反井钻机扩孔不良地质段技术措施

反井钻机扩孔不良地质段技术措施
在CCS水电站竖井反井钻施工过程中，经常遇到岩石破碎地段，并有夹泥层和流沙层，页岩、砂岩、凝灰岩、流纹岩和火山角砾岩等多种岩石交替穿插布置，使得岩石软硬变化较大，且地下水渗水量极大。在一些地段，甚至出现循环水漏水、不返水情况，就容易造成卡钻事故。在CCS水电站竖井1号井导孔钻进过程中，就在孔口往下168米位置，出现返水突然急剧减少和短时间不返水现象，幸未造成事故。但在2号井导孔钻进到243米时，由于上方（根据后来电视摄像资料显示在125米）出现大面积塌孔，加上漏水严重，使得循环水无法返出，孔内大量泥砂迅速沉积，导致卡钻的严重后果。
在导孔钻进过程中，根据钻进参数和返出来的渣料分析，可以形成较可靠的地质资料，在扩孔过程中具有指导意义，反井钻机操作手可根据此资料及时调整扩孔参数，从而使设备安全、平稳运行。
以CCS水电站2号竖井为例，根据导孔钻孔记录和岩渣样本分析，形成了以下地质资料，对扩孔起到了重要作用：
（1）从岩层分布分析，井深在0~150米范围，岩石相对较差，井深在150~527米范围岩石相对较完整。在反扩钻进过程中，根据岩层情况，井深在0~150米范围按断层破碎带参数钻进；井深在150~527米范围按完整围岩参数钻进。
（2）根据导孔钻进时对岩层情况的分析判断，出现多处不良地质段，为顺利通过不良地段，应采取降低拉力和转速来控制钻进速度，力求钻机平稳慢速钻进。
具体详见下表：

 不良地质段统计和对应钻进措施

高程m	反扩进尺深度m	不良地质段长度m	不良地质岩性	导孔钻孔深度m	导孔时钻进出渣观测及钻进参数	反扩时措施	备注
1120~1113	476~483	7	深度44~47m夹泥，Hollin（Kh)地层与Misahualli（Jkm）地层过渡影响带	44~51	岩石破碎，含泥量大，力减小	在遇到断层和破碎带时，力求反井钻机运行平稳，无明显冲击为宜，在钻进过程中适时调整钻进参数，以缓慢速度通过不良地质段。 严格控制钻机参数控制。 在钻到所列地层时，下平洞值班人员加强对出渣情况、水量的观测，并进行详细记录，及时把情况汇报给应急领导小组，并通报给应井钻操作人员。根据下平洞的观测情况和钻机钻进参数变化，及时调整钻进拉力。
1102~1085	448~465	17	Misahualli（Jkm）地层	62~79	岩石强度低，推力减小
1080~1054	417~443	26	深度84~85m夹泥，Misahualli（Jkm）地层	84~110	出渣较细、漏水、夹泥，推力偏低
819~803	166~182	16	流纹岩	345~361	出渣较细，漏水，疑似破碎带
782~778	141~145	4	角砾岩夹流纹岩	382~386	扭矩变化大，岩石不均匀、破碎
767~755	118~130	12	凝灰岩夹少量角砾岩、安山岩	397~409	扭矩异常，偶尔大于6KN·m，推测岩层破碎
721~687	50~84	34	凝灰岩夹少量角砾岩、安山岩	443~477	钻机振动大，推力和扭矩跳动不稳定

 
在钻进过程中，若出现无法继续钻进时，应及时汇报应急领导小组，停机分析产生原因，问题解决后，方能继续扩孔钻进。