高明

通化鋼鐵集團(tuán)板石礦業(yè)有限責(zé)任公司 吉林白山 134300

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，很多領(lǐng)域要想在當(dāng)代社會(huì)背景下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)展，提高其綜合競(jìng)爭(zhēng)力，就必須要對(duì)一些先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，這樣才能夠取得良好的發(fā)展成效。其中，地質(zhì)鉆探技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其主要是對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行合理利用，直接從地表向地下進(jìn)行不斷深入地鉆進(jìn)。與此同時(shí)，在鉆孔的各個(gè)不同深度背景下，對(duì)礦樣、土樣等進(jìn)行合理的選擇和利用。在實(shí)踐中，要結(jié)合實(shí)際要求，對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的利用，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同類(lèi)型樣本物理、化學(xué)特性的有效檢測(cè)，而且還可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)地層的特性等進(jìn)行合理的劃分和利用。

1 鉆探特點(diǎn)及適合應(yīng)用條件

鉆探工程施工期間要進(jìn)行鉆孔布置，不僅要對(duì)自身的自然地質(zhì)條件情況進(jìn)行全面考慮，而且還要全面結(jié)合工程的具體特點(diǎn)和類(lèi)型進(jìn)行分析。例如，水壩要順應(yīng)著壩軸線布孔，民用與建筑在實(shí)際施工期間，要依據(jù)建筑的具體輪廓線完成相應(yīng)布孔，進(jìn)而為后續(xù)各項(xiàng)作業(yè)的開(kāi)展提供支持[1]。

鉆探技術(shù)在具體應(yīng)用期間，鉆進(jìn)深度通常都較淺，除了針對(duì)工程建設(shè)中的一些深埋隧道、大型水利工程，以及控探測(cè)巖溶類(lèi)的專(zhuān)門(mén)地質(zhì)問(wèn)題之外，探孔深度一般都在十米以內(nèi)，因此，在實(shí)際施工期間，可以采用輕便鉆機(jī)和簡(jiǎn)易鉆探完成相應(yīng)作業(yè)。

工程地質(zhì)鉆探是對(duì)技術(shù)要求很高的一項(xiàng)作業(yè)，該項(xiàng)作業(yè)對(duì)后續(xù)建設(shè)的工程質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生直接影響，工程地質(zhì)鉆探作業(yè)開(kāi)展期間在鉆孔結(jié)構(gòu)、鉆井方法、鉆井過(guò)程中的觀測(cè)編錄等不同方面都有特殊要求。鉆探與坑探、物探技術(shù)相比，鉆探具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其可以在不同環(huán)境中應(yīng)用，并且應(yīng)用不受地質(zhì)環(huán)境限制，應(yīng)用范圍十分廣泛。通過(guò)對(duì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用，能夠直接對(duì)采樣和巖心情況進(jìn)行觀察，勘探精度高，同時(shí)，勘探深度也不會(huì)受地下水深度的限制，鉆進(jìn)速度快，這也是坑探方法在應(yīng)用期間無(wú)法比擬的。

2 地質(zhì)鉆探中鉆探設(shè)備新技術(shù)的應(yīng)用

2.1 反循環(huán)清孔工藝

反循環(huán)清孔的定義其實(shí)就是沉渣直接從導(dǎo)管當(dāng)中排出，這種工藝手段就可以稱(chēng)之為是反循環(huán)清孔。這種工藝手段在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其中會(huì)涉及多種使用方式，比如比較常見(jiàn)的就是泵吸法、空氣洗泥機(jī)法等。這種工藝在應(yīng)用時(shí)的整個(gè)操作過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且清孔的效果也比較明顯，所以推廣速度普遍比較快。該方法在利用時(shí)，主要是通過(guò)對(duì)空壓機(jī)內(nèi)部的壓縮空氣進(jìn)行合理利用，對(duì)導(dǎo)管內(nèi)的鳳管進(jìn)行合理安裝，并且將其直接輸送到對(duì)應(yīng)的樁孔當(dāng)中，高壓氣在此時(shí)可以與泥漿實(shí)現(xiàn)有效混合，最終在導(dǎo)管內(nèi)部可以形成一種密度與泥漿相比要更小的漿氣混合物。這樣在實(shí)踐中，可以不斷形成流動(dòng)，由于導(dǎo)管的內(nèi)斷面積在其中相對(duì)比較大，所以就會(huì)形成具有非常大流速、流量的反循環(huán)[2]。

2.2 反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)

反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，其整體應(yīng)用效果普遍比較良好。該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，其主要是利用沖洗液循環(huán)方式，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)正循環(huán)相反的一種循環(huán)方式。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，比較適合被應(yīng)用在一些大口徑的巖心鉆探、水井施工等各個(gè)方面。在該技術(shù)的實(shí)際鉆進(jìn)應(yīng)用過(guò)程中，鉆孔內(nèi)部必須要保持相對(duì)比較高的水位。與此同時(shí)，還需要注意的一點(diǎn)就是，必須要保證沖洗液的靜壓力與地層壓力之間可以保持非常良好的平衡狀態(tài)。如果在實(shí)踐中，沖洗液自身的壓力比較高，那么可以實(shí)現(xiàn)對(duì)孔底集聚巖屑有針對(duì)性的排除和處理。通過(guò)這種方式在其中科學(xué)合理的利用，不僅可以從根本上促使巖屑不會(huì)受到重復(fù)破碎的影響，而且在鉆進(jìn)時(shí)，還不會(huì)輕易發(fā)生嚴(yán)重的堵鉆等現(xiàn)象。這樣可以最大限度保證鉆進(jìn)的速度得到有效提升，現(xiàn)階段，比較常見(jiàn)的幾種使用方式包括泵吸反循環(huán)、壓縮空氣反循環(huán)以及射流分循環(huán)等。其中，壓力反循環(huán)鉆進(jìn)方式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其主要是直接將壓縮空氣通過(guò)供氣管路在其中科學(xué)合理的利用，直接輸送到井內(nèi)相對(duì)應(yīng)的汽水混合室當(dāng)中[3]。這樣做的根本目的是為了促使壓氣與鉆桿內(nèi)的水可以實(shí)現(xiàn)有效混合，這樣可以形成比重不超過(guò)1 的汽水混合體。

2.3 巖心鉆探技術(shù)

資源勘探中，地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的運(yùn)用中，鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要，其直接影響著鉆桿、鉆具、鉆頭的選擇；關(guān)系到鉆頭獲取的孔底環(huán)狀巖石面積的大??；取心鉆桿直徑不同導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)鉆桿回轉(zhuǎn)的鉆機(jī)動(dòng)力消耗存在差異；泥漿體積不同；人工、機(jī)械消耗量不同。

根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)要求、地層情況，合理選擇鉆探設(shè)備，我國(guó)常用地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)有金剛石繩索取心、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、空氣泡沫鉆探技術(shù)。目前，繩索取心依舊是最常用的鉆探技術(shù)，施工機(jī)械以國(guó)產(chǎn)液壓立軸式鉆機(jī)為主；空氣泡沫鉆探法中，必須保證空壓機(jī)具有強(qiáng)大動(dòng)力，在選擇空壓機(jī)時(shí)，需考慮空氣泡沫排量、供液情況等，由此切實(shí)保證鉆探效率與質(zhì)量。

深部鉆探對(duì)鉆井液的要求并非是量的累積，而是質(zhì)的提高，對(duì)此必須要加強(qiáng)對(duì)鉆井液綜合性能的研究，不同環(huán)境下鉆井液的性能變化存在較大差異，因此必須要從多專(zhuān)業(yè)的角度出發(fā)，加強(qiáng)微觀機(jī)理研究，豐富鉆井液基礎(chǔ)理論，為深部巖心鉆探鉆井液革新提供可靠的依據(jù)。隨著各種非常規(guī)能源探采技術(shù)的發(fā)展、城市地質(zhì)工作的轉(zhuǎn)型，在進(jìn)行鉆井液體系的設(shè)計(jì)時(shí)，還需考慮環(huán)保性、儲(chǔ)層保護(hù)能力等指標(biāo)，進(jìn)一步關(guān)注無(wú)/ 低固相高密度鉆井液、高溫泡沫鉆井液、環(huán)保鉆井液、可降解鉆井液、儲(chǔ)保鉆井液等鉆井液體系的研究。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著新型技術(shù)的不斷研發(fā)和使用，對(duì)我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的未來(lái)發(fā)展具有非常重要的影響和作用。在地質(zhì)鉆探新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際要求，對(duì)其進(jìn)行不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，這樣不僅可以保證該技術(shù)的應(yīng)用效果，而且還可以保證鉆探的效率、質(zhì)量等都能夠得到有效提升。