鉆探工程施工技術要點分析

李錄良

[摘要]隨著科技進步與經(jīng)濟的快速發(fā)展，鉆探工程應用范圍越發(fā)廣泛，本文圍繞著鉆探設備、鉆探工藝、鉆探技術要點，結合筆者實際工作經(jīng)驗，論述一下地質鉆探技術的具體運用。

[關鍵詞]地質 鉆探 技術要點 運用

[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-201-2

1引言

鉆探工程是地質勘探的施工技術手段，是由鉆機、鋼管、鉆頭作為一個整體，在動力設備的帶動下，以軸心壓力為作用力，對地層進行破碎施工，從而達到獲取巖芯、了解內(nèi)部地質情況的工程。鉆探工程可以在多種環(huán)境下進行，對于不同的環(huán)境、不同的地質情況，需要掌握正確的施工技術，應用合適的設備設施，才能有效保證鉆探工程質量，完成地質勘探任務。

2鉆探設備與方法

2.1鉆探設備。在鉆探設備的組成中，主要的部分是鉆桿、鉆頭、鋼管、沖洗液。

（1）鉆桿。鉆桿為鋼質圓管，單根長度為4.5米或6米，直徑為42毫米或50毫米，其作用是連接并帶動鉆頭在地層中上下運動，其連接方式有螺紋絲扣連接和焊接兩種，其中螺紋絲扣連接又分作內(nèi)絲與外絲連接。

（2）鉆頭。鉆頭按照使用部位的材質劃分為：硬質合金、金剛石、鋼粒三種類型。鋼粒鉆頭適用于Ⅶ一Ⅻ級的堅硬地層；硬質合金鉆頭適用于小于Ⅷ級的沉積巖及部分變質巖、巖漿巖；金剛石鉆頭適用于Ⅸ級以上的最堅硬巖層。金剛石鉆頭是應用最為廣泛的鉆頭，使用該鉆頭的鉆進方法，具有鉆孔光滑、鉆進速度快、安全可靠、節(jié)約費用等優(yōu)點。

（3）鋼管。又名套管、巖芯管，其主要作用是支撐鉆孔孔壁，防止孔洞發(fā)生變形或坍塌。

（4）沖洗液。根據(jù)不同的地質結構，沖洗液有相應的不同配方，下表列出了一些常用配方。I號配方，適用于完整灰?guī)r地層；Ⅱ號配方，適用于鵝卵石、流沙、灰?guī)r為主的地層段；Ⅲ號配方，適用于煤系地層；Ⅳ號配方，適用于泥巖段地層；V號配方，是最常應用的常規(guī)配方；Ⅵ號配方，適用于煤系地層或泥巖和粉砂巖交疊地層。

2.2鉆探方法。鉆探方法主要有沖擊鉆探、回轉鉆探、振動鉆探和沖洗鉆探。沖擊鉆進：適用于比較堅硬的巖石（碎石）層或土層，對巖石層，采取孔底全面沖擊鉆進方法；對堅硬的土層，在沖擊力的作用下，以鉆頭刃口切削的方式逐漸鉆進?；剞D鉆進：當鉆頭鉆進模式為環(huán)狀鉆進的時候，可以提取巖芯，以供取樣勘察；當鉆頭鉆進模式為全面鉆進的時候，其鉆進軌跡為螺旋曲線狀，不在考慮提取巖芯。振動鉆進：多用于鉆探深度較小的土層，尤其是多用于土壤顆粒較為細小的土層。其特點是方便快速，操作簡單。沖洗鉆進：根據(jù)地層性質，使用沖洗液配合鉆頭鉆進，使用該方法，無法獲取地質結構巖芯樣品，無法對鉆取物進行鑒別。

3鉆探施工技術要點

3.1鉆探施工工藝要點

（1）上部地層鉆探工藝。根據(jù)地層特點，避開地層空洞區(qū)，將鋼管下至巖石層，為有效防止鋼管發(fā)生斷裂情況，必要時下兩路鋼管。

（2）坍塌嚴重孔壁的鉆探工藝。通過控制鉆探壓力、鉆機轉速，進行減壓鉆進。配制比例適合的沖洗液，每兩個班次進行孔壁沖洗工作，以保證鉆孔內(nèi)各項參數(shù)的穩(wěn)定性，待參數(shù)穩(wěn)定后，再放下內(nèi)管繼續(xù)鉆探。在坍塌較為嚴重的時候，必須及時更換鉆探措施。

（3）地層傾角較大地層的鉆探工藝。當?shù)貙觾A角較大的時候，很容易發(fā)生較為嚴重的坍塌現(xiàn)象，此時，第一應該全孔進漿，這樣做可以用新漿代替臟泥漿；第二要注意鉆進參數(shù)，保持一定的鉆速，防止出現(xiàn)抱鉆現(xiàn)象。

（4）邊撈砂邊單管的鉆進工藝。當不能采取繩索取芯工藝的時候，可以使用邊撈砂邊單管的鉆進工藝，采用減小壓力、降低轉速的鉆進方式，同時使用撈砂管及時撈取鉆屑，雖然影響了鉆探進度，但是可以有效保證鉆孔的潔凈度，可以防止鉆桿發(fā)生扭斷情況，可以防止出現(xiàn)抱鉆現(xiàn)象。最終保障了鉆探的成功進行。

（5）換徑鉆進的鉆進工藝。當孔內(nèi)鉆屑無法被順利排除的時候，需要及時更換鉆頭進行鉆進，此時需要密切注意泵壓，當各參數(shù)穩(wěn)定而泵壓突然降低的時候，需要立即檢查鉆具，如若鉆具、鉆桿或是接箍出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，必須立即更換，以防止出現(xiàn)抱鉆、鉆桿扭斷等事故的發(fā)生。

3.2鉆探施工技術要點

（1）防止抱鉆。在鉆探工程中，抱鉆是一個較為嚴重的事故，當鉆進傾角較大，地層結構比較破碎的時候，鉆孔就容易發(fā)生坍塌掉塊等現(xiàn)象，于是容易發(fā)生抱鉆事故。根據(jù)本人工作經(jīng)驗，采取以下步驟可以有效避免該事故的發(fā)生。第一步，撈出內(nèi)管，先沖孔再加尺。此舉既可以防止鉆屑進入巖芯管，又可以防止因孔底巖粉積累過多而發(fā)生抱鉆事故。清掃干凈后，待工作面穩(wěn)定后，敲取內(nèi)管巖芯。第二步，下入內(nèi)管的時候速度要快，在內(nèi)管到位后，待各項參數(shù)穩(wěn)定后，再繼續(xù)鉆進，始終保持泥漿循環(huán)的通暢。另外，在特殊情況下，可以采取強拉硬頂?shù)姆绞剑瑢@具提離坍塌位置。

（2）鉆頭的使用。對于不同的鉆探地層，要配置使用適當?shù)你@頭，既可以防止發(fā)生孔內(nèi)事故，又可以節(jié)約鉆探費用。在每次提起下探鉆頭的時候，應該養(yǎng)成檢查鉆頭的好習慣，防止鉆頭因磨損嚴重而出現(xiàn)意外，確保鉆探工程的順利進行。

3.3鉆探施工注意事項

（1）撈砂事項。關注各參數(shù)的變化，一旦出現(xiàn)泵壓、電流等異常，立即提鉆；清掃孔洞時間不宜過長，應該迅速利索地完成；遵循排細撈粗原則，直至將孔內(nèi)沉沙打撈干凈，才可以繼續(xù)下一步工作。

（2）清理泥漿。及時使用新泥漿更換臟泥漿；確定攪拌新泥漿的責任人，一般定為當班班長，確保新泥漿攪拌均勻，以保證其質量。

（3）檢查內(nèi)管。鉆探人員必須細致檢查內(nèi)管，尤其是軸承的使用狀態(tài)，其次要及時清掃掉鉆屑，保障內(nèi)管的使用性能。

（4）關注細節(jié)。在工作中，堅持安全第一的原則，明確每一位人員的職責，班長負責日常工作的順利進行，機長負責技術管理工作，班組成員也要分工明確，做到每一個小的流程都有專門的執(zhí)行者和監(jiān)督者。比如，給鋼繩做記號都要明確到具體的個人。

（5）做好記錄。對工作現(xiàn)場的各項參數(shù)數(shù)值，突發(fā)情況、處理辦法、處理結果等，都要寫入工作日志，詳細記錄，這樣做，可以如實反映鉆機工作狀態(tài)，方便現(xiàn)場處理問題，方便總結工作經(jīng)驗。

4結論

現(xiàn)代化建設對鉆探工程的要求越來越高，面對日益增多的工作量，面對日漸增長的質量標準，作為鉆探工作人員，只有以基礎理論為指導，靈活運用鉆探技術，不斷積累工作經(jīng)驗，才能做好本職工作，才能更好地為我國的鉆探事業(yè)做出應有的貢獻。

參考文獻

[1]張金昌.地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用[J].探礦工程，2009（8）.

[2]楊躍明，王海濤.鉆探工程施工技術工藝分析[J].大科技，2012（9）.