淺談地質巖心鉆探中空氣泡沫鉆進技術的應用

高啟貴，翁少海，舒智，鐘倫發(fā)，李海坤

（四川冶金地質勘查局606地質大隊，四川 成都 611730）

地質巖心鉆探技術涉及范圍非常廣泛，例如在煤炭地礦、有色冶金、核工業(yè)、化工業(yè)等各工業(yè)方面，是地質勘查和尋找其他資源最重要的技術手段之一，有著無與倫比的重要地位。而隨著發(fā)展的深入，工作中的一些內(nèi)容已經(jīng)與地質勘查體制的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。其次在我國眾多地質勘探工作中發(fā)現(xiàn)空氣泡沫鉆進技術的應用有著很大的缺陷。體系不夠完善，配套設備不足，前期投入大等問題導致該技術并未得到廣泛的應用?？傮w來看，投入與回報是成正比的，從地質勘探效益與該技術的聯(lián)系中可以看出我國的鉆探工作承受了巨大的損失。但隨著我國綜合實力的迅速發(fā)展和經(jīng)濟的飛躍，地質勘探的需求明顯增加。如果不能充分的利用該技術，那么不僅僅是經(jīng)濟的損失，更會使我國在勘探業(yè)遠遠落后國際水平[1-3]。

1 空氣泡沫鉆進技術概述

該技術曾是重點科研項目，由很多高校和相關生產(chǎn)研究單位聯(lián)合進行。更是在不同環(huán)境和大量試驗后的總結。但在現(xiàn)今應用中卻比較少見，主要是因為該技術的出現(xiàn)時間恰恰是地質鉆探應用少的時期。不但如此，更因為初期投入大，耗量大，回收維修費用大而擱淺?？梢哉f是生不逢時，但在實際操作中卻仍然具有很大的操作性和應用價值。

與一般的鉆探技術作比較，在很多方面上的優(yōu)勢也更加明顯。例如平均鉆速高、受磨損程度低，使用壽命長、防傾斜效果明顯等優(yōu)勢。

2 推廣空氣泡沫鉆進技術的社會經(jīng)濟效益

盡管該項技術的投入大，但卻掩蓋不住優(yōu)勢的存在。如果使用得當，充分發(fā)揮好優(yōu)勢那么勢必會取得良好的經(jīng)濟效益。例如對一些缺乏水資源或供水困難的地區(qū)來說，該技術可以很好的處理復雜地層和脆弱的地質環(huán)境帶來的技術難題。在這種環(huán)境中各種施工都是極其不方便的，人工投入巨大、資源利用效率低下、工程建設質量得不到保障、各項成本巨大等難題對空氣泡沫鉆進技術而言都是可以很大程度上規(guī)避的。

不僅有著經(jīng)濟效益，還有著巨大的社會效益。空氣泡沫鉆進技術的廣泛應用在規(guī)避工程風險上也有著舉足輕重的作用，可以最大程度的減少不安定因素，從而保障工程質量。在利用效率層面來看，這項技術的廣泛應用勢必會帶來與之相關的行業(yè)的一次巨大的革新。行業(yè)技術能力、資源利用效率、勞動生產(chǎn)率都能夠得到很大程度的提高[4]。

而社會總體效率的提高，勢必會倒逼行業(yè)總體水平的發(fā)展，從而催生出更加完善的技術。其次縮短建設工期，從而減少工程成本，提高該行業(yè)的競爭力，使我國地質巖心鉆探更加具有活力和創(chuàng)造力，提高在國際勘探市場的話語權。

3 影響空氣泡沫鉆進技術的發(fā)展的因素

（1）在空氣泡沫鉆進技術的發(fā)展中，具有強大動力的空壓機是重中之重?？諌簷C簡言之就是空氣壓縮機，是一種將機械能轉化為空氣壓力能的設備。所以工作人員要嚴于律己，充分發(fā)揮好空壓機的能效。如此相關人員才能充分掌握空壓機的運行，進而提高對增壓設施的研究和優(yōu)化。而空壓機的選擇又與空氣泡沫的排量和供液情況有關。只有這樣才能充分保證地質巖心鉆探的效率，確保鉆進速度，保證地質巖心鉆探工作的保質保量。所以對空壓機的選擇和使用就尤為重要。

（2）其次，泡沫劑的科學配置也是很重要的，如果把空壓機比做心臟，那么泡沫劑就好比人體血液，重要性也不言而喻。通過大量的實踐研究證明，泡沫劑科學的配置能夠確?？諝馀菽@進技術在地質巖心鉆探的應用。運用泡沫劑，首先就需要學會選擇泡沫劑，這就要求工作人員掌握泡沫劑在不同條件下的不同運用。針對空氣泡沫鉆進技術的應用，在選擇泡沫劑時要注意穩(wěn)定性和水溶性的比率。在使用中也要結合實際操作要求，保證管路的運行。

（3）再次要合理控制轉速，如果轉速不穩(wěn)定，那么設備功率也勢必不穩(wěn)定，鉆具和鉆頭容易出現(xiàn)磨損，設備也會被泡沫劑所堵塞。從而出現(xiàn)破壞鉆桿鉆具，地質坍塌以及影響工作的情況。所以需要合理控制鉆具的轉速，提升鉆具鉆頭強度。

更要在實際操作中，具體問題，具體分析，根據(jù)不同地區(qū)的地質結構特征來進行操作。比如地質環(huán)境復雜，就需要合理控制空壓機，不斷調整轉速和泡沫劑的使用，才能保證工作效率，有效減少鉆探事故的發(fā)生。

4 空氣泡沫鉆進技術的重要性

國際上空氣泡沫鉆進技術已經(jīng)極其發(fā)達，已經(jīng)在不同的環(huán)境中有著其獨特的應對方法機制，主要表現(xiàn)在鉆機、空壓機等輔助性設備。因此在國外商業(yè)性地質勘查已漸趨發(fā)達。這就要求我國提升空氣泡沫鉆進的技術水平。

并且在地質巖心鉆探中，空氣泡沫鉆進技術在實際操作中也十分重要，眾所周知，鉆探工作的成本一般較高，而空氣泡沫鉆進技術在一定程度上可以降低鉆探成本，提升鉆探工作的操作效率，更能夠更好的貫徹生態(tài)保護的綠色理念。近年來國家越發(fā)的重視生態(tài)保護，而在大多人卻有著地質巖心鉆探會破壞環(huán)境的思維定勢。

其實不然，如果工作人員在實際操作中能夠結合地質環(huán)境情況，不斷改進方法，就能夠有效保證不破壞生態(tài)脆弱環(huán)境，進而確保地質巖心鉆探工作與保護環(huán)境的有效結合。

不僅如此，空氣泡沫鉆進技術還可以為工作人員提供大量準確無誤的數(shù)據(jù)，減輕工作人員的操作壓力，從而實現(xiàn)更好的技術操作效果。

5 結語

綜上所述通過選擇正確的空壓機，合理配置泡沫劑以及控制轉速可以很有效的幫助空氣泡沫鉆進技術在地質巖心鉆探中的應用，還可以很有效的幫助技術人員掌握空氣泡沫鉆進的核心技術，從而提升工作效率。在實際操作中才能有效規(guī)避風險，減少因操作失誤問題而造成的孔內(nèi)事故。

外國的空氣泡沫鉆進技術已經(jīng)研發(fā)并應用了40多年，已經(jīng)可以應用在各種復雜環(huán)境和操作困難的地質環(huán)境中，我國的空氣泡沫鉆進技術卻因為各種因素發(fā)展緩慢。這就要求我國空氣泡沫鉆進技術在今后的發(fā)展應用中要更多的與我國最新技術成果相結合，要積極主動的參與國際交流，引進學習先進的技術方法，另一方面要優(yōu)化體制，響應“去產(chǎn)能，調結構”的政策方針。在工作中為地質巖心鉆探提供更加有效的方法設備。