淺談巖心鉆探施工工藝方面新技術(shù)的應(yīng)用思路

陸宏健

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

1 鉆探技術(shù)的概括及應(yīng)用情況

在從前的巖心鉆探工作當(dāng)中，施工鉆孔的角度約在75°～90°之間，而這樣的角度對(duì)于坡度比較大的地區(qū)來說，可以使得鉆孔布防的密度增大，與其鉆孔的深度也會(huì)有所增加。在當(dāng)下，我國(guó)大量的鉆探工作量增加的非常大，這就使鉆探施工的成本被迫增加了許多。今天市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)，地質(zhì)勘探方面的技術(shù)已經(jīng)不只是技術(shù)方面的困難，隨之而來的是投資資金上面的有限。如果想要地質(zhì)勘探工作能夠得到更好的發(fā)展而在行業(yè)立足，那就必須深刻的認(rèn)識(shí)到如何才能保證巖心鉆探技術(shù)在施工的進(jìn)度和質(zhì)量之下，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目的利益最大化[1]。對(duì)于這個(gè)難點(diǎn)，我們可以嘗試著通過改變礦區(qū)巖礦層的傾角，降低鉆探的工作量，以此來減少生產(chǎn)資金的投入，在能夠保證施工質(zhì)量的前提之下，盡量的縮短施工周期，使項(xiàng)目可以獲得最大的利益。

在20世紀(jì)90年代地質(zhì)礦產(chǎn)勘探任務(wù)隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)下有著很大的調(diào)整，開始逐漸側(cè)重于緊缺和稀有貴礦重點(diǎn)勘探，鉆探質(zhì)量的要求也是越來越高，而這時(shí)的技術(shù)也有了明顯的進(jìn)步，如金剛石鉆進(jìn)，繩索取心與沖擊回轉(zhuǎn)鉆成為了常規(guī)鉆探技術(shù)；多工藝空氣鉆進(jìn)、高精度定向挖空技術(shù)成功的應(yīng)用，我們還研究開發(fā)了非開挖鋪設(shè)地下管線的技術(shù)；微機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)在鉆探生產(chǎn)中取得了很大的成效，科學(xué)鉆探已經(jīng)起步。這為我國(guó)后期的巖心鉆探技術(shù)提供了基礎(chǔ)[2]。

2 巖心鉆探技術(shù)施工中新工藝應(yīng)用的意義

從我國(guó)巖心鉆探工作中可以看出來，如果采用硬質(zhì)合金材料，往往會(huì)消耗很大，這樣就會(huì)造成浪費(fèi)資源的現(xiàn)象。因此，在實(shí)際的鉆探施工工作當(dāng)中，工作人員應(yīng)該加大對(duì)巖心鉆探施工技術(shù)中新工藝應(yīng)用的重視。在新工藝應(yīng)用的過程之中，相關(guān)人員要采用合適的鉆頭。而且在對(duì)具體的施工工作當(dāng)中，要進(jìn)行詳細(xì)的分析，如果進(jìn)行掃巖心就會(huì)加大鉆頭的損壞現(xiàn)象。因此，在鉆探工作的過程中，應(yīng)用新工藝和新方法，能夠相應(yīng)的減少掃孔現(xiàn)象的發(fā)生。

2.1 技術(shù)的先進(jìn)性和意義

不提鉆換鉆頭技術(shù)的先進(jìn)性在于，它可以擺脫掉原本換鉆頭的作業(yè)方式，而是靠鋼繩實(shí)現(xiàn)鉆頭升降，不再需要下鉆就可以更換，從孔內(nèi)帶到地表，或者從地表投放到鉆孔里面，這將大大縮減了鉆進(jìn)輔助作業(yè)的內(nèi)容，它的意義主要在于以下四點(diǎn)：①這有利于保護(hù)孔壁，防止鉆孔彎曲；②可以及時(shí)的掌握孔底鉆頭的工作情況還有磨損情況。使鉆頭能夠及時(shí)的適應(yīng)地層，以此來達(dá)到提高效率和降低鉆頭成本的目的。③不需要特別要求鉆頭的高壽命，因此有利于不同形式金剛石鉆頭的加工和制作，甚至可以使用合成鉆頭，來避免頻繁起下鉆；④增加了純鉆時(shí)間，并且大幅度的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了施工條件和鉆探設(shè)備的工作狀態(tài)。

2.2 鉆探技術(shù)狀況和趨勢(shì)

目前繩索取心和反循環(huán)取心鉆進(jìn)技術(shù)仍屬于不提鉆取心范圍。這兩種技術(shù)也可以大大減少鉆探輔助時(shí)間并且提高了鉆探的效率。但是，為了檢查或者更換鉆頭，地下鉆進(jìn)作業(yè)仍然不能夠避免在勘探深度的不斷增加下，巖層更加的復(fù)雜，下鉆工序已經(jīng)成為了影響純鉆時(shí)間的突出環(huán)節(jié)，而且往往是這個(gè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問題而影響工作進(jìn)度帶來不好的影響。

在我看來不提鉆換鉆頭技術(shù)的實(shí)質(zhì)，其實(shí)就是不需要升降鉆桿工序這一項(xiàng)環(huán)節(jié)，反而是借助于特殊結(jié)構(gòu)的鉆具在地表更換服役鉆頭。在這其中大多數(shù)都具備工業(yè)前景的技術(shù)方案，都是通過轉(zhuǎn)變工序來將鉆頭提升至地表之上，之后再檢查或者更換之后再?gòu)你@桿柱內(nèi)投放到孔底。當(dāng)下，許多國(guó)家都不惜投入大量的人力、物力以及財(cái)力還有時(shí)間，進(jìn)行研究不提鉆的研究實(shí)驗(yàn)，新的探索和創(chuàng)新正在不斷的進(jìn)行中。

3 巖心鉆探施工中的難點(diǎn)

因?yàn)槲覈?guó)國(guó)土的面積很大，而且很多地區(qū)的地質(zhì)條件也不盡相同，所以在不同的地質(zhì)條件下，鉆探設(shè)備和鉆探方式的選擇上也需要進(jìn)行探索和比較，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來選擇合適的鉆探方式和設(shè)備。比如金剛鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、矛式硬合金鉆頭等等多種鉆進(jìn)方式。目前，由于我國(guó)的鉆探技術(shù)還不是非常的成熟，仍然存在著很多的施工難點(diǎn)，這對(duì)地質(zhì)勘探的工作帶來很多不必要的困難，主要表現(xiàn)為：①地表土層上的堆積物比較多，有許多的風(fēng)化層和殘破堆積物，厚度還比較大，一般在高于5cm低于20cm。而且因?yàn)閹r層破碎和巖痕的情況比較的嚴(yán)重，這使高嶺土化和綠泥石化現(xiàn)象發(fā)生，這讓該地區(qū)的土質(zhì)變得比較稀松。在地質(zhì)勘探的施工過程之中，開孔的過程中很容易造成坍塌，對(duì)巖石鉆探施工的工作中造成了很大的影響。②由于大多數(shù)礦區(qū)巖層存在著碳質(zhì)板巖，遇到水之后很容易就變得松散，孔壁也嚴(yán)重坍塌，這就大大的增加了護(hù)壁的難度，很容易就會(huì)出現(xiàn)斷鉆的情況，這很大程度了加大了施工中的工作難度，還嚴(yán)重威脅了施工人員的生命安全。而且這不僅延長(zhǎng)了工期長(zhǎng)度，還增加了工程預(yù)算，無法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的利益最大化。③在對(duì)地表進(jìn)行鉆探的工作中，常常會(huì)出現(xiàn)泥巖、頁(yè)巖等主要地質(zhì)成分，這些成分在與地下水相融合之后會(huì)出現(xiàn)膨脹情況的出現(xiàn)，這使導(dǎo)致坍塌的主要原因之一，如果同時(shí)出現(xiàn)了凝灰?guī)r、火山巖等成分的產(chǎn)生，與地表水相結(jié)合會(huì)形成硅化石英巖，出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，這會(huì)加大鉆頭的磨損程度，鉆頭的使用壽命也會(huì)相應(yīng)變短，鉆進(jìn)的效率也會(huì)相應(yīng)下降。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)鉆探技術(shù)的不斷發(fā)展之下，各種鉆探技術(shù)已經(jīng)不斷的完善，并被廣泛的應(yīng)用。但是這些技術(shù)還與當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)的技術(shù)在水平上還存在著很大的差異，在鉆探工作的施工中仍然還存在著很大的問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。所以我們必須培養(yǎng)更多的專業(yè)人才來不斷研究開發(fā)心的施工技術(shù)以及更好的設(shè)備來解決勞動(dòng)力困難等問題，我們應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到在鉆探施工過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，選用合理的鉆頭并且做好護(hù)壁工作，來保證地質(zhì)勘探工作的順利完成。