呂彥軍

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)，安徽 黃山 245000）

深部地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的興起，是為了配合地球深部探測(cè)科學(xué)，主要作用是為了研究地球所含低下物質(zhì)，通過實(shí)物資料、信息監(jiān)測(cè)以及地球物理現(xiàn)象，也是對(duì)地球進(jìn)行研究的主要手段，并在對(duì)地球的研究中，對(duì)地球研究目的能夠?qū)崿F(xiàn)問題上，發(fā)揮了重要作用。隨著人們的不斷發(fā)展，朝著地球深處尋找礦物已經(jīng)成為了必要的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前人們所運(yùn)用的更為成熟的地址理論、遙感技術(shù)實(shí)時(shí)勘測(cè)，都是為了深部地層地質(zhì)巖心鉆探提供基礎(chǔ)，只有采用地心取樣的方法，才能正式對(duì)之前所做的判斷和推斷準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。深部鉆探技術(shù)能夠讓人門對(duì)地球的檢測(cè)更具核心地帶，此外還能對(duì)地殼、上地幔的整體結(jié)構(gòu)和醉成進(jìn)行研究，從而對(duì)一些地質(zhì)災(zāi)害做好預(yù)防，降低災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失，發(fā)展地球科學(xué)技術(shù)以及地質(zhì)勘察工作，能夠有效存進(jìn)社會(huì)發(fā)展，提升人們生活質(zhì)量。

1 深部地層地質(zhì)巖心鉆探定義

一般而言，根據(jù)孔的深度分成五個(gè)階段，分別是：淺 孔，0m～300m；中 淺 孔，300m～600m；中 深 孔，600m～1200m；深孔，1200m～2500m；特深孔，大于2500m。

2 施工深部鉆探中出現(xiàn)的技術(shù)問題

2.1 鉆探設(shè)備選取 （如表1所示）

對(duì)于鉆機(jī)而言，對(duì)于型號(hào)的選取要能夠結(jié)合鉆探地區(qū)的地質(zhì)狀況、鉆孔設(shè)計(jì)、鉆孔結(jié)構(gòu)、巖石的力學(xué)性質(zhì)等，這些因素都會(huì)直接影響到鉆探工作實(shí)施，因此實(shí)際工作還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來制定。

表1 鉆進(jìn)深度不同所選擇的鉆探設(shè)備

實(shí)際工作中，對(duì)與鉆桿的選用，一般都為F89mm國產(chǎn)伸縮取芯鉆桿，或者是F71mm繩索取芯鉆桿。在鉆具的選用方面，應(yīng)選取液動(dòng)沖擊錘繩索取芯鉆具，這樣一來才能適應(yīng)相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)狀況，從而確保對(duì)巖礦芯的采取率[1]。而在鉆頭的選取上，則需要選取高胎體同心圓鋸齒型金剛石鉆頭，同時(shí)還要能夠保證鉆頭環(huán)狀工作的面寬、水口深，這樣才可以保證鉆頭在工作中，能夠具備良好的通水性，不易崩胎體。

2.2 鉆井液的選取

鉆井液在鉆探在鉆探工作中的作用，主要是為了保證鉆進(jìn)工作高效、安全，因此對(duì)于繩索取芯鉆進(jìn)所使用的鉆井液，有以下幾點(diǎn)需求：第一點(diǎn)，不會(huì)與巖體、巖粉等發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)還要保證不會(huì)隨著地溫的不斷提升，出現(xiàn)絮凝和講解等不良現(xiàn)象；第二點(diǎn)，對(duì)地下水和地表不會(huì)造成污染；第三點(diǎn)，低固相或?yàn)闊o固相，并且還能對(duì)鉆到起到顯著的冷卻排粉功能；第四點(diǎn)，保證鉆井液低粘度、高分散和低失水性[2]。

3 深部地層地質(zhì)巖心鉆探工程案例

以我國某地區(qū)項(xiàng)目ZK5409號(hào)孔為例，ZK5409孔在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)孔深為2260m，最終孔深2237.53m。礦區(qū)內(nèi)部環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，出現(xiàn)涌水、垮塌孔等現(xiàn)象也相對(duì)較少，并且不具備連續(xù)性，而局部破碎則在1000m～1200m之間出現(xiàn)，因此在實(shí)際工作中選取了相對(duì)簡(jiǎn)單的鉆孔結(jié)構(gòu)。

鉆孔結(jié)構(gòu)：1m～20m之間，采用F127mm口徑；20m～50m之間，采用F108mm口徑；50m～1350m之間，選用F95mm口徑；在1350m之后，最終選擇F75mm口徑。而在鉆機(jī)型號(hào)的選取工作中，則是選取了HXY-6B，泥漿泵為BW-320。鉆塔為SGX17。鉆機(jī)動(dòng)力為150kW，伸縮絞車動(dòng)力為7.5kW。而在鉆井液的選擇上，采用2000萬分子量的水解聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素和高效鉆井潤滑劑等作為泥漿的材料。同時(shí)，在施工過程中，工作人員還依據(jù)當(dāng)前地層的變化選用適量的調(diào)配藥劑用量，此外還配置好了專業(yè)的除砂裝置以及泥漿沉淀池，從而保證工作過程中有效降低沖洗液固相含量。

在保證鉆進(jìn)工作完善的同時(shí)，還需要針對(duì)鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行重視，一般而言為以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，當(dāng)鉆孔工程鉆進(jìn)到1700m之后，鉆頭的壽命會(huì)明顯縮短，鉆頭消耗速度也會(huì)提升，從而導(dǎo)致起下大鉆工作頻繁，對(duì)于孔壁的穩(wěn)定來說，有著嚴(yán)重的安全隱患，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)鉆進(jìn)效率造成嚴(yán)重影響；第二點(diǎn)，鉆孔頂角控制難度大，對(duì)于造斜地層而言，頂角控制難度更大；第三點(diǎn)，鉆進(jìn)工作進(jìn)行了一段時(shí)間之后，易發(fā)生斷鉆桿現(xiàn)象。

針對(duì)以上幾點(diǎn)問題，需要采取相應(yīng)的管理措施進(jìn)行解決：第一點(diǎn)，工作人員可以適當(dāng)降低鉆進(jìn)壓力、做好水泵的水路密封以及鉆桿工作，對(duì)鉆頭的工作面實(shí)施加高處理、提升鉆頭出水性，同時(shí)還可以在鉆頭上鑲嵌金剛石聚晶材料，這樣一來就能直接解決鉆頭使用壽命短的問題；第二點(diǎn)，在工作中，要保證地基和地盤的整體穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)鉆塔與鉆機(jī)的安裝工作而言，還要保證安裝的周正、水平和牢固，并保證鉆塔的提引器中心、鉆孔中心，天車輪以及主動(dòng)鉆桿中心能夠保證在一條鉛垂線上；第三點(diǎn)，認(rèn)真對(duì)鉆桿與其配套接手進(jìn)行檢查工作，如果出現(xiàn)了破損現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行更換，當(dāng)鉆柱啟動(dòng)的過程中，還需要保證鉆桿能夠處于拉伸的狀態(tài)，而在鉆柱啟動(dòng)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)慢慢松開離合器，從而防止機(jī)械啟動(dòng)的瞬間扭矩的作用力施加到鉆柱上，導(dǎo)致專注受傷，在鉆工作進(jìn)行時(shí)，還需要降低鉆進(jìn)壓力，對(duì)泥漿潤滑性也要進(jìn)行改善，從而降低鉆柱的扭矩，同時(shí)，還要做好孔口封閉措施，防止巖粉隨泥漿進(jìn)入套管和孔壁之間的間隙抱埋套管。通過以上幾種措施，就能夠直接降低鉆進(jìn)工作中出現(xiàn)的幾點(diǎn)安全隱患，保證鉆探工作順利實(shí)施開展。

4 結(jié)語

深部地質(zhì)巖芯鉆探施工在獲得地球深部地質(zhì)信息的同時(shí)其資源投人也是非常大，此外由于深部鉆探技術(shù)能夠讓人門對(duì)地球的檢測(cè)更具核心地帶，此外還能對(duì)地殼、上地幔的整體結(jié)構(gòu)和醉成進(jìn)行研究，從而需要對(duì)一些地質(zhì)災(zāi)害做好預(yù)防，因此施工過程中的施工管理尤為重要。

為了保證工作的完善，還需要工作人員能夠做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督、材料供應(yīng)，理順施工生產(chǎn)活動(dòng)中的協(xié)作配合關(guān)系，落實(shí)責(zé)、權(quán)、利一致原則，只有依靠集體力量才能取得較好工作效果。

[1]周龍濤,劉金凱,郭欣.深部地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)探討[J].工業(yè)c,2016,(6):70-70.

[2]王盛,熊柏槐,宋國清.深部地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)探討[J].西部探礦工程,2016,(3):63-63.