地質鉆探施工的原則及質量控制探析

羅 希

（湖南省煤田地質局第六勘探隊，湖南 湘潭 411100）

在地質鉆探施工過程中，在各類因素的影響下容易發生孔內事故，進而影響鉆探施工效率。因此，必須加強質量控制，盡量避免孔內事故，促進鉆探效益的提升。由此可見，對地質鉆探施工質量控制要點進行深入研究迫在眉睫。

1 地質鉆探施工特點

在地質鉆探施工過程中，可采用普通硬質合金鉆進以及鐵砂鋼粒鉆進施工工藝，但是鉆探效率比較低，并且在硬巖鉆探中，容易發生質量或者安全問題。現如今，在地質鉆探中，推廣應用金剛石鉆進施工技術以及繩索取芯技術，可將二者進行有效融合，提升鉆探施工效率，保障地質鉆探經濟效益。

在地質鉆探中為了有效提升施工質量，首先需了解鉆探特點，在應用鉆機進行鉆探施工時，一般采用單機操作方式，另外，還需聯合應用鉆機、鉆具、發電機、泥漿泵等。在實際鉆探中，需將鉆塔作為基礎，一般可在鉆探施工場地上方搭設鉆塔，并與鉆機、卷揚機聯合應用，對卷揚機升降進行有效控制，確保滿足鉆探施工要求。

在地質鉆探中，區域的地層條件以及鉆探施工人員綜合素質、操作技術水平等均會對鉆探施工質量產生較大影響。這就要求對施工人員做好技術交底工作，合理預估鉆探施工各環節中可能會發生的質量問題以及安全事故，并制定針對性預防控制策略。

2 地質鉆探施工原則

在地質鉆探施工中，必須做好施工組織，對鉆探過程做好協調管理，尤其需注意確定鉆探施工方式以及施工原則。地質鉆探施工原則主要包括以下幾點：第一，先后順序施工原則。首先進行基本工程施工，然后再進行加密工程施工，在鉆探過程中，如果遇到0.5km～1km之間的地震網，則應注意確定鉆探初期范圍，并將其作為初期設計的重要基礎。如果做在鉆探過程中遇到1km～2km地震網，則要求對全區總體形態進行嚴格控制。第二，先疏后密施工原則。對于地質鉆探施工方案，要求將其劃分為多個施工步驟，在完成每期施工后，提交施工材料，結合實際情況對后續施工方案進行優化調整。在地震測線上進行鉆探施工時，必須充分發揮鉆孔的優勢，如果受到地面因素影響無法進行鉆探施工，則應對施工現場進行詳細勘察，重新選擇鉆孔。

3 地質鉆探施工前準備工作

（1）現場踏勘與技術交底。在地質鉆探施工前，首先需對施工現場進行詳細勘察，一般可采用現場踏勘方式，明確鉆探施工區域環境特征、供水情況、供電情況、交通條件等，確保鉆探設備能夠順利進場。另外，對于施工鉆探施工過程中的鉆探人員、施工參數記錄人員等，需做好技術交底工作，為施工人員提供完善的安全防護措施。

（2）強化鉆探機械設備質量管理。在地質鉆探施工中，需應用各種類型的鉆探機械設備，包括鉆桿、鉆機、泥漿泵等。在各類機械設備的采購以及安裝中，要求了解各類機械設備的使用性能，確保符合施工要求。另外，還需對機械設備進行質量檢查，在機械設備的使用過程中，加強養護管理以及維修管理，確保所有機械設備均能夠處于正常運行狀態，進而有效延長鉆探機械設備的使用壽命。

（3） 加強鉆探施工人員教育培訓。在地質鉆探施工中，鉆探施工人員操作技能對于施工質量的影響較大，對此，應組織施工人員進行專業培訓教育，使其能夠掌握先進的鉆探施工工藝，明確各類鉆探設備的使用方式。另外，還需對施工過程中可能會發生的質量問題以及安全問題進行分析，對鉆探施工人員加強安全教育，提升鉆探施工人員質量控制意識以及質量控制意識，嚴格規范鉆探施工操作。除此以外，還應鼓勵鉆探施工人員積極學習先進的鉆探技術，了解新型鉆探設備的使用方法。地質鉆探施工現場工作人員較多，包括鉆工、管理人員、技術人員等，要求對現場施工人員進行科學合理的分配，使得所有施工人員都能夠明確自身工作職責。

4 地質鉆探施工過程質量控制要點

（1）清洗液合理選用。清洗液質量對于地質鉆探施工速度會產生較大影響，主要原因在于清洗液的流變性以及粘度會對鉆進速率產生決定性影響。在鉆進施工中如果清洗液粘度比較低，則在松軟地層進行鉆進施工時，容易發生漏失問題。如果清洗液粘度比較高，則在鉆進施工中，容易發生泥包鉆頭的問題。由此可見，只有結合實際情況選擇適宜粘度的清洗液，才能夠保證鉆探施工的順利進行，提升孔壁結構穩定性。具體而言，在實際施工中，應詳細了解鉆探范圍內地層實際情況，選用適宜粘度的清洗液。另外，在對破碎地層、遇水膨脹地層等進行鉆進施工時，應注意調整轉速，嚴格控制泵量，使得孔壁中的漿液能夠形成保護膜，進而達到良好的護壁效果。除此以外，在地質鉆探施工中，施工人員還可采用摸漿液的方式判斷漿液粘度是否合理。

（2）掏穴作業質量控制。第一，在掏穴前，首先需充分沖洗井內巖屑，保證井眼的通暢性。第二，在置入液壓割管刀前，要求在井口位置進行開刀試驗，并對水泵壓力做好詳細記錄。

確定打開刀體至下位時的最大壓力值，檢查工具開合情況，判斷刀體打開直徑是否與井口相適應。第三，在下鉆過程中，應注意緩慢穩定下鉆，避免刀具碰撞到套管，在下降過程中，如果阻力較大，則應緩慢提起鉆具，并回轉鉆具，然后繼續下鉆。第四，當工具逐漸下放掏穴井段后，首先開車慢速回轉，并進行試開泵，然后對孔內逐漸施加流量，檢查泥漿泵壓力是否能夠達到設計值要求，同時還需對開車回轉扭矩進行檢查，如果扭矩較大，則應適當縮小刀體直徑，降低回轉阻力。第五，在對玻璃鋼套管進行銑割處理時，首先將鉆具下放至設計位置，然后開車慢速回轉，對泵量進行適當調整，然后再進行銑割作業。第六，在掏穴施工中，每進入0.5m，應適當放緩進尺速度，當鉆孔漏失后。可將麥稈壓入至孔底，將鉆具緩慢提離孔底，對泥漿性能進行調整，然后再進行鉆進施工，同時做好堵漏處理。

（3）可燃氣體抽放質量控制。可燃氣體是伴生的清潔能源，其主要成分為甲烷，是一種十分寶貴的自然資源。當井下可燃氣體處于原始狀態時，其主要賦存在礦層中。由于氣體密度小于空氣，因此其具有一定釋放壓力，在地質鉆探施工中，在巖層移動過程中，即可釋放出可燃氣體，如果控制不當，則容易造成爆炸燃燒等安全事故，進而影響煤礦生產質量和生產安全。對此，可采用井下鉆孔抽放技術，在井下巷道中設置鉆場，順礦層抽取可燃氣體。另外，為了有效解決可燃氣體超限問題，可沿開采層頂板巖層走向布置迎面定向水平長鉆孔，抽放上鄰近層的可燃氣體。

（4）地質與鉆探密切配合。鉆探技術類型比較多，在地質鉆探施工中，要求結合實際情況選擇適宜的鉆探技術類型。為了保證地質與鉆探能夠密切配合，應注意以下兩點：第一，在鉆探施工前，首先需詳細了解礦井設計開拓方案對于地質條件的要求，明確地質特征、地層變化規律等，在獲得豐富的地質信息后，即可制定鉆探施工方案。第二，在鉆探過程中確定礦層厚度、奧灰頂界深度等，并對鉆探結果進行驗證，如果存在偏差，則應組織地質專業工作人員進行綜合分析，保證鉆探精度。

（5）完善鉆探效率定額。在地質鉆探施工中，鉆探效率的影響因素比較多，對于鉆探效率定額，可根據鉆探設備進行計算。為了完善鉆探效率定額，應綜合考慮鉆探設備因素、環境因素、管理因素等。

（6）孔內事故處理。在地質鉆探施工中，孔內事故比較常見，如果控制不當，則會引發嚴重的安全事故。因此，在地質鉆探質量控制中，要求對孔內事故做好有效的預防控制策略，孔內事故的誘發因素比較多，比如在鉆進施工中忽然不進尺、在回轉時發生脫鉆問題、在鉆井施工中回轉阻力增加等。對此，在地質鉆探孔內事故預防處理中，應注意以下幾點：第一，確定斷頭所屬地層以及深度條件，然后在進行孔內事故預防處理。為了避免發生斷頭事故，在下鉆過程中應保持緩慢平穩。第二，在對燒鉆、埋鉆等孔內事故進行處理時，可采用千斤頂起拔，保障頂坐墊平穩，如果頂力比較大，則每頂10cm就應稍作停頓，然后繼續頂。

5 結語

綜上所述，本文主要對每天地質鉆探過程中的質量控制要點進行了詳細探究。地質鉆探設備和技術比較復雜，在鉆探過程中容易受到地層因素、鉆探人員操作技能等因素的影響，因此鉆探控制難度較大。對此，應根據鉆探要求以及區域地質條件制定地質鉆探施工方案，對鉆探設備、鉆進工藝等進行嚴格控制，保證鉆探施工質量。