钻探工程质量管理制度培训讲学.docx

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钻探工程质量管理制度培训讲学

钻探工程质量管理制度

工程院质量管理制度（草）

一目的

为保证本院质量管理制度的推行，并能提前发现异常、迅速处理改善，借以确保及提高钻孔质量符合市场需要，特制定本则，且该制度适用施工过程的全面质量。

二范围

适用于本院施工过程质量管理。

三职责

3.1项目施工现场负责文件的执行。

3.2工程技术部监督文件的执行。

四质量控制方案

4.1钻探工程质量六项指标控制

4.1.1岩矿心采取率与岩矿心整理

1.要求取心的岩层，全孔平均采取率一般不得低于65%。

矿化带、重要标志层以及矿层与顶板交界处以上和矿层与底板交界处以下各三～五米范围内的岩层，平均采取率一般不得低于75%。

不要求取心的岩层，不计算采取率。

2.可采的薄矿层（厚度小于四～五米），每层平均采取率一般不得低于75%。

厚度较大的矿层，从矿层与顶板交界处开始，依次每五或十米矿层的平均采取率一般不得低于75%。

3.某些情况下，岩层、矿层的平均采取率需要高于或低于上述规定以及某些孔段的岩层需要分层计算采取率时，按需要和可能的原则，可在设计中提出具体指标。

4.岩（矿）心采取率按下列公式计算：

岩（矿）心采取率=各回次岩（矿）心长度的累计数／各回次取岩（矿）心进尺长度的累计数×100%

式中的进尺和岩（矿）心长度，系指在固体岩（矿）层中的实际进尺和取出的岩（矿）心长度，除设计要求外，不包括废矿坑、空洞、表面覆盖物、浮土层、流砂层的进尺及取出物。

5.由机台负责将岩心清洗干净，自上而下按次序装箱，在岩心上用漆或油浸色笔写明回次数、总块数和块号（松软、破碎、粉状及易溶的岩矿心应装入布袋或塑料袋中），用铅笔填写岩心牌，放好岩心隔板，并妥善保管。

4.1.2钻孔变曲度与测量间距

1.一般钻孔不同孔深的各测点实测顶角与开孔设计顶角之差不得超过下表范围：

测定孔深

（米）

100

200

300

400

500

600

允许顶角

差（度）

直孔

2

4

6

8

10

12

斜孔

3

6

9

12

15

18

注：

孔深大于600米的钻孔，其弯曲度允许顶角差，可根据地质目的要求与钻探施工状况具体商定。

2.定向钻孔不同孔深各测点的实测顶角与该点设计顶角之差的范围，可根据具体情况由地质与探矿部门共同确定。

3.某些易斜地层中，虽经采取多种防、纠斜措施，钻孔弯曲度仍达不到上述规定时，可根据需要与可能的原则，由探矿与地质部门协商，另行确定指标。

4.关于测量间距。

应依据地质设计或实测钻孔顶角小于或等于5。

时，每钻进一百米测一次顶角（不测方位角）；大于5。

时，每钻进五十米测一次顶角和方位角。

定向钻孔和在易斜地层中钻进的钻孔，根据施工需要，应适当缩短测量间距。

4.1.3简易水文地质观测

1.在以清水为冲洗液的钻孔中，每班至少观测水位1～2回次。

每观测回次中，提钻后、下钻前各测量一次水位，间隔时间应大于5分钟。

以泥浆为冲洗液的钻孔中，一般可不进行水位测量。

2.钻进过程中遇到涌水、漏水、涌砂、掉块、坍塌、缩径、逸气、裂隙、溶洞及钻具掉落等异常现象时，应及时记录其深度。

3.在地下水自流钻孔中，可根据水文地质的要求接高孔口管或安装水压表测量水头高度和涌水量。

4.孔内发现热水，应测量孔口水温及井温。

4.1.4孔深误差的测量与校正

1.在下列部位必须校正孔深

（1）每钻进100米、进出矿层时（矿层厚度小于5米时，只测量一次）。

绳索取心钻进时因提钻长度不等，可参照上述要求及时进行测量；

（2）经地质编录人员确认的重要构造位置及划分地质时代的层位；

（3）下套管前和终孔后。

2.孔深误差率小于千分之一时不修正报表；孔深误差率大于千分之一时要修正报表，

孔深经修正后即为达到指标要求。

孔深误差率按下列公式计算：

孔深误差率=（校正前的孔深-校正后的孔深）／校正后的孔深×1000‰

4.1.5原始报表填写

各班必须指定专人在现场用钢笔及时填写原始报表，要做到真实、齐全、准确、整洁。

4.1.6钻孔的封闭与检验

1.终孔前探矿部门根据地质部门提出的实际钻孔柱状图和封孔要求编写封孔设计，经分队（大队）技术负责或分队（大队）长批准后，交机台执行。

2.不同地质条件下的封孔要求

（1）见易溶、易蚀、易流散、易被破坏的工业矿层（如油、气、卤水、矿化水、可溶盐、硫铁矿、自然硫等）、含水层、含水构造的钻孔均须在顶、底板上下各五米范围的隔水层处，用325号以上的普通硅酸盐水泥或抗硫酸盐水泥封闭；

（2）见除了上述之外的其他固体矿层，但未见含水层和含水构造并且孔位低于侵蚀基准面的钻孔，可用325号以上的水泥（按水灰比0.5）或其他隔水材料封闭钻孔最上部隔水层与透水层交界处；

（3）矿层不厚或矿层与矿层、矿层与含水层较近时，可一并封闭；

（4）需要进行地下水动态观测或对农田灌溉有利的钻孔，可暂不封闭。

但对矿床充水有严重影响的钻孔，必须封闭；

（5）孔壁严重坍塌或孔内有遗留物堵塞，无法处理时，可以只封上述部位以上的孔段。

3.封孔后必须在孔口中心处设立水泥标志桩（用水泥固定）。

机长将《钻孔封孔设计和封孔记录表》送交地质、探矿部门存档。

4.根据需要，经地质与探矿部门共同研究，可选择少量钻孔进行封孔质量检查。

4.2提高钻探质量的措施

4.2.1提高岩矿心采取率的措施

1.根据各矿区地质条件、岩矿层的物理机械性质和技术因素，正确地选择取心方法和工具。

2.各类专用取心工具必须妥善保管，使用前要认真检查，每次用后要清洗检查、注润滑油。

3.取心困难的岩矿层中，应尽可能选用金刚石或硬质合金钻进。

4.在取心困难的矿层中钻进时，应限制转速、压力和泵量，适当控制回次进尺长度和时间。

5.钻进时回次进尺不得超过岩心管长度。

6.在矿层、矿层顶底板和重要标志层中，岩、矿心没有采取上来时，须专程捞取，不应继续钻进，必需钻时不得超过0.5米。

捞取岩、矿心时应尽量采用喷反、无泵或钢丝钻头等有效方法。

7.退取岩心时要细心，尽可能地避免人为地破碎，并严格防止岩、矿心上、下顺序颠倒。

4.2.2预防钻孔弯曲的措施

1.不准使用旷动的立轴（导管）。

2.开孔时，应选用锋利的钻头，主动钻杆不得有偏摆，轴心压力要均匀，要随钻孔加深而加长岩心管。

3.在易斜岩层地区施工，应根据地层、见矿深度等条件合理设计开孔角度和弯曲强度，已掌握钻孔弯曲规律的矿区应设计受控定向孔。

要尽量选用金刚石或硬质合金钻进。

必须采用钢粒钻进时，应尽量用喷反钻具并使用小直径钢粒、少投砂、必要时降低轴心压力，控制钻进速度。

4.深孔钻进时，应尽量采用钻铤加压。

5.遇到片岩地层、倾斜岩层、破碎带、软硬互层时，应使用锋利的钻头和长、直、重、厚、刚的钻具（如大岩心管小钻头的倒塔式钻具、肋骨岩心管等），有条件时也可试用冲击回转钻进。

6.扩孔时要带内导正器，换径时要带外导正器。

粗径钻具要用综合式异径接头连结，其中心线必须一致。

换径时导正管要长于4米，第一回次的小径岩心管长度要短于1米。

4.2.3做好简易水文地质观测的措施

要及时观测水位及其他应测项目；水位观测的基准点必须一致，读数要准确，测绳不得任意割接。

4.2.4降低孔深误差的措施

1.机场使用的木尺或铁尺必须保持两端平齐，刻度准确、清楚，并注意经常校正。

2.丈量机上就时应停止立轴回转，基准点必须一致，并应准确丈量，及时记录。

3.加减钻具必须用钢卷尺丈量尺寸。

4.校正孔深丈量钻具尺寸时必须使用钢卷尺，并将丈量结果逐根记录在班报表上。

4.2.5做好原始记录的措施

记录员应认真负责地做好当班的各项记录，机长（或综合记录员）要每天校对原始记录，发现错误要及时修正，无误后签字自存并定期移交统计部门保存。

4.2.6提高封孔质量的措施

1.封孔前必须准确掌握封闭段孔深及隔离塞（架桥）的位置，正确选用有一定强度的架桥材料，并将其固定牢靠。

2.使用泥浆做冲洗液的钻孔，应根据情况自下而上清洗封闭段孔壁上的泥皮。

3.水泥必须用清水搅拌均匀，水灰比应小于50%。

4.可根据实际情况分别采用泵送、导管注入和注送器注入水泥浆的方法，水泥浆出口距隔离位置的距离应小于0.5米。

5.注浆过程不要中断，封闭长度在5米以内时不得提动钻具；水泥浆灌注完毕，要准确掌握替浆的清水用量，不得过多。

6.用套管护壁的钻孔，应先封好套管下部各封闭段后再起拔套管。

4.3冲洗液与护壁作业

4.3.1冲洗液的选择

必须根据岩层特点、钻进方法、钻孔深度、工程要求正确选择冲洗液的类型，确定冲洗液的性能。

1.完整、孔壁稳定的地层，采用清水做冲洗液。

2.较完整、有轻度坍塌的地层，采用优质泥浆或只加高分子材料（如聚丙烯酰胺等）的无固相冲洗液。

3.破碎、裂隙发育、掉块、坍塌，或有不同程度的漏失的地层，采用不同性能的优质泥浆做冲洗液。

没有漏失时可适当提高泥浆比重；轻微漏失时可用增粘泥浆或堵漏泥浆；严重漏失时先堵漏。

4.未胶结或胶结很差的松散覆盖层，采用优质泥浆（钙处理泥浆、聚丙烯酰胺泥浆等）做冲洗液，覆盖层较薄时可快速钻穿，然后下套管封隔。

5.片岩、千枚岩、页岩、粘土等水敏性地层，遇水膨胀、剥落、易缩径掉块、坍塌、超径地层，应采用优质泥浆做冲洗液，并要严格控制失水量或在泥浆中加抑制颗粒分散的试剂。

6.岩盐、钾盐、芒硝、天然碱等水溶性地层，易溶于水或泥浆，既扩大了孔壁，又污染了泥浆，应采用与该岩矿层可溶性盐类相应的饱和盐水泥浆做冲洗液。

7.大裂隙和岩溶等洞隙性地层，易产生冲洗液漏失、钻具在空洞内折断等现象，应采取堵漏、充填、封闭等措施，如投粘土球、灌水泥、下套管等，进行充填堵漏后并选用相应的冲洗液。

8.含高压水、油、气地层，采用加重泥浆，按地层压力梯度调整好泥浆比重，并降低泥浆的失水量。

加重泥浆比重按下式计算：

L+h

y=K×

L

式中：

у--泥浆比重，L--孔深（米），h--喷出油、气、水的相当水头高（米），K--

系数取1.01～1.10。

4.3.2润滑冲洗液

1金刚石钻进必须使用润滑性能好的冲洗液。

2润滑冲洗液的配制：

在清水或低固相泥浆中加入下例添加剂中的一种或数种，加量见表11。

1.各种表面活性剂；2.各种乳化油；3.其它起润滑作用的物质。

3配制润滑冲洗液时应注意表面活性剂的种类（包括各类乳化油中所含的表面活性剂），一般情况下可选用离子型的，在岩层和地下水中含有钙、镁离子（易引起乳化油破乳或产生油垢）时，可选用非离子型或复合型的。

4冲洗液中出现大量泡沫时，应加入消泡剂，加量见表12。

配制润滑冲洗液用的润滑剂用量表11

类型

名称

添加量

（冲洗液体积的%）

阴离子型

太古油

0．1～0。

5

皂化溶解油

0．3～0。

5

非离子型

O型乳化油（A）

0．7

O型乳化油（B）

0．3～0。

5

复合型

复合乳化剂

0．3～0。

5

减阻剂

0．2

常用消泡剂表12

名称

用法

加入量

（冲洗液体积的%）

清水中

低固相泥浆中

仲辛醇

直接加入冲洗液中

0．01～0。

1

0．05～0。

2

3号甲基硅油

直接加入冲洗液中

0．002～0。

02

乳化硅油

先用4～10倍冷水稀释，

然后滴入冲洗液中

0．004～0。

01

酌量增加

硬脂酸铝

用柴油或煤油配成5～10%

的溶液使用

0．1～1。

0

酌量增加

注：

还可选用乳化剂EL（聚氧乙烯蓖麻油）、消泡剂7010（丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醭）、OP-1（单氧乙烯辛基本酚醚）、NP-1、NP-2（聚氧乙烯壬基酚醚）

4.3.3优质泥浆

4.3.3.1应选用优质膨润土作为造浆的基本材料。

其造浆率必须在10米3/吨以上。

制成的基浆失水量应在20毫升/30分钟以下。

严禁用次土、原土以及不符合标准的粘土造浆。

4.3.3.2泥浆性能指标

1.一般泥浆的性能应为：

比重1.03～1.10，粘度18～25秒，失水量10～20毫升/30分钟，泥饼厚度0.5～1.0毫米，含砂量小于4%，pH值7.～10。

2.低固相泥浆的性能推荐为：

比重在1.05以下，固相含量（按体积计）低于4%，岩粉与膨润土的比值（按重量计）不超过2，运切力（达因/厘米2）与塑性粘度（厘泊）的比值在4.8以上。

4.3.3.3聚丙烯酰胺泥浆的配制与维护

1.配制基浆以前，膨润土需要经过充分水化。

2.基浆失水量过高时，可加入少量的聚丙烯腈、聚丙烯酸钠等分散性较小的降失水剂，但不应加入铁铬盐等分散剂。

3.用分子量为300～500万，水解度为30%的聚丙烯酰胺作选择性絮凝剂。

加量一般在500ppm以下。

4.pH值不能太高，应控制在7～8.5。

5.钻进过程中要及时补充聚丙烯酰胺，注意清除岩粉，保证岩粉与膨润土的比值。

动切力与塑性粘度的比值在规定范围以内。

4.3.3.4根据岩层性质、孔内情况调整泥浆性能。

常用泥浆处理剂见表13。

常用泥浆处理剂表13

加重剂

重晶石粉

增粘剂

高粘度CMC（羧甲基纤维素钠）

石棉粉

野生植物胶类

稀释剂

（分散剂）

木质素、磺酸盐类：

铁铬盐（FCLS）等

丹宁、栲胶类：

丹宁碱液（NaT）、栲胶碱液（NaK）

褐煤腐植酸类：

腐植酸钠、腐植酸钾、磺化褐煤

降失水剂

纤维素类：

低粘度CMC、中粘度CMC、水解聚丙烯睛、聚丙烯酸钠

野生植物胶类：

香叶粉、雷公蒿叶粉等

褐煤腐植酸类

絮凝剂、

抑制剂

无机：

石灰、石膏、氯化钙、食盐、氯化钾等

有机：

聚丙然酰胺（PAM）、部分水解聚丙烯酰胺（PHP）、醋酸

乙烯脂与顺丁烯酸酐共聚物（Benex）

PH值

控制剂

提高PH值：

烧碱（NaOH）、纯碱（Na2CO3）、多磷酸钠、石灰

降低pH值：

三氧化铁、三氯化铝、硫酸铝

架桥堵漏材料

云母屑、核桃壳、蛭石粉、棉子壳、碎纸屑、锯末等

4.4冲洗液的管理

1.探矿工程科（组）要根据地层条件和钻进方法，确定冲洗液的类型，并且在泥浆实验室优选出合适的配方。

2.使用泥浆的现场应备有粘度计、比重计、含砂量计、失水量仪以及pH值试纸等。

正常情况下每班至少测定一次冲洗液性能，并将测得数据填入班报表。

现场泥浆管理员应定时清理循环系统，注意根据孔内情况及时调整泥浆性能。

3.不准向冲洗液中任意添加清水，不要让污水、山水、雨水流进冲洗液中。

4.往冲洗液中添加处理剂时要缓慢、均匀，避免冲洗液性能突变。

5.进行冲洗液类型转化前，要在泥浆试验室做小型试验，以确定转化方法。

操作时要严格按规定处理。

6.使用化学处理剂时，要了解其性能，注意防毒、防腐蚀，机场和试验室应配备必要的劳动保护用品。

4.5护壁作业

4.5.1护壁与堵漏方法的选择

1.孔壁轻微坍塌，冲洗液不断消耗，但尚可维持钻进时可用泥浆处理。

2.孔壁坍塌，冲洗液消耗量较大，用泥浆不能正常钻进时，需要向泥浆中添加堵漏材料，或利用高分子絮凝剂进行全絮凝堵漏。

必要时可灌注速凝地勘水泥或化学浆液处理。

3.孔壁严重坍塌，冲洗液全部漏失，不作处理无法钻进时，可灌注速凝地勘水泥或化学浆液处理，或下入套管（包括暗管）。

4.孔内只漏不坍，在水源充足情况下可“顶漏”钻进。

4.5.2水泥选材

用水泥护壁堵漏时，应尽量采用硫铝酸盐地质勘探水泥。

在货源困难情况下，可用B1型早强水泥，或在普通水泥中加入速凝剂。

4.5.3灌注水泥技术质量要求

灌注水泥前要准确掌握漏失层的深度、厚度和大致漏失量以及坍塌层的深度、厚度和坍塌严重程度。

应用测漏仪测定漏失位置，必要时用井径仪测量孔径。

灌注地质勘探水泥需遵守下列规定（灌注其它速凝水泥亦可参照）：

1.灌注水泥浆应采用泵送法，包括一次灌注法、分段注入法、加压注浆法和充填注浆法。

另外也可以用灌注器输送和导管注入。

严禁从孔口直接倒入。

灌注水泥前要在地面做好小型试验（测定初凝和终凝时间、流动度、抗压强度等），优选出合适的水灰比。

2.配浆要用清洁淡水，其温度一般不要超过30℃。

3.正确选用减水剂（分散剂），调节水泥浆在灌浆时的流动度和可泵期，应尽量选用不降低水泥强度的“速凝型”品种，见表14。

4.根据气温情况，适当选择水灰比，见表15。

5.根据孔深选择适当的可泵期，可用改变减水剂加量或水灰比来调节可泵期。

最小可泵期参见表16。

各种常用减水剂参考用量表14

各称

水灰比

掺量

（%）

FDN（β-萘磺酸甲醛高缩合物）

0．4～0。

5

1．0～0。

5

UNF（β-萘磺酸钠甲醛缩合物）

0．4～0。

5

1．4～0。

8

NNO（亚甲基二萘磺酸钠）

0．4～0。

5

1．5～0。

4

糖密（已醣二酸钙）

0．4～0。

5

1．0～0。

5

腐植酸长城一号

0．4～0。

5

1．5～0。

5

不同气温下推荐的水灰比表15

气温

﹤10℃

10～20℃

20～30℃

﹥30℃

水灰比

0．45～0。

5

0．5～0。

55

0．55～0。

6

0．65左右

不同孔深最小可泵期表16

孔深（米）

可泵期（分钟）

250以浅

250～500

500～800

800以深

30

40

50

60

6.按照灌注孔段情况，确定各种材料用量。

7.使用减水剂时，应先将减水剂溶于水，然后再加入水泥浆中。

添加氯化钠时，应在水泥浆基本和匀后再加入。

8.配浆时需强力搅拌，水泥浆搅拌时间控制在10分钟以内，不得在稠化过程中加水。

9.灌浆前必须充分冲刷孔壁上的泥皮。

10.灌浆前必须准备充分，分工明确，指挥统一、动作协调迅速，全部浆量必须一次灌完。

11.泵完水泥浆后，必须立即泵入事先计算好的清水量，替出水泵、钻杆中的水泥浆液，并将水泵，送水管、钻杆冲洗干净。

12.地质勘探水泥的强度增长很快，候凝时间过长会使水泥强度过高，扫水泥时容易钻出新孔，所以要准确掌握安全候凝期。

最小抗压强度参考数值为：

护壁P=80～100公斤/厘米2；堵漏P=50～70公斤/厘米2。

由实验室试验出达到最小强度所需时间的1.5～1.6倍即为安全候凝时间。

参考安全候凝期：

堵漏6～8小时；护壁8～10小时。

4.6套管

4.6.1下套管地质条件

钻进不稳定地层或遇到溶洞、老窿、含水和含气地层、泥浆不能奏效，又无法采用水泥护壁时，应及时下入套管，条件允许时可使用反扣套管。

4.6.2下套前的准备工作

1.清除孔内残留岩心、岩粉和钢粒。

2.用异径导向钻具先打小眼。

3.逐根丈量套管长度，并逐根记录在班报表上。

4.用小一级的标准钻头连接一米以下岩心管，检查套管内是否通畅。

4.6.3下套管必须遵守的规定

1.仔细检查套管丝扣。

套管丝扣应用粘结剂（如松香、沥青或环氧树脂）粘牢、拧接严紧。

2.下套管要轻稳，防止跑管，禁止强墩硬拧。

3.套管应座在基岩硬盘上，套管底部应用粘土或水泥封固。

套管上端亦要严密封闭，防止岩粉沉入。

4.套管外部要涂油。

4.6.4起拔套管必须遵守的规定

1.孔内套管数量较多时，先用千斤顶起拔松动后，再用升降机提升。

2.套管起拔困难，可用割管器将套管分段割开，分段起拔。

五施工过程质量管理流程

1操作人员必须严格按照操作流程操作。

2项目施工现场技术管理人员均有权责督促施工操作人员是否严格按照施工工艺流程进行操作，随时检查各分部、分项、检验批的施工质量情况，一旦发现有不规范的操作，必须立即制止，并追究相关人员疏忽的责任，以确保工程产品质量水准，防范于未然。

3每道分部、分项、检验批施工完毕后，项目施工现场质检人员必须马上组织工序质量检查评定，并及时报监理进行验收。

倘若工程产品质量出现大批异常情况，项目施工现场质量、技术人员必须马上向项目经理汇报，并有权要求停止施工操作，直至发现问题为止。

问题解决后质检人员必须上报经理、总经理。

由经理、总经理确定责任归属及奖惩。