摘要：根据工程概况，介绍了CL植物胶配制成的低固相浆液和金刚石单管跟管钻进的施工方法，阐述了泥浆的配制方法和管理要求，提出了钻机施工操作要点，总结了使用CL植物胶的体会。

关键词：CL植物胶，泥浆配制，钻进参数，钻机施工

1、工程概述

采空区位于离石市。我们所钻进的ER11、ER12两钻孔位置处在河漫滩上，属于季节河流，河床上分布有冲击松散漂卵石、砂砾石为主，粗砂充填透水性强，水位1米。漂石、卵石成分以花岗岩、片麻岩、石英砂岩为主，磨圆度高，研磨性强，易塌孔，覆盖层厚度80m~160m之间。2003年10月施工时用膨润土泥浆跟管钻进，施工中极易掉块，塌孔，致使无法跟管，钻探效率低，材料消耗较大，至年底两孔进尺分别在40m、70m左右，且岩芯采取率低，后因天气寒冷停工。2004年3月恢复施工，采用了CL植物胶配制成的低固相的浆液和金刚石单管跟管钻进施工方法，经过近一个月时间的应用，分别顺利通过了ER11、ER12两孔覆盖的89m、165m卵石层，最终完成了钻孔任务。

2、钻进施工方法

1、根据井内情况，重新开孔确定不同钻孔结构用Ф130mm金刚石单管钻具钻到30m处下入Ф127mm套管，将上部松散层护壁。

2、用Ф110mm金刚石单管钻具，钻进到56m处，下入Ф108mm套管26m。

3、然后用Ф94mm金刚石钻进，在钻进过成中，一直未发生掉块、塌孔现象，顺利通过了上部覆盖层。

4、在跟管时如遇漂石，孤石，套管下不去时，不能强行下管，而应提出大管，进行扫孔，重新下管，如强行下管将导致套管帽损坏，将影响下一级配钻具的通过。

5、在使用CL植物胶后，如遇较大的裂隙，不能用水泥堵漏，而用投入粘土球加压用浓浆扫孔方法堵漏。因水泥与植物胶起化学反应，致水泥不凝固。

3、泥浆配制

根据地层情况，选用CL型植物胶，作为低固相泥浆处理剂，是因为CL型植物胶具弹粘性、粘度高，失水量小，有良好的护壁作用，护壁抗岩粉效果好，且能保持孔内清洁，对水敏地层起保护作用，减少卡钻、埋钻事故，在松散破碎地层无需反复捞取沉淀岩粉及砂，减少了辅助时间，提高了钻进效率。

3.1、配方

CL胶的浓度一般为0.3%~0.8%，膨润土的浓度为3%~5%，火碱浓度为土粉和CL胶总量的4%~6%，如遇特殊情况可增加CL胶的含量，另可增加0.2%的羧甲基纤维素，可进一步降低浆液的失水量，提高防塌效果。

3.2、配制方法

在搅拌机中加入定量的清水后，将溶解的火碱溶液倒入搅均，同时开动搅拌机，均匀的将CL胶粉及膨润土倒入搅拌，不可快速倒入，防止结团，致使搅拌不均匀（搅拌约20min），搅拌同时注意观察，待胶粉完全搅拌均匀，充分溶解后无结块，方可将浆液放入泥浆池。现场应尽量让回浆沟长些，沉淀池大一点，以便井内排出的砂及岩粉有沉淀的时间。

3.3、泥浆的管理

1）应有专人管理，随时清理回浆沟及沉淀池内的砂、岩粉，保证泥浆的指标，密度在1.0 g/cm³~1.20 g/cm³之间，粘度60s以上。

2）注意观察泥浆质量，如不符合要求时，及时配制新的浆液补充，如发现变质，及时更换。

3）一般不准许在泥浆坑内直接加入CL粉及膨润土，直接加入时可造成搅拌不均匀，结块、堵住吸水笼头，造成井内事故。

4）按时检查含砂量，如含砂高，应更换浆液。

4、钻机施工中的钻进参数及操作要领

4.1、钻进参数(见表1)

表1 钻进参数

4.2、操作要领

1）钻进参数的选择，应符合金刚石钻进“低压力、高转速、小泵量”的原则来确定。

2）控制合理的上下钻速度，升降平稳，防止抽汲现象，保障孔壁完整。

3）钻进时随时调查泥浆指标，保持孔内清洁才能提高取芯质量，增加回次进尺，提高钻头寿命，避免提钻前长时间冲孔，防止孔壁扩大。

4）当由于岩芯堵塞而无法进尺时，应及时提钻处理，不可长时间往复提动、扫孔。

5）不可使用弯曲钻杆、钻具，以避免钻具回转时对孔壁的碰撞敲打。

6）回次进尺后要检查钻具的完好性，避免因钻具磨损，造成井内事故。

7）如遇砂卵石粒径较小时，地层结构松散，取芯困难时，要做到以下两点：a、要尽量降低泵量，最小可降到20L/min以下。只要不断浆，则不会烧钻；b、在提钻前，应停泵，采用烧钻法钻进10cm，让其自然堵塞再提钻。

8）搅拌CL胶时，搅拌均匀后，最好浸泡12h，待粘度提高后才能使用，否则达不到预期效果。

5、达到目的

5.1、短时间顺利通过卵砾石层，为全孔的完成取得时间。

5.2、CL胶与低固相泥浆施工对比表（见表2）

表2  CL胶与低固相泥浆施工对比表

5.3、2004年6月，在鄂尔多斯、塔然高勒矿区，施工3个钻孔，均采用了CL胶低固相泥浆，极少发生掉块、坍塌孔事故。

6、施工中使用CL植物胶后的体会

1）CL胶植物胶具有弹粘性，粘度高，失水量小，具良好的护壁、排粉效果，孔内清洁，对水敏地层有明显的保护作用，减少了卡钻，缩径造成的井内事故，在松散卵砾石层中，减少了反复捞取沉淀物，减少了辅助时间，提高了钻进效率，一般可提高30%~50%。

2）CL胶润滑性能好，孔内阻力小，功率消耗降低，减轻机械钻具磨损，拆钻杆、钻具省力，降低了劳动强度。

3）在松散层不需全孔跟管钻进，只需将上部跟管下部裸孔钻进，节省材料，降低成本。

4）取芯效果明显，因CL胶有明显的护壁作用，使用金刚石钻头后，其单动性好，同心度高，稳定性强，使岩性保持原状结构，提高采取率到80%~95%。

5）由于对CL植物胶使用的时间短，CL胶的某些特点还未完全掌握，还需我们进一步的积累经验，加以总结。

7、结语

1）植物胶有良好的护壁、润滑性，对覆盖层及水敏地层有良好护壁作用，提高效率40%，采取率高达90%以上。

2）植物胶的配制，在施工现场配制，并在钻进中不断的改进和总结。

3）CL植物胶使用中如遇较大的裂隙，如需用水泥，必须用清水将所需封堵处，植物胶冲洗净，以免造成水泥的不凝，造成封堵失败。

4）植物胶的配制搅拌必须均匀，全部溶解，方能达到效果，浆液配方不合理时，及时调整。

5）失败原因：施工前准备不足，搅拌不均匀，配方不合理，与水泥同时使用，未能达到合理的泥浆性能指标。