困難。特別是堅硬破碎、可鉆性9～12級的巖石（如硅質巖、變粒巖、赤鐵礦等）和 結構致密、弱研磨性的打滑地層（如細粒弱研磨性石英巖、高硅化結構致密的砂巖等），鉆進就更加困難，不僅機械鉆速低，而且鉆頭壽命和回次進尺短，提下鉆和打撈巖心等輔 助時間都大大增加，使鉆孔鉆探效率大大降低。

4.防斜糾斜難

受成礦條件和地質構造的影響，多數金屬礦區地層巖石硬，并發生褶皺、彎曲，地層 傾角較大，特別是層理及片理發育、各向異性明顯、軟硬互層的地層，造斜強度大，而深 孔鉆探，鉆桿剛性小，技術規程參數不易控制，又難以采取復雜的防斜措施，因此，易造 成鉆孔彎曲，而一旦發生鉆孔彎曲，由于地層硬，造斜難，效率低，加上深孔糾斜信號傳 遞誤差大，給深孔糾斜帶來很大難題。從目前研究成果和實鉆經驗來看，基巖地層鉆進，地層因素往往是造成鉆孔彎曲的主要原因。對于深孔鉆探而言，重要的是掌握并利用礦區 鉆孔彎曲規律，因地制宜，從改進鉆孔設計、鉆探技術方法及工藝入手，采取有效的防 斜、糾斜技術措施加以控制解決。對特別易斜復雜地層，要采用受控定向鉆探等特殊鉆探 技術才能解決，否則，就難以順利達到設計目的要求，嚴重的會導致鉆孔報廢，造成重大 的經濟損失。

5.操作難度大

目前，深孔鉆探主要采取金剛石WL鉆進。為提高鉆桿螺紋強度，將接頭鐓粗，使鉆桿與孔壁之間、內管與外管之間間隙進一步減小，壓力損失大，泵壓高，開泵、停泵時容 易產生壓力波動。當鉆遇漏失和涌水地層，壓力波動會更大。此外，升降鉆具過程中所引 起的抽吸力和擠壓力也會產生波動，升降鉆具速度快，鉆具與孔壁間隙越小，沖洗液黏度 和切力越大，壓力波動越大。壓力波動會影響孔內壓力平衡，嚴重時會造成孔壁失穩，產 生孔內事故，因此，要求升降鉆具要平穩，以減少壓力波動。