地质岩心钻探规程

地质岩心钻探技术涉及地矿、冶金、煤炭、有色、核工业、化工、建材等各工业部门，是资源勘查最主要、最直接的技术手段，具有不可替代的重要作用。钻探规程是钻探施工应遵循的准则，是实现探矿工程现代化管理的重要基础。我国岩心钻探规程编制于上世纪80年代，作为部门内部的行政规定，一些内容已经与地质勘查体制变革和地质岩心钻探技术发展不相适应，严重影响到地质调查和资源勘探工作。

根据国土资源部、中国地质调查局要求，钻探规程修编工作于2009年初启动。2010年2月，《地质岩心钻探规程》通过了中国地质调查局组织的专家评审。8月，通过国土资源行业技术标准委员会勘查专业分技术委员会组织的专家审定，上报国土资源部主管部门。经国土资源部批准，《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010)作为国土资源行业技术标准于2010年11月11日发布，2010年12月31日实施。

《地质岩心钻探规程》(DZ/T0227-2010)包括钻探工程设计、钻探方法、钻探设备、冲洗液与护壁堵漏、钻孔轨迹测量、孔内事故预防和处理、工程质量、生产（安全）管理等19章和2个附录，具有很强的实用性。《规程》全面规范了地质钻探设计、施工技术及管理工作，对提升钻探工程标准化、产业化水平，提高矿产资源评价质量和效率具有重要意义。

《规程》强调按照设计进行施工的原则。首次统一了钻孔公称口径，为钻探方法转换及钻具标准的修订奠定了基础。进一步充实了金刚石钻进、绳索取心钻进内容；新增了冲击回转钻进、定向钻进、空气反循环钻进等技术规定；在安全生产和健康环保方面借鉴了国家相关标准和石油钻井先进技术成果，体现了社会发展和技术进步趋势。

《规程》在编制中注意了与有关行业相关规程的协调性，编制工作程序和成果表达形式符合标准化工作导则及相关规定，结构和文体统一，格式、表述、符号符合要求。

《规程》归口单位为国土资源部，提出部门为中国地质调查局，起草单位为中国地质科学院勘探技术研究所。著名钻探技术专家王达教授担任主编，编写组成员有赵国隆、萧亚民、陈星庆、汤松然、孙建华、张林霞、刘秀美、戴智长等资深专家和中青年专业技术人员2100433B

本项目在调研和总结国内外地质岩心钻探技术成果的基础上，要结合现阶段地质岩心钻探工作实际，制定《地质岩心钻探规程》，其预期成果为《地质岩心钻探规程》及编制说明。据此，本课题将地质勘查行业的国情特点和国外先进的金刚石岩心钻探技术进行了有机结合，并取得了具有我国自主知识产权的创新性成果，如深孔复杂地层综合钻探技术、高源缺水地区快速钻探技术、吸纳新型全液压钻机技术等最新成果，科学合理地体现在新的规范规程中。规程认真总结了半个世纪以来国内各地勘部门积累的丰富经验并汲取各相关部门最新岩心钻探技术成果，对规范我国地质岩心钻探工作，推动技术进步具有重要意义。《规程》首次统一了钻孔公称口径，为钻探方法转换及钻具标准的修订奠定了基础，进一步充实了金刚石钻进、绳索取心钻进内容，新增了冲击回转钻进、定向钻进等技术规定，在安全生产和健康环保方面借鉴了国家相关标准和石油钻井先进技术成果，并使其上升到地质岩心钻探规程规范的高度。《规程》注意了与有关行业规程的协调性，编制工作程序和成果表达形式符合标准化工作导则及相关规定，格式、表述、符号符合要求。同时，本《规程》已由中华人民共和国国土资源部于2010年11月11日发布，于2010年12月31日实施。 2100433B

地质勘查基本定义

地质勘查还包括各种比例尺的区域地质调查、海洋地质调查、地热调查与地热田勘探、地震地质调查和环境地质调查等。地质勘查必须以地质观察研究为基础，根据任务要求，本着以较短的时间和较少的工作量，获得较多、较好地质成果的原则，选用必要的技术手段或方法，如测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、钻探、坑探、采样测试、地质遥感等等。这些方法或手段的使用或施工过程，也属于地质勘查的范围。狭义地说，在中国实际地质工作中，还把地质勘查工作划分为5个阶段，即区域地质调查、普查、详查、勘探和开发勘探。

地质勘查钻孔孔径

（一）大口径钻进

工程地质勘探钻孔的孔径，大多数是168MM开孔，91MM终孔，这样的孔身结构能够满足一般的勘探、试验要求。但是在特殊情况下，譬如为了探查坝基软弱夹层和强透水带的位置及展布方向、断层破碎带和缓倾角裂隙的产大辩论和特征，以及为了检查基础的灌浆质量和混凝土的浇筑情况，就需按照工程地质的要求，打一些大口每项钻孔，以工程技术人员进入孔中直接观察和测量。。 大口径钻孔主要在水电工程地质勘探中采用。中国于1963年在丹江口坝直址打成了第一口大口每径钻孔；之后，葛洲坝、小浪底、偏窗子、三峡等水利枢纽工程中相继采用，均取得很好的勘探效果。面且承担了大坝基础处理等任务。 由于大口径钻孔能够让勘探人员直接进入其中观测和取样，准确地搜集到第一性地质资料，因而避免了用一般勘探耗费大量进尺而未能搞清某些地质现象和问题的弊病。它也代替了施工复杂的竖井工程，而且由于无爆破震动，可以保持岩层的天然状态。 大口径钻探方法有冲击钻进和回转钻进，在工程地质勘探中主要使用后者，其孔径分别1150、1050、950和750MM，孔深30—60M，可以取得材心。钻具是在现有设备基础上改装的，主要包括钻头、岩心管、取粉管、钻杆等。除钻具外，还应配备吊笼、绞国及潜水泵等必要的设备。

（二）小口径（金刚石钻头）钻进

近年来，中国在工程地质勘探中逐渐推广小口径的金刚石钻进。这种钻进有很多优点：能钻进极硬的岩石，使用寿命长，钻进效率高，岩心采取率高，且岩心完整度好；孔径均匀，孔壁光滑，钻弯曲度小；钻进时平稳，设备的磨损小，能量消耗少；重量轻，搬运方便等。金刚石钻具主要包括金刚石钻头、金刚石扩也器、岩心卡簧及金刚石钻进用岩心管。金刚石钻头生产有直径76、66、46、36MM等几种规格，较一般的钻头要小得多，故称之为“小口径”。这种钻头是将金刚石颗粒镶嵌在钻头唇部，利用金刚石的硬度磨削岩石钻入地层。金刚石钻进一般均使用双层岩心管。从小泵送来的冲洗液，经内、外管之间的间隙而到达孔底，可减少对岩心的冲刷影响。 采用小口径（金刚石钻头）钻进，在操作上必须注意的是：在任何情况下都不允许无水钻进否则发生高热会烧毁金刚石，用过钢粒钻进的孔，不能再下入金刚石钻头，因孔底遗留钢粒，在冲击振动时会使金刚石损坏；若镶嵌的金刚石颗粒掉落孔底，应即打捞，否则会使整个金刚石钻头遭到损坏；钻进中若迂软弱夹层及裂隙发育的地层，应特别注意降低压力及转速。由于在砾石层、砾岩及硬脆破碎地层中钻进时，冲击振动很大，对金刚石的包镶金属磨耗很快，故一般不采用金刚石钻进。 金刚石钻进虽有很多优点，可是它的孔径过小，有能作现场水文地质试验。 六、声波测井在工程地质钻探中的应用墀测井是一种地球物理勘探技术，它的物理基础是研究与岩石性质密切相关的声振动沿钻井的传播特征。它具有快速，轻便的优点。近十余年来在中国外逐渐推广应用，我取得了较好的效果。 声波测井可充分利用已有的钻孔，结合地质调查，了解基岩风化壳的厚度、物征，进行分带，查明深部地层的岩性特征，进行地层划分，确定软弱夹层的层位、深度和厚度；寻找岩溶洞穴和断层破碎带；研究岩石的某些物理力学性质，进行工程岩体分类等。与其它测井方法密切配合，还可怜全部或部分代替岩心钻探，开展无岩心钻进。总之，声波测井在工程地质钻探中的应用是多方面的。 所应用的声波测井方法主要有以下三种：一是根据墀传播速度研究地质体性质的墀速度测井；二是根据墀振幅的衰减反映岩层性质的墀幅度测井；三是利用墀在井壁上的反向我了解井壁结构情况的专长波电视测井。其中应用最多的是声速测井。 声速测井的装置，为单发射双接收型的。两个接收器R1、R2的距离为L。沿井壁的滑行波到达两个接收器的时间差为△t，具有 L △t = —— V2 △t表示声波通过厚度为L的一段岩层所需的时间，习惯上把它换算为通过一米岩层所需的时间（叫做旅行时间），单位为μs/m。由时差△t即可求出声波在岩层中的传播速度V（m/s）： V=-106/△t 三峡水利枢纽坝基为前震旦纪的石英闪长岩和闪云斜长花岗岩，经大量声波测并工作后获得的各风化带纵波速度值列于中。

由于没风化带内，岩石组织结构、矿物万分和风化程度不同的岩石所占比例及分布，状况不同，因而不但波速不同，而且声速曲线的形态也不相同。剧风化带的波速值跳跃范围不大，曲线形态以不规则的方形锯齿为主。强内化带中，当坚硬和半坚硬岩石碎块与疏松相互掺杂时，波速值跳跃范围大而密，曲线形态为紧密排弄的长尖刺状锯齿。微风化带的声速曲线摆动幅度较小。四川某坝基48号孔的综合柱状；可以用来说明应用声波测勘查断层破碎带的效果。从声波曲线的整个背景值来看，代表二叠纪斑状玄武岩的V为3700-4400m/s，V为2300m/s. 但在标高390m附近，却出现了一个明显的低值异常，V、Vs分加紧为2150和1350m/s，几乎相当于政党值的一半。进行幅度观测时，声波能量吸收衰减强烈，振幅大大下降。经分析，该处是断层角砾岩，岩体十分破碎。

地质勘查勘查手段

必须以地质观察研究为基础，根据任务要求，本着以较短的时间和较少的工作量，获得较多、较好地质成果的原则，选用必要的技术手段或方法，如测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、钻探、坑探、采样测试、地质遥感等等。这些方法或手段的使用或施工过程，也属于地质勘查的范围。