地質巖心鉆探規(guī)程

地質巖心鉆探技術涉及地礦、冶金、煤炭、有色、核工業(yè)、化工、建材等各工業(yè)部門，是資源勘查最主要、最直接的技術手段，具有不可替代的重要作用。鉆探規(guī)程是鉆探施工應遵循的準則，是實現探礦工程現代化管理的重要基礎。我國巖心鉆探規(guī)程編制于上世紀80年代，作為部門內部的行政規(guī)定，一些內容已經與地質勘查體制變革和地質巖心鉆探技術發(fā)展不相適應，嚴重影響到地質調查和資源勘探工作。

根據國土資源部、中國地質調查局要求，鉆探規(guī)程修編工作于2009年初啟動。2010年2月，《地質巖心鉆探規(guī)程》通過了中國地質調查局組織的專家評審。8月，通過國土資源行業(yè)技術標準委員會勘查專業(yè)分技術委員會組織的專家審定，上報國土資源部主管部門。經國土資源部批準，《地質巖心鉆探規(guī)程》(DZ/T0227-2010)作為國土資源行業(yè)技術標準于2010年11月11日發(fā)布，2010年12月31日實施。

《地質巖心鉆探規(guī)程》(DZ/T0227-2010)包括鉆探工程設計、鉆探方法、鉆探設備、沖洗液與護壁堵漏、鉆孔軌跡測量、孔內事故預防和處理、工程質量、生產（安全）管理等19章和2個附錄，具有很強的實用性?！兑?guī)程》全面規(guī)范了地質鉆探設計、施工技術及管理工作，對提升鉆探工程標準化、產業(yè)化水平，提高礦產資源評價質量和效率具有重要意義。

《規(guī)程》強調按照設計進行施工的原則。首次統(tǒng)一了鉆孔公稱口徑，為鉆探方法轉換及鉆具標準的修訂奠定了基礎。進一步充實了金剛石鉆進、繩索取心鉆進內容；新增了沖擊回轉鉆進、定向鉆進、空氣反循環(huán)鉆進等技術規(guī)定；在安全生產和健康環(huán)保方面借鑒了國家相關標準和石油鉆井先進技術成果，體現了社會發(fā)展和技術進步趨勢。

《規(guī)程》在編制中注意了與有關行業(yè)相關規(guī)程的協調性，編制工作程序和成果表達形式符合標準化工作導則及相關規(guī)定，結構和文體統(tǒng)一，格式、表述、符號符合要求。

《規(guī)程》歸口單位為國土資源部，提出部門為中國地質調查局，起草單位為中國地質科學院勘探技術研究所。著名鉆探技術專家王達教授擔任主編，編寫組成員有趙國隆、蕭亞民、陳星慶、湯松然、孫建華、張林霞、劉秀美、戴智長等資深專家和中青年專業(yè)技術人員2100433B

本項目在調研和總結國內外地質巖心鉆探技術成果的基礎上，要結合現階段地質巖心鉆探工作實際，制定《地質巖心鉆探規(guī)程》，其預期成果為《地質巖心鉆探規(guī)程》及編制說明。據此，本課題將地質勘查行業(yè)的國情特點和國外先進的金剛石巖心鉆探技術進行了有機結合，并取得了具有我國自主知識產權的創(chuàng)新性成果，如深孔復雜地層綜合鉆探技術、高源缺水地區(qū)快速鉆探技術、吸納新型全液壓鉆機技術等最新成果，科學合理地體現在新的規(guī)范規(guī)程中。規(guī)程認真總結了半個世紀以來國內各地勘部門積累的豐富經驗并汲取各相關部門最新巖心鉆探技術成果，對規(guī)范我國地質巖心鉆探工作，推動技術進步具有重要意義。《規(guī)程》首次統(tǒng)一了鉆孔公稱口徑，為鉆探方法轉換及鉆具標準的修訂奠定了基礎，進一步充實了金剛石鉆進、繩索取心鉆進內容，新增了沖擊回轉鉆進、定向鉆進等技術規(guī)定，在安全生產和健康環(huán)保方面借鑒了國家相關標準和石油鉆井先進技術成果，并使其上升到地質巖心鉆探規(guī)程規(guī)范的高度。《規(guī)程》注意了與有關行業(yè)規(guī)程的協調性，編制工作程序和成果表達形式符合標準化工作導則及相關規(guī)定，格式、表述、符號符合要求。同時，本《規(guī)程》已由中華人民共和國國土資源部于2010年11月11日發(fā)布，于2010年12月31日實施。 2100433B

地質勘查基本定義

地質勘查還包括各種比例尺的區(qū)域地質調查、海洋地質調查、地熱調查與地熱田勘探、地震地質調查和環(huán)境地質調查等。地質勘查必須以地質觀察研究為基礎，根據任務要求，本著以較短的時間和較少的工作量，獲得較多、較好地質成果的原則，選用必要的技術手段或方法，如測繪、地球物理勘探、地球化學探礦、鉆探、坑探、采樣測試、地質遙感等等。這些方法或手段的使用或施工過程，也屬于地質勘查的范圍。狹義地說，在中國實際地質工作中，還把地質勘查工作劃分為5個階段，即區(qū)域地質調查、普查、詳查、勘探和開發(fā)勘探。

地質勘查鉆孔孔徑

（一）大口徑鉆進

工程地質勘探鉆孔的孔徑，大多數是168MM開孔，91MM終孔，這樣的孔身結構能夠滿足一般的勘探、試驗要求。但是在特殊情況下，譬如為了探查壩基軟弱夾層和強透水帶的位置及展布方向、斷層破碎帶和緩傾角裂隙的產大辯論和特征，以及為了檢查基礎的灌漿質量和混凝土的澆筑情況，就需按照工程地質的要求，打一些大口每項鉆孔，以工程技術人員進入孔中直接觀察和測量。。 大口徑鉆孔主要在水電工程地質勘探中采用。中國于1963年在丹江口壩直址打成了第一口大口每徑鉆孔；之后，葛洲壩、小浪底、偏窗子、三峽等水利樞紐工程中相繼采用，均取得很好的勘探效果。面且承擔了大壩基礎處理等任務。 由于大口徑鉆孔能夠讓勘探人員直接進入其中觀測和取樣，準確地搜集到第一性地質資料，因而避免了用一般勘探耗費大量進尺而未能搞清某些地質現象和問題的弊病。它也代替了施工復雜的豎井工程，而且由于無爆破震動，可以保持巖層的天然狀態(tài)。 大口徑鉆探方法有沖擊鉆進和回轉鉆進，在工程地質勘探中主要使用后者，其孔徑分別1150、1050、950和750MM，孔深30—60M，可以取得材心。鉆具是在現有設備基礎上改裝的，主要包括鉆頭、巖心管、取粉管、鉆桿等。除鉆具外，還應配備吊籠、絞國及潛水泵等必要的設備。

（二）小口徑（金剛石鉆頭）鉆進

近年來，中國在工程地質勘探中逐漸推廣小口徑的金剛石鉆進。這種鉆進有很多優(yōu)點：能鉆進極硬的巖石，使用壽命長，鉆進效率高，巖心采取率高，且?guī)r心完整度好；孔徑均勻，孔壁光滑，鉆彎曲度小；鉆進時平穩(wěn)，設備的磨損小，能量消耗少；重量輕，搬運方便等。金剛石鉆具主要包括金剛石鉆頭、金剛石擴也器、巖心卡簧及金剛石鉆進用巖心管。金剛石鉆頭生產有直徑76、66、46、36MM等幾種規(guī)格，較一般的鉆頭要小得多，故稱之為“小口徑”。這種鉆頭是將金剛石顆粒鑲嵌在鉆頭唇部，利用金剛石的硬度磨削巖石鉆入地層。金剛石鉆進一般均使用雙層巖心管。從小泵送來的沖洗液，經內、外管之間的間隙而到達孔底，可減少對巖心的沖刷影響。 采用小口徑（金剛石鉆頭）鉆進，在操作上必須注意的是：在任何情況下都不允許無水鉆進否則發(fā)生高熱會燒毀金剛石，用過鋼粒鉆進的孔，不能再下入金剛石鉆頭，因孔底遺留鋼粒，在沖擊振動時會使金剛石損壞；若鑲嵌的金剛石顆粒掉落孔底，應即打撈，否則會使整個金剛石鉆頭遭到損壞；鉆進中若迂軟弱夾層及裂隙發(fā)育的地層，應特別注意降低壓力及轉速。由于在礫石層、礫巖及硬脆破碎地層中鉆進時，沖擊振動很大，對金剛石的包鑲金屬磨耗很快，故一般不采用金剛石鉆進。 金剛石鉆進雖有很多優(yōu)點，可是它的孔徑過小，有能作現場水文地質試驗。 六、聲波測井在工程地質鉆探中的應用墀測井是一種地球物理勘探技術，它的物理基礎是研究與巖石性質密切相關的聲振動沿鉆井的傳播特征。它具有快速，輕便的優(yōu)點。近十余年來在中國外逐漸推廣應用，我取得了較好的效果。 聲波測井可充分利用已有的鉆孔，結合地質調查，了解基巖風化殼的厚度、物征，進行分帶，查明深部地層的巖性特征，進行地層劃分，確定軟弱夾層的層位、深度和厚度；尋找?guī)r溶洞穴和斷層破碎帶；研究巖石的某些物理力學性質，進行工程巖體分類等。與其它測井方法密切配合，還可憐全部或部分代替巖心鉆探，開展無巖心鉆進?？傊暡y井在工程地質鉆探中的應用是多方面的。 所應用的聲波測井方法主要有以下三種：一是根據墀傳播速度研究地質體性質的墀速度測井；二是根據墀振幅的衰減反映巖層性質的墀幅度測井；三是利用墀在井壁上的反向我了解井壁結構情況的專長波電視測井。其中應用最多的是聲速測井。 聲速測井的裝置，為單發(fā)射雙接收型的。兩個接收器R1、R2的距離為L。沿井壁的滑行波到達兩個接收器的時間差為△t，具有 L △t = —— V2 △t表示聲波通過厚度為L的一段巖層所需的時間，習慣上把它換算為通過一米巖層所需的時間（叫做旅行時間），單位為μs/m。由時差△t即可求出聲波在巖層中的傳播速度V（m/s）： V=-106/△t 三峽水利樞紐壩基為前震旦紀的石英閃長巖和閃云斜長花崗巖，經大量聲波測并工作后獲得的各風化帶縱波速度值列于中。

由于沒風化帶內，巖石組織結構、礦物萬分和風化程度不同的巖石所占比例及分布，狀況不同，因而不但波速不同，而且聲速曲線的形態(tài)也不相同。劇風化帶的波速值跳躍范圍不大，曲線形態(tài)以不規(guī)則的方形鋸齒為主。強內化帶中，當堅硬和半堅硬巖石碎塊與疏松相互摻雜時，波速值跳躍范圍大而密，曲線形態(tài)為緊密排弄的長尖刺狀鋸齒。微風化帶的聲速曲線擺動幅度較小。四川某壩基48號孔的綜合柱狀；可以用來說明應用聲波測勘查斷層破碎帶的效果。從聲波曲線的整個背景值來看，代表二疊紀斑狀玄武巖的V為3700-4400m/s，V為2300m/s. 但在標高390m附近，卻出現了一個明顯的低值異常，V、Vs分加緊為2150和1350m/s，幾乎相當于政黨值的一半。進行幅度觀測時，聲波能量吸收衰減強烈，振幅大大下降。經分析，該處是斷層角礫巖，巖體十分破碎。

地質勘查勘查手段

必須以地質觀察研究為基礎，根據任務要求，本著以較短的時間和較少的工作量，獲得較多、較好地質成果的原則，選用必要的技術手段或方法，如測繪、地球物理勘探、地球化學探礦、鉆探、坑探、采樣測試、地質遙感等等。這些方法或手段的使用或施工過程，也屬于地質勘查的范圍。