新型環保地質鉆探技術測試及應用

郭翔

摘? ?要：在社會經濟發展過程中，環境污染、資源枯竭等問題逐漸凸顯，地質鉆探作為一種系統性的工作模式，通過鉆探機械設備與鉆探工藝獲得地表之下的巖芯，進而分析地層巖性特征，可以為工程設計施工以及礦產資源開采等提出可靠性的參數。與此同時，在鉆探過程中會引發不同程度的環境污染問題，為了解決此種問題，就需要探究合理的、新型環保的技術手段。基于此，本文主要對新型環保地質鉆探技術的測試及應用進行探索、分析。

關鍵詞：新型環保? 地質鉆探技術? 綠色節能

中圖分類號：TU195? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0038-02

地質鉆探是一項系統且復雜的工作，是使用純機械獲得地表以下真實巖土試驗樣品的最有效的手段，是一種驗證地質勘察理論以及推理、物理探測分析和礦產儲量估算等的重要方式。

1? 地質鉆探技術特點

地質鉆探的鉆進深度一般不會太大，常規的水文和工程地質孔深在十幾米到100m左右，通過簡單的鉆探法與輕便的鉆機進行施工作業。開展鉆探工作具有綜合性的作用，一個鉆孔不僅要分析地層的巖性、地質構造以及周邊的水文地質條件，還要進行土工試驗取樣、水文監測等相關工作，耗費時間較長。工程地質鉆探在鉆進方式、鉆孔的機構特征以及鉆進過程中要求嚴格。在工程開展中遇到各種復雜的環境均可以廣泛應用，不會受到地質條件等因素的影響與限制，可以直接地觀察巖芯與采樣，精度相對較高，勘察速度相對較快。地質鉆探或多或少都會對周邊地質環境產生一些影響。在鉆進過程中如果出現井噴或者孔壁坍塌等問題，會導致含油回注水進入到地下水含水層中，造成局部地下水污染，且鉆井泥漿、廢水以及廢氣等都會給周邊的生態環境造成不同程度的破壞。

2? 新型環保地質鉆探技術價值

在地質鉆探施工中可能會產生大量的有害氣體、廢石、廢物、以及粉塵、噪聲等，這些物質會導致不同程度的環境污染問題。產生的廢氣不僅會直接影響作業環境，嚴重的甚至會給鄰近的人類居住區等造成較為嚴重的影響，還會破壞動植物的生長環境，在一定程度上破壞周邊的生態平衡。在地質鉆探施工中產生的機械噪聲、柴油機中柴油不完全燃燒后排放出的廢氣、鉆孔作業產生的大量廢泥漿以及廢油液等等，這些物質都會給周邊的生態環境造成不良影響。其中潛在危害最大的就是一些有毒有害的氣體和物質，這些物質進入到水體、土體之后會導致水土以及大氣出現不同程度的污染，嚴重地影響了人類及其生物群體的健康。為了有效提升地質鉆探施工的環保性，就要對在地質鉆探施工產生的有害氣體、固體廢物及粉塵等有針對性的方式進行源頭控制，從根本上降低對環境產生的侵害與污染。通過地質鉆探環保技術手段，可以有效改善傳統施工的弊端，通過對各種有毒有害氣體的合理處置，并對一些可以回收的固體廢物進行二次回收利用，不僅僅是有效地控制了污染問題，也提升了自然資源的利用效率。對此，在各種新技術、新工藝、新材料的發展之下，地質鉆探必須要對其進行合理運用，保持綠色、環保的理念進行地質鉆探施工作業，為國家自然資源的開發與合理利用、生態環境的保護與優化發展工作奠定基礎。

3? 新型環保地質鉆探技術測試及應用

為了提升地質鉆探工藝的環保性、科學性，就要根據各地區探究適用的新型環保鉆探技術手段，要基于綠色環保理念，靈活采用各種新方法、新設備、新工藝。

3.1 金剛石繩索取芯鉆進技術

不同的鉆探工藝所使用的設備也是不同的。地質勘探中鉆探設備具有較為重要的作用，直接影響到勘探的精度與質量。建國初期，我國使用的鉆探設備以及基礎磨料存在有很多不足：污染大、安全系數低等，但是現在我國的鉆探設備在不斷地成熟、更新。國內技術專家通過大量的研究計算，不斷進行技術攻關，逐漸研制出工效較高、壽命較長的繩索取芯金剛石鉆頭，在不同地層中應用可以提升施工質量與效果。截止目前，金剛石繩索取芯鉆進技術逐漸成熟，應用區域也在逐漸擴大，有效地推動了地質勘探事業的綠色可持續發展。

3.2 液動潛孔錘鉆進技術

液動潛孔錘鉆進技術不僅可以有效地進行回轉式的鉆進，還可以進行沖擊鉆進，將這兩種方式有效地融合，實現對巖石的破碎，可以有效地彌補鉆孔進尺不足等問題。在鉆井過程中可以通過泥漿泵提供能源，將其直接驅動組合利用鉆具中液動潛孔錘進行往復運動，不斷增加鉆頭沖擊荷載，進而在回轉剪切的作用之下，敲碎地層巖石。

3.3 新型節水鉆探技術

新型節水鉆探技術是一種綠色環保的技術手段，主要就是在干旱地區以及地層深部有水的地區中應用，在生產作業中無需接觸到孔壁，這樣就會有效地減少水資源浪費等問題，此種手段鉆探效率較高，具有節省水資源的優勢，合理地應用此種技術手段，可以有效地解決干旱地區水資源匱乏等問題，進而有效地減少了作業人員的工作強度，也在一定程度上避免了對周邊環境的污染。

3.4 水平對接井鉆進技術

此技術可以有效地提升鉆進速度，通過水平對接井鉆進技術可以降低在工程中占用的土地資源，具有環保的作用。在生產作業中要精準鉆進巖鹽層，也要實現在相互平行幾百米的距離中實現貫穿，施工難度相對較大。

3.5 多工藝空氣反循環鉆進技術

相對于普通的技術來說，此種技術可以提升工作效率與質量，進而降低成本投入，鉆孔質量良好，可以有效地在繩索鉆芯鉆探技術中拓展運用。利用空氣壓縮為潛孔錘鉆提供動力，提升鉆進工作質量，實現潛孔錘的往復作業，通過廢氣將巖屑帶出地表，此種方式在不同地層中的鉆進方式也具有一定的差異性。液壓動力頭鉆進在應用中主要就是采用單通道動力頭和雙通道動力頭，不斷壓縮空氣的方式將其送到雙壁鉆桿環狀間隙中，在循環氣動潛孔的反驅動作用之下，利用鉆頭底部通過內管中空通道返回地表，實現反循環的鉆進工作。

3.6 新型鉆探技術裝備

在不久的將來，新型鉆探裝備的研制成果會不斷成熟，根據國家對環境保護的新要求，國內在鉆探技術裝備研發中獲得一定的成功，現階段，在超深井鉆探技術、海域天然氣水合物開采技術中綜合應用水平井施工、多介質反循環鉆探技術、定向對接連通井技術是新興手段，可以有效地解決世界海域天然氣水合物開采中存在的關鍵性問題。

4? 結語

人類與自然之間，資源節約與環境保護是永恒的話題。分析地質鉆探技術，了解地質鉆探特征，采用新型環保技術手段，可以有效地減少鉆探引起的污染問題，為綠色鉆探的開展提供了技術支撐，為人類的可持續發展貢獻更大的力量。

參考文獻

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