淺談高海拔地區鉆探設備及工藝的適應性

趙旭東（山東省地質測繪院，濟南 250000）

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淺談高海拔地區鉆探設備及工藝的適應性

趙旭東
（山東省地質測繪院，濟南 250000）

摘 要：隨著西部找礦事業的發展，高海拔地區鉆探技術的廣泛應用，選擇合理的鉆探設備及工藝的適應性，尤為重要。

關鍵詞：高海拔；鉆探；工藝；適應性

0　引言

近年來，隨著西部大開發策略實施的不斷加大，在我國西部等高海拔地區地質找礦任務越來越多，鉆探找礦手段應用也非常多，高海拔鉆探取樣在地質勘探中的作用被人們越來越重視，鉆探工作顯得尤為重要，和常規鉆探相比也具有較高的難度。實踐表明，在高海拔區域鉆探工作受自身設備條件、工藝技術、地層巖性特征、地理區域、氣候因素以及人的生理等影響很大，需要根據具體情況、因地制宜，進行分析，選擇合理的鉆探設備，制訂切實可行的工藝技術措施，以適應高海拔地區的作業環境。

1　現狀分析

按權威數據記載， 高海拔為1500-3500米，在這個高度，很多人都能夠適應； 超高海拔為3500-5500米，根據個體的差異性決定能否適應； 極高海拔5500米以上。很難適應。

1.1高海拔的地域條件決定了它獨特的施工特點

（1）一般嚴寒、缺水，生活環境比較惡劣，冬季時間長，氣候多變，并且工期多數比較短，西部高海拔地區一般5月初開始解凍，10月初開始復凍，有些地區即使夏季溫度有時也會在0℃以下，施工條件比較惡劣；不確定因素多，表現在天氣變化無常，車輛拋錨等因素導致鉆探設備運輸比較困難；

（2）東部低海拔的空氣含氧量較高，而高原的空氣含氧量極低。為保持人體生理的需要，肺部和呼吸只有非常努力工作，才能獲取充足的氧氣，大部分人適應這樣的環境氣候很困難。

1.2高海拔地區地質條件復雜，一般多年凍土、地下水、冰丘、熱融坍、融凍泥流等許多不良地質現象，導致鉆探的難點也很多

（1）有些深部地層，可鉆性差，研磨性強，鉆進速度非常慢。井底沉砂容易造成鉆進障礙。超深井起鉆下鉆時間長、鉆進過程中容易遇到中風化、強風化等巖石層造成鉆桿偏移，并且鉆井液密度高等都會嚴重影響工作效率。

（2）儲層段溶洞發育，巖性裂縫、呈網狀分布，溶洞、溶孔與裂縫連通，巖性破碎的話、成完整柱狀性的巖心極差。鉆進時困難，位移偏差等不利于形成巖心，易造成磨心，易造成巖心出筒困難。收獲率差。同時同一井段可能包括壓力梯度相差非常大的地層會造成井下發生坍塌、埋桿、縮徑、漏失等復雜事件，難免影響到正常鉆進。

（3）由于高原的白天和夜間溫差非常大，凍土層經過低溫高溫等不同溫度變化影響行成“泥沼”，使機架不穩定；在該層段施工，在鉆桿回轉中的攪動產生的溫度升高使凍土融化，塌孔，孔徑變大、阻卡、等各種事故發生。

2　鉆探設備及工藝的適應性

高海拔地區其常規的鉆探設備如空氣壓縮機、內燃動力機等在超過了一定高度后，其技術性能不能達到正常值，無法發揮其正常的功率作用。由于高海拔地區地表溫度低，有些地區年吸收熱量小于年放出熱量，形成多年凍土層，對鉆探工作產生很大負面影響。因此研究其在高海拔地區設備及工藝的適應性，提高我國高海拔地區鉆探的生產水平，在以下幾方面開展工作。

（1）設備的選用時， 設備工具的選擇應根據所鉆井眼尺寸及要求選擇相應尺寸的設備工具，根據不同地層選擇對應的鉆頭，優選研磨性強的、鉆速較高的鉆頭。井身質量和鉆井液性能符合設計要求，井眼順通，井壁穩定，地層穩定等復雜情況。

（2）控制鉆進速度，嚴禁快鉆、猛鉆、保持一個穩定持續的速度鉆進。下鉆中途要分段循環，以減少鉆井液的靜切力，利于開泵。以防止鉆到底開泵時泵壓非常高、憋漏地層或開泵困難，應該保持輕壓慢轉，深井地層一般較硬，慢鉆速，有助于工具的穩定性，然后再逐漸調整到設計鉆進參數。在允許鉆壓和轉速范圍內調整優選最佳鉆速的鉆壓和轉速；根據鉆時、泵壓、扭矩變化、巖性變化、振動篩出砂情況綜合分析判斷井下情況，以便正確處理井下復雜情況。

（3）機械運輸時要注意高原地區受天氣的影響、地形的影響、缺氧的影響等，給設備搬遷移動造成極大困難。多年來根據地形條件的復雜性探索出現在的取心絞車牽引法、繩索施工、裝載車運輸和小型機械運輸配合等方法來提高運輸效率。

（4）由于高海拔地區氣候因素、地溫低，溫差較大，巖層不穩定等特點選取適合的鉆進添加劑，在常溫下溶解度很小，當受到高原地區氣候影響，其溶解度更小，鉆井液會產生絮凝現象，導致鉆井液流動性下降，粘度增加，攜粉能力下降，有些嚴重地區會發生凍鉆及冰凌埋鉆，所以對沖洗液的要求極高。適當可采取在施工前在合適的地方先加熱高分子聚合物，并事先研制成一定調配比例的預置液，改善低溫條件下泥漿流變性。在鉆井液中加入5%NaCl和一定比例乙二醇來降低鉆井液凝固點，穩定鉆井液的流變性，解決鉆井液的絮凝問題，并在一定程度上緩解凍鉆問題，延長冰凌產生所需的時間，降低鉆進難度。

（5）松軟地層鉆探時，地層中夾雜各種巖層的礫石、砂礫等大小不一的硬碎石，這樣的話孔壁應該有足夠大的間隙，使大顆粒的碎石和砂礫塊隨泥漿液排出。還要防止繩索取心鉆進破碎巖層中巖心堵塞問題，鉆孔偏斜等問題的發生。

（6）人的生理適應性，在低海拔環境下的人一般在海拔2500米以下感覺很正常，沒有明顯反應。但是因為高海拔地區氣壓低，空氣中含氧量少，因此，因供氧不足人們常會出現頭疼、呼吸困難、乏累、疲倦等高原反應。如果在施工作業時劇烈運動，更會出現嘔吐等不良癥狀，高原上鉆探作業需要長時間在這樣的環境下進行高強度勞作，做好后勤工作很重要，要把施工生產材料、物資的采購等進行周密的計劃，備足各種應急需要的器材。

3　結束語

通過實踐，筆者得出，研究高海拔地區鉆探設備及工藝的適應性，給地質勘探工作者在野外的實際工作中帶來極大的便利.省時、省力，達到了事半功倍的效果。它在地質勘探方面的應用，將對于高海拔地區的鉆探工作帶來長期影響。

參考文獻：

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［2］李雪峰.淺談鉆探設備管理［J］.黃金，2006.

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.021