翟常修
(新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七0四隊 哈密 839000)
隨著我國經濟的不斷發展,各個領域上的進步,鉆探工程在原有的基礎之上也得到了很大程度上的改良與發展。我們通常所說的鉆探工藝的必要施工方法,其組成由鉆頭、鉆機以及鋼管等等,在鉆機的帶動之下,將軸心壓力傳入到地層處進行破碎施工,直至達到應有的目的。根據項目所在地不同的自然地理環境,那么在進行鉆探工程的過程中就需要選用正確的施工技術,這樣才能更好的確保其施工質量,提升地質勘探的水平與效果。
通常情況下,鉆探設備是由鉆桿、鋼管、鉆頭以及沖洗液組成的,以下就對這些設備進行詳細的講述:
該設備在實際工程之中的材質基本上為鋼材,而管的橫截面形狀為圓形,一般情況下每根鉆桿的長度在4.5~6.0m,其橫截面半徑維持在40~50mm。鉆桿的作用就是為了帶動鉆頭的運動,通常情況下將鉆桿的連接方式分為兩種,即焊接與螺紋絲扣連接。
鋼管俗稱套管等,有著不同的名稱,但都是指一種東西,它主要能夠起到支撐護鉆孔壁的作用,能夠有效防止孔洞內部發生坍塌等問題。
根據實際工程的不同需要,以及巖石硬度的不同,在鉆探不同區域的過程中我們就需要采用不同類型的鉆頭,而鉆頭類型有金剛石、硬質合金以及鋼粒三種類型,不同的鉆頭則適用于不同堅硬程度的地層。如金剛石是在對最堅硬巖層進行施工的過程中采用的,并且現階段,由于金剛石的獨特性,金剛石鉆頭被人廣泛利用,在實際工程中選用該鉆頭有著鉆進速度快、鉆孔光滑、安全可靠等諸多優點,其在鉆探工作中的特殊地位是不可動搖的。
在實際工作的過程中,由于項目的特殊性,通常情況下所采用的沖洗液也有著不同的配方,一般情況下根據不同地層可配用不同的配方,即適用于完整灰巖地層;流沙、鵝卵石地層;泥巖地層以及適用于粉砂巖地層的配方等等。
在鉆探施工的過程中,一般采用的鉆探方法有回轉鉆探、沖擊鉆探、振動鉆探等,以下對這幾種方式進行分別介紹。
當采用該方式進行鉆探工作的過程中,如鉆頭已經進入環狀鉆進模式時,則可以對巖芯進行提取,這樣非常方便勘察取樣工作的開展;如果鉆頭已經進入全面鉆進模式,那么通常其鉆進軌道為螺旋曲線狀,那么就不需要對巖芯進行提取。
這種鉆探方式通常情況下適用于比較堅硬的巖層或土層,在巖石層中進行鉆探工作,則可以采用孔底全面沖擊鉆進的施工方法,提升施工速率;而在一些較為堅硬的土層之中,則應該在鉆機沖擊力的影響下,采用鉆頭刃口切削的方式慢慢的進行鉆探。
振動鉆探的方式一般適用于對于鉆探深度沒有較高要求的土層,主要是用于土壤顆粒比較小的土層,這種鉆探方式的最主要的優點就是工作效率高、施工方便、操作較為簡單。
由于地層有著不同的特殊性,所以在進行上部地層鉆探施工的過程中,應盡量避免在地層空洞區進行鉆探,而應讓鋼管深入到巖石層中,這樣能夠大大避免鋼管在工作的過程中發生整體性破壞等問題,當工程需要時,還可以采用下兩路鋼管的施工工藝。
在這類的孔壁中開展鉆探工作應對鉆探速度、鉆探壓力進行有效控制,降低鉆壓。同時還應該配置符合鉆探工作要求的沖洗液,做好孔壁的沖洗工作,從最大程度上保障孔壁的穩定性,等到孔壁參數穩定之后,再進行繼續鉆探工作,如果遇到孔洞內部坍塌情況較為嚴重時,則必須立即采取措施更換鉆探設備等。
當在地層傾角比較大的區域進行鉆探工作時,一旦操作不當很有可能發生坍塌等問題,由此我們在施工的過程中首先應該確保全孔灌漿,通過這種方式將臟泥漿換成新泥漿,其次就是要對鉆進的系數進行有效控制,保障鉆速適中,從而避免抱鉆等問題的出現。
在施工的過程中,應采用有效措施避免抱鉆問題的發生。當鉆入擁有較大傾斜角時,非常容易使得周圍底層結構發生破碎問題,在這種情況下鉆孔非常容易產生坍塌現象而導致飽鉆,為了避免這種問題可采取以下幾點措施:首先要撈出內管,并沖孔再加尺;其次就是要適當提升下入內管的速度,內管到達指定位置并各項參數穩定后,才能再次開展鉆探工作,在操作的過程中要確保泥漿循環的通暢性。但是在有需要的情況下,依然可以采用強拉硬頂等方法將鉆具提升到坍塌位置。
隨著現代技術的不斷發展以及人們需求的不斷增加,對鉆探工程提出了更高的要求,使得鉆探工作的難度與工作量不斷提升。面對這一現狀,有關人員應扎實理論功底,積累實踐經驗,從實踐之中發現問題、思考問題、解決問題,更加積極的做好本職工作,為我國的鉆探事業貢獻出自己的一份力。