淺談地質(zhì)巖心鉆探中空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

高啟貴，翁少海，舒智，鐘倫發(fā)，李海坤

（四川冶金地質(zhì)勘查局606地質(zhì)大隊(duì)，四川 成都 611730）

地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)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(zhì)勘查和尋找其他資源最重要的技術(shù)手段之一，有著無(wú)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(zhì)勘查體制的變革和地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)發(fā)展不相適應(yīng)，嚴(yán)重影響到地質(zhì)調(diào)查和資源勘探工作。其次在我國(guó)眾多地質(zhì)勘探工作中發(fā)現(xiàn)空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用有著很大的缺陷。體系不夠完善，配套設(shè)備不足，前期投入大等問(wèn)題導(dǎo)致該技術(shù)并未得到廣泛的應(yīng)用。總體來(lái)看，投入與回報(bào)是成正比的，從地質(zhì)勘探效益與該技術(shù)的聯(lián)系中可以看出我國(guó)的鉆探工作承受了巨大的損失。但隨著我國(guó)綜合實(shí)力的迅速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的飛躍，地質(zhì)勘探的需求明顯增加。如果不能充分的利用該技術(shù)，那么不僅僅是經(jīng)濟(jì)的損失，更會(huì)使我國(guó)在勘探業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后國(guó)際水平[1-3]。

1 空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)概述

該技術(shù)曾是重點(diǎn)科研項(xiàng)目，由很多高校和相關(guān)生產(chǎn)研究單位聯(lián)合進(jìn)行。更是在不同環(huán)境和大量試驗(yàn)后的總結(jié)。但在現(xiàn)今應(yīng)用中卻比較少見(jiàn)，主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)的出現(xiàn)時(shí)間恰恰是地質(zhì)鉆探應(yīng)用少的時(shí)期。不但如此，更因?yàn)槌跗谕度氪螅牧看螅厥站S修費(fèi)用大而擱淺。可以說(shuō)是生不逢時(shí)，但在實(shí)際操作中卻仍然具有很大的操作性和應(yīng)用價(jià)值。

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

2 推廣空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

盡管該項(xiàng)技術(shù)的投入大，但卻掩蓋不住優(yōu)勢(shì)的存在。如果使用得當(dāng)，充分發(fā)揮好優(yōu)勢(shì)那么勢(shì)必會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。例如對(duì)一些缺乏水資源或供水困難的地區(qū)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)可以很好的處理復(fù)雜地層和脆弱的地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)的技術(shù)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(shè)質(zhì)量得不到保障、各項(xiàng)成本巨大等難題對(duì)空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)而言都是可以很大程度上規(guī)避的。

不僅有著經(jīng)濟(jì)效益，還有著巨大的社會(huì)效益。空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用在規(guī)避工程風(fēng)險(xiǎn)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(zhì)量。在利用效率層面來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用勢(shì)必會(huì)帶來(lái)與之相關(guān)的行業(yè)的一次巨大的革新。行業(yè)技術(shù)能力、資源利用效率、勞動(dòng)生產(chǎn)率都能夠得到很大程度的提高[4]。

而社會(huì)總體效率的提高，勢(shì)必會(huì)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(shù)。其次縮短建設(shè)工期，從而減少工程成本，提高該行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，使我國(guó)地質(zhì)巖心鉆探更加具有活力和創(chuàng)造力，提高在國(guó)際勘探市場(chǎng)的話(huà)語(yǔ)權(quán)。

3 影響空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展的因素

（1）在空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的發(fā)展中，具有強(qiáng)大動(dòng)力的空壓機(jī)是重中之重。空壓機(jī)簡(jiǎn)言之就是空氣壓縮機(jī)，是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能的設(shè)備。所以工作人員要嚴(yán)于律己，充分發(fā)揮好空壓機(jī)的能效。如此相關(guān)人員才能充分掌握空壓機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)而提高對(duì)增壓設(shè)施的研究和優(yōu)化。而空壓機(jī)的選擇又與空氣泡沫的排量和供液情況有關(guān)。只有這樣才能充分保證地質(zhì)巖心鉆探的效率，確保鉆進(jìn)速度，保證地質(zhì)巖心鉆探工作的保質(zhì)保量。所以對(duì)空壓機(jī)的選擇和使用就尤為重要。

（2）其次，泡沫劑的科學(xué)配置也是很重要的，如果把空壓機(jī)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(guò)大量的實(shí)踐研究證明，泡沫劑科學(xué)的配置能夠確保空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)在地質(zhì)巖心鉆探的應(yīng)用。運(yùn)用泡沫劑，首先就需要學(xué)會(huì)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(yùn)用。針對(duì)空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在選擇泡沫劑時(shí)要注意穩(wěn)定性和水溶性的比率。在使用中也要結(jié)合實(shí)際操作要求，保證管路的運(yùn)行。

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

更要在實(shí)際操作中，具體問(wèn)題，具體分析，根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征來(lái)進(jìn)行操作。比如地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，就需要合理控制空壓機(jī)，不斷調(diào)整轉(zhuǎn)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(jìn)技術(shù)的重要性

國(guó)際上空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)已經(jīng)極其發(fā)達(dá)，已經(jīng)在不同的環(huán)境中有著其獨(dú)特的應(yīng)對(duì)方法機(jī)制，主要表現(xiàn)在鉆機(jī)、空壓機(jī)等輔助性設(shè)備。因此在國(guó)外商業(yè)性地質(zhì)勘查已漸趨發(fā)達(dá)。這就要求我國(guó)提升空氣泡沫鉆進(jìn)的技術(shù)水平。

并且在地質(zhì)巖心鉆探中，空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)在實(shí)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(jìn)技術(shù)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(hù)的綠色理念。近年來(lái)國(guó)家越發(fā)的重視生態(tài)保護(hù)，而在大多人卻有著地質(zhì)巖心鉆探會(huì)破壞環(huán)境的思維定勢(shì)。

其實(shí)不然，如果工作人員在實(shí)際操作中能夠結(jié)合地質(zhì)環(huán)境情況，不斷改進(jìn)方法，就能夠有效保證不破壞生態(tài)脆弱環(huán)境，進(jìn)而確保地質(zhì)巖心鉆探工作與保護(hù)環(huán)境的有效結(jié)合。

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

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述通過(guò)選擇正確的空壓機(jī)，合理配置泡沫劑以及控制轉(zhuǎn)速可以很有效的幫助空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)在地質(zhì)巖心鉆探中的應(yīng)用，還可以很有效的幫助技術(shù)人員掌握空氣泡沫鉆進(jìn)的核心技術(shù)，從而提升工作效率。在實(shí)際操作中才能有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，減少因操作失誤問(wèn)題而造成的孔內(nèi)事故。

外國(guó)的空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)已經(jīng)研發(fā)并應(yīng)用了40多年，已經(jīng)可以應(yīng)用在各種復(fù)雜環(huán)境和操作困難的地質(zhì)環(huán)境中，我國(guó)的空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)卻因?yàn)楦鞣N因素發(fā)展緩慢。這就要求我國(guó)空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)在今后的發(fā)展應(yīng)用中要更多的與我國(guó)最新技術(shù)成果相結(jié)合，要積極主動(dòng)的參與國(guó)際交流，引進(jìn)學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)方法，另一方面要優(yōu)化體制，響應(yīng)“去產(chǎn)能，調(diào)結(jié)構(gòu)”的政策方針。在工作中為地質(zhì)巖心鉆探提供更加有效的方法設(shè)備。