使用绳索取芯钻进方法在复杂地层中钻进，如使用泥浆护孔等措施会不同程度的在钻杆内壁形成一层固态的泥皮，影响取芯器的下放或提取，泥皮的形成与泥浆性状、失水量、钻速以及回次时间有关。提取钻杆内壁固结物进行分析，其中泥浆中较大颗粒固相物质，以及岩粉颗粒等占绝大多数。另外，在生产实践中我们发现在使用高转速（849转以上）泥皮固结现象较严重，转速较低则这一现象较弱，对此我认为这主要是因为在较高的转速下固体颗粒会产生较大的离心惯性力，从而附着在钻杆内壁上，逐渐形成一层固态层。但是形成泥皮是复杂地层护孔的需求，如何解决这一矛盾是我在以下章节中要探讨的。

 

　　2形成钻杆内壁泥皮的机理探讨

 

　　在生产实践中，我们可以发现在绳索取芯钻进时形成钻杆内壁泥皮固结需具备以下几个要素：（1）复杂地层钻进需要使用泥浆以及高分子物质护孔且护孔液粘度较高。（2）较高的转速（3）钻杆内冲洗液流速较低。形成钻杆内壁泥皮的主要原因是在钻杆高速旋转下，冲洗液中固态颗粒在离心惯性力作用下被抛向钻杆壁，护孔液中粘度较高的高分子聚合物形成的网状结构包裹住固体颗粒，在冲洗液径向冲刷力不能冲除的情况下逐渐形成稳定的泥皮层，在这一进程中护孔液中的高分子物质以及泥浆中的微小颗粒又是维护孔壁稳定不可缺少的条件，因此如何解决护孔问题，钻杆内泥皮固结问题这一矛盾就是以下章节需探讨的。

 

　　3各种因素对形成钻杆内壁泥皮的影响及解决方法

 

　　在产生钻杆内泥皮固结的多种因素中有些因素是体现绳钻优势的关键因素，较难以改变，而有些因素则可以通过优化组合，在不改变维持孔壁稳定，又要钻进效率的情况下，找到一个平衡，从而解决问题。

 

　　3.1转速的影响

 

　　我们知道，高转速是金刚石绳索取芯钻进方法获得高效率的比较关键的因素，如果降低转速，使形成泥皮的离心惯性力降低，可以有效的降低泥皮及发生固结的可能，但这又使金刚石绳索取芯钻进效率大大降低，因此，以降低转速的方法来解决问题不是本文的首选，只能作为在其他手段不能理想解决问题的一个辅助选项。

 

　　3.2护孔液的影响以及解决方法

 

　　护孔液对钻杆内泥皮固结的影响是极大的，也是本文主要要讨论的问题。我们知道在地质钻探中冲洗液（或护孔液）在钻进中主要起到冷却钻进中钻具与岩石摩擦产生的热能，防止烧毁钻具，润滑钻具带走切磨岩石而产生的大量岩粉，有利钻具与切削面的接触，在复杂、破碎以及不稳定地层中通过加入泥浆以及高分子物质使其形成一层稳定的保护膜，以阻断冲洗液对不稳定地层的冲刷，从而维护钻孔的稳定，而这一行为会使冲洗液中的高分子网状结构中稳定悬浮一些颗粒状的固态物质，不易产生沉降，这种现象有利于护孔，同时也有利于泥皮在钻杆内壁形成，如何在护孔与防止产生泥皮中找到一个平衡是解决这一问题需重点探讨的。根据绳索取芯钻进的特点，配置出含固相物质尽量少，并且有良好的流变性，较小的失水量，以及较好的性能参数的泥浆则是解决问题的关键。如何配置护孔液，既能起到护孔、维持孔内稳定作用，又能最大限度的减少泥皮固结，为此我认为应从选用优质造浆膨润土入手，配合处理剂使之达到使用要求。

 

　　配置步骤：（1）先在搅拌桶里加入粘土粉，尔后加水搅拌。（2）加入粘土量8%的碳酸钠，边加边搅拌，搅拌30分钟以上。（3）静止24小时，进行充分的离子交换，使钙土较完全转化为钠土。（4）加入该配方所需的处理剂，如果多种它的顺序是：Na-CMC，PAM，HOP-N，HOP-N2（5）处理剂加入后要搅拌30分钟以上，但Na-CMC，PAM要预先溶解好。（6）沉淀，除砂后再加入泥浆池中使用。

 

　　PH值控制在8.5左右为宜，PH值过低，阳离子交换容量较小，钙质膨润土不能完全转换为钠质膨润土，泥浆不稳定，PH值过高，则阳离子浓度增加，压缩双电层，使水化膜减薄，分散度降低，使泥浆形成结构，甚至产生聚结而失去稳定性。

 

　　通过实验室工作，制定了五个配方，见下表。

 

　　以上五个配方都有不同的针对地层，1#配方失水量较小，适合用于易遇水膨胀地层，5#配方使用效果较好，KP共聚物对泥浆降稠，降失水都具有明显的效果，能降低泥浆的切力，增加流动性，确能起到减少在钻杆内壁结垢的作用。

 

　　3.3其他措施

 

　　单纯的使用某种配比的泥浆并不能解决结泥皮的问题，因为泥浆中大量固体颗粒的存在以及处理剂的存在不可避免会使泥皮固结在钻杆内壁，这样就必须从除砂、沉淀等一套完整的系统，尽可能除去泥浆中较大颗粒，使岩粉充分沉淀、除去。需使用旋流除砂器，配合不同孔径的排沙孔除去颗粒物，这一设施极为重要，不同孔径排沙孔可除去不同粒径的颗粒，极大减少泥浆中固相颗粒物。其次，在循环系统中还需配置多个沉淀池，循环槽设置长些（15m以上），坡度1/100，槽中装几块挡板，泥浆池2m3以上，配置2个搅拌桶，使用高速搅拌机搅拌。新配泥浆经过除砂器除砂后再经循环系统后再入孔内循环。认真做好上述流程后就可使泥浆既有较好的护孔作用，又不使钻杆内壁结泥皮。

 

　　4结论

 

　　通过理论分析以及大量的现场生产实践，绳索取芯钻进钻杆内壁泥皮固结问题是可通过选择选浆材料，综合治理有害固相物质的一系列措施得以解决。在复杂地层中钻进，由于护孔的需求，选择高造浆率的泥浆，并进行预处理，使其性能既能满足护孔的要求，又最大限度减少使泥皮固结的内在条件，并配合前面章节所述的综合治理措施，严格管理、维护，绳钻钻杆内泥皮固结这一问题是可以得到解决的。

 

　　参考文献

 

　　[1]中南地勘局302大队探矿室研试报告编写人赵书华.

 

　　[2]钻探泥浆（中南地质勘探局翻印）.