淺談巖心鉆探施工工藝方面新技術的應用思路

陸宏健

（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南 鄭州 450016）

1 鉆探技術的概括及應用情況

在從前的巖心鉆探工作當中，施工鉆孔的角度約在75°～90°之間，而這樣的角度對于坡度比較大的地區來說，可以使得鉆孔布防的密度增大，與其鉆孔的深度也會有所增加。在當下，我國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。今天市場經濟已經占據了主導，地質勘探方面的技術已經不只是技術方面的困難，隨之而來的是投資資金上面的有限。如果想要地質勘探工作能夠得到更好的發展而在行業立足，那就必須深刻的認識到如何才能保證巖心鉆探技術在施工的進度和質量之下，能夠實現項目的利益最大化[1]。對于這個難點，我們可以嘗試著通過改變礦區巖礦層的傾角，降低鉆探的工作量，以此來減少生產資金的投入，在能夠保證施工質量的前提之下，盡量的縮短施工周期，使項目可以獲得最大的利益。

在20世紀90年代地質礦產勘探任務隨著市場經濟驅動下有著很大的調整，開始逐漸側重于緊缺和稀有貴礦重點勘探，鉆探質量的要求也是越來越高，而這時的技術也有了明顯的進步，如金剛石鉆進，繩索取心與沖擊回轉鉆成為了常規鉆探技術；多工藝空氣鉆進、高精度定向挖空技術成功的應用，我們還研究開發了非開挖鋪設地下管線的技術；微機監測與控制系統在鉆探生產中取得了很大的成效，科學鉆探已經起步。這為我國后期的巖心鉆探技術提供了基礎[2]。

2 巖心鉆探技術施工中新工藝應用的意義

從我國巖心鉆探工作中可以看出來，如果采用硬質合金材料，往往會消耗很大，這樣就會造成浪費資源的現象。因此，在實際的鉆探施工工作當中，工作人員應該加大對巖心鉆探施工技術中新工藝應用的重視。在新工藝應用的過程之中，相關人員要采用合適的鉆頭。而且在對具體的施工工作當中，要進行詳細的分析，如果進行掃巖心就會加大鉆頭的損壞現象。因此，在鉆探工作的過程中，應用新工藝和新方法，能夠相應的減少掃孔現象的發生。

2.1 技術的先進性和意義

不提鉆換鉆頭技術的先進性在于，它可以擺脫掉原本換鉆頭的作業方式，而是靠鋼繩實現鉆頭升降，不再需要下鉆就可以更換，從孔內帶到地表，或者從地表投放到鉆孔里面，這將大大縮減了鉆進輔助作業的內容，它的意義主要在于以下四點：①這有利于保護孔壁，防止鉆孔彎曲；②可以及時的掌握孔底鉆頭的工作情況還有磨損情況。使鉆頭能夠及時的適應地層，以此來達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增加了純鉆時間，并且大幅度的減輕勞動強度，改善了施工條件和鉆探設備的工作狀態。

2.2 鉆探技術狀況和趨勢

目前繩索取心和反循環取心鉆進技術仍屬于不提鉆取心范圍。這兩種技術也可以大大減少鉆探輔助時間并且提高了鉆探的效率。但是，為了檢查或者更換鉆頭，地下鉆進作業仍然不能夠避免在勘探深度的不斷增加下，巖層更加的復雜，下鉆工序已經成為了影響純鉆時間的突出環節，而且往往是這個環節容易出現問題而影響工作進度帶來不好的影響。

在我看來不提鉆換鉆頭技術的實質，其實就是不需要升降鉆桿工序這一項環節，反而是借助于特殊結構的鉆具在地表更換服役鉆頭。在這其中大多數都具備工業前景的技術方案，都是通過轉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從鉆桿柱內投放到孔底。當下，許多國家都不惜投入大量的人力、物力以及財力還有時間，進行研究不提鉆的研究實驗，新的探索和創新正在不斷的進行中。

3 巖心鉆探施工中的難點

因為我國國土的面積很大，而且很多地區的地質條件也不盡相同，所以在不同的地質條件下，鉆探設備和鉆探方式的選擇上也需要進行探索和比較，一定要根據當地的實際情況來選擇合適的鉆探方式和設備。比如金剛鉆進、硬質合金鉆進、矛式硬合金鉆頭等等多種鉆進方式。目前，由于我國的鉆探技術還不是非常的成熟，仍然存在著很多的施工難點，這對地質勘探的工作帶來很多不必要的困難，主要表現為：①地表土層上的堆積物比較多，有許多的風化層和殘破堆積物，厚度還比較大，一般在高于5cm低于20cm。而且因為巖層破碎和巖痕的情況比較的嚴重，這使高嶺土化和綠泥石化現象發生，這讓該地區的土質變得比較稀松。在地質勘探的施工過程之中，開孔的過程中很容易造成坍塌，對巖石鉆探施工的工作中造成了很大的影響。②由于大多數礦區巖層存在著碳質板巖，遇到水之后很容易就變得松散，孔壁也嚴重坍塌，這就大大的增加了護壁的難度，很容易就會出現斷鉆的情況，這很大程度了加大了施工中的工作難度，還嚴重威脅了施工人員的生命安全。而且這不僅延長了工期長度，還增加了工程預算，無法實現項目的利益最大化。③在對地表進行鉆探的工作中，常常會出現泥巖、頁巖等主要地質成分，這些成分在與地下水相融合之后會出現膨脹情況的出現，這使導致坍塌的主要原因之一，如果同時出現了凝灰巖、火山巖等成分的產生，與地表水相結合會形成硅化石英巖，出現打滑的現象，這會加大鉆頭的磨損程度，鉆頭的使用壽命也會相應變短，鉆進的效率也會相應下降。

4 結語

在我國鉆探技術的不斷發展之下，各種鉆探技術已經不斷的完善，并被廣泛的應用。但是這些技術還與當今國際上最先進的技術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去解決。所以我們必須培養更多的專業人才來不斷研究開發心的施工技術以及更好的設備來解決勞動力困難等問題，我們應該清楚的認識到在鉆探施工過程的重點和難點，選用合理的鉆頭并且做好護壁工作，來保證地質勘探工作的順利完成。