特殊地质条件下的深层地下水综合钻探技术研究

■　吴尊东

（黑龙江省水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨150001）

特殊地质条件下的深层地下水综合钻探技术研究

■吴尊东

（黑龙江省水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨150001）

本文通过对找水方法以及相关的钻探技术进行综合性的研究和探讨，总结得出在特殊地质条件下，合理的应用各种综合钻探技术来开采深层地下水，能够产生良好的效果。不仅能够解决水资源开发中存在的问题，还能够有效的保障水资源的开发量，提高施工单位的经济效益，希望本文的研究能够为相关的工作人员提供一定的参考和借鉴。

特殊地质深层地下水综合钻探技术

我国各个区域的地质条件都有着一定的差异，在特殊地质的区域，水资源的开采会具有一定的难度，为了能够有效的保障人们可以饮用到充足的水，就需要采用合理的钻探技术，来开发深层地下水源，在保障深层水源开发效果的前提下，尽可能的提高特殊地质区域水源的开发力度，从而有效的保障区域人们的用水量。

1　目前特殊地质条件下的深层地下水钻进技术存在的问题

为了能够有效的保障人们的用水量，就需要充分的开发深层地下水，这是我国目前水资源利用和开发的主要趋势。然而，要想能够保障深层水资源开发的质量和效率，就需要选用合理的钻探技术，确定找水的合理方法，以保障深层地下水能得到有效开发和利用。

相较于普通地质区域，在具有特殊地质的区域，深层地下水的开发也会存在一定的难度，在这特殊地质条件下，针对水资源的钻探要采用合理的方法，只有方法得当，才能够正确的找出水资源的位置，保障深层地下水资源开采的效率。而就我国目前在特殊地质条件下所采用的深层地下水钻探技术来说，主要应用的技术类型为泥浆正循环钻探方法，然而，这一方法在长期的应用中和社会的不断发展中，其所具有的弊端逐渐暴露出来，以无法有效的满足水资源开发的需求，而就其所具有的缺点来说，主要包括以下几点内容：

（1）在进行泥浆钻进的时候，通常都会对岩层造成一定的破坏，尤其是在特殊地质条件下，其会使得岩层很容易出现裂缝，对水层孔壁造成污染，使得所开采出来的水资源受到严重的污染侵蚀。另外，采用这一方法来对特殊地质条件的深层水资源进行位置的确定时，通常存在位置确定不准确的现象，也无法高效的测试出深层地下水中含有的各种物质，无法判断深层地下水的水质等。

（2）采用泥浆正循环钻探方法对深层地下水进行钻入的进程中，当钻孔的深度越深的情况下，则钻孔内的泥浆也会出现增高的现象，这也就是说，液压头会逐渐的增大，泥浆液柱的高度也会随之增高，这样就容易造成较大的压力，使得水层被泥浆堵塞，地下水无法流出在，这样就无法有效的测定出地下水中营养化程度。

（3）在特殊地质条件下，采用泥浆正循环钻探法进行地下水的开采，在钻进的时候，会产生一定的残渣，这些残渣会堵塞排出口，使得泥浆无法有效的排出，从而导致钻进的能力不足，这样就会影响到深层地下水开采的效率。

（4）特殊地质区域，要是利用水文井进行施工，但是这一施工方式的应用会消耗较多的水资源，一般来说，特殊地质区域的水资源储量本身并不丰富，采用这一方法进行施工，不利于水资源的开采，加上可能在钻进的过程中，出现渗漏的问题，就会严重降低开采的效率，而且还会消耗大量的开采费用，从而使得开采单位面临严重的经济损失。

由上述可以看出，泥浆正循环钻进技术在实际的应用中，有着诸多的弊端，无法有效的在特殊地质区域开采出充足的深层地下水，因此，需要采用其他的技术来进行替代，而多工艺空气钻进技术不仅能够有效的弥补泥浆正循环钻进技术中存在的不足，也会大大提升钻进施工的效率，由于其所具有的诸多优势，使得其逐渐受到了施工人员的青睐。可以说，这项技术是目前最有效的深层地下水综合钻探技术，其能够快速并且准确的找到深层地下水的位置，保障钻进的速度，综合的反映出深层地下水的水质情况，从而为钻探工作奠定良好的基础。

2　水资源快速综合钻探技术

2.1多工艺空气钻探技术

这一技术的应用，需要综合考虑到当地的地质条件，依据实际的施工条件，来应用多工艺空气钻探技术，从而使得深层地下水的开发效率得到提升，也使得深层地下水的开发质量逐渐提高。多工艺空气钻探技术中，主要包括的技术类型有空气泡沫钻进技术、气举反循环钻进技术以及气动潜孔锤正循环钻进技术等，这些技术在长期的发展中，得到了不断的改进，技术也更加的成熟，在运用这些技术的时候，只需要做好相应的地质评价即可，在现有设备的配合下，就可以有效的进行深层地下水开采。

工艺空气钻进技术是以压缩空气或者气液混合物作为循环介质，或者又兼作钻进时破岩机器动力的一种综合钻进技术方法，被视为当今世界上应用最广泛和最有发展前景的钻探技术方法之一。目前，该项在我国东部地区较多领域得到了广泛应用，提高了钻探技术水平与竞争力，明显提高了钻探效率、钻孔质量与钻孔深度，加快了勘探施工速度，节约了成本，取得了巨大的成就。近年来，多工艺空气钻探技术已在特殊地质的地下水勘查项目中得到应用，取得良好的效果。

2.2大口径液动潜孔锤钻进技术

液动潜孔锤是相对气动潜孔锤而言，是利用循环液作为动力的一种碎岩工具，液动潜孔锤钻进技术是独具我国特色的一项优质、高效的钻进方法，目前该技术已在我国大陆科学深钻中得以较好的应用，也得到了国际钻探界的高度重视与评价。而液动潜孔锤钻进技术在中硬一坚硬岩层中的技术经济指标均优于常规回转钻进技术，且有利于防止孔斜及减轻岩心的卡堵。

2.3多分支孔受控定向钻探技术

在水井中的应用受控定向钻探技术就是采用孔底马达和必要的弯接头或弯外壳控制方向沿设计的轨迹进行钻进，来达到预定的靶区内，该项技术可在一个主孔的不同深度、不同方向钻出多个分支孔，可大大提高钻探效率，节约成本，提高钻孔的综合利用率。

目前，受控定向分支孔钻探技术已成功地在固体矿产勘探中得到应用，定向钻探对接井技术也广泛用于盐矿、碱矿、煤层气等领域，该项技术的应用已为社会及生产单位带来了很好的社会效益和经济效益。

3　结语

总之，多工艺空气钻探技术和多分支孔受控定向钻探技术等被视为现代国际钻探技术的一次革命，具有技术含量大、应用领域广的特点，具有显著的实用价值，不但能够解决常规钻进过程中难以解决的许多问题，更有效的是能够大大提高施工单位的经济效益，大幅度降低施工成本，在深层地下水的合理开发与应用领域有着广阔的发展前景，特别是在我国特殊地质地区进行深层地下水的开发有着巨大的发展空间。

[1]孟庆鸿,靳玉生,齐长缨.采用先进钻探技术进行水资源的快速评价[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2012(04)

[2]赵国隆,李常茂.探矿工程与西部开发[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2013(03)

[3]耿瑞伦.多工艺空气钻进技术成就与展望[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2012 (S1)

[4]桂和荣,孙林华.皖北任楼煤矿深层地下水稀土元素地球化学特征[J].煤炭学报.2012(02)

P634.1[文献码]B

1000-405X（2016）-3-335-1