刍议地质钻探工作的技术要点

刘泽龙

摘要：本文分析了地质钻探技术的发展现状，阐述了钻探工作、钻探技术与施工工艺，提出了地质钻探技术的发展趋势，以供大家参考。

关键词：地质钻探；发展现状；钻探技术；施工工艺；发展趋势

1.地质钻探技术的发展现状

从目前我国的地质钻探装备来看。主要是以立轴式岩心钻机为主。从市场的份额来看。该种机型的钻机超过了九成。这主要是因为立轴式岩心钻机具有成本低、操作方便、维修简单、运行可靠性高等优点。从该项装备的性能上看。几乎可以跟国外的先进设备相抗衡。在“十一五”期间。我国的地质钻探装备有了显著的发展。特别是在经过一些专家的研究和发明。全液压动力头岩心钻机运营而生。再加上立轴式钻机的配合。我国的地质岩心钻机设备踏上了现代化、专业化的台阶。从地质钻机的性能指标上看。也达到了国际的领先水平。全液压动力头岩心钻探设备的产生成功的实现了我国地质钻探设备的升级。

2.钻探工作

在正常钻进时。启动转盘。通过钻柱带动井底的钻头旋转。司钻根据指重表所指示的钻压大小的变化。不停的抬起或压下刹把。从而控制绞车滚筒的放绳速度。达到正常钻井的目的。

接单根是钻井工作中最重要的一部分之一。它也是贯穿整个钻井过程的。随着正常钻进的进行。井眼不断加深。需不断的接长钻杆柱。每次接入一根钻杆这一作业称为接单根。接单根的过程如下：上提钻柱把方钻杆全部露出，用吊卡或卡瓦将钻柱坐在转盘上：卸开方钻杆和钻杆接头之间的丝扣。将方钻杆移至小鼠洞的上方。与小鼠洞中已从井场拉上来的单根对扣：用猫头或方钻杆旋扣器上扣：从小鼠洞中提出单根移至井中钻柱上并对好扣；用猫头或旋扣器旋上接头丝扣；用猫头、吊钳或动力大钳紧扣：稍提钻柱移开吊卡或提起卡瓦下放钻柱至井底继续钻进：从井场拉上一根钻杆以备下次接单根时之用。

将钻具组合下入井中使钻头接触井底准备钻进这一工作称为下钻，下钻的过程如下：用高速挡将空吊卡提升至二层台高度；在二层台处扣吊卡，将立根稍提移至井眼中心对扣；上扣；紧扣；稍提钻柱，移出吊卡或提出卡瓦；用机械刹车或辅助刹车控制下放速度。将钻柱下放一个立根高度：借助吊卡或用卡瓦将钻具轻坐在转盘上。重复上述操作。直到下完全部立根。接上方钻杆准备钻进。

将井中全部钻柱起出的作业称作起钻，起钻的过程如下：用吊卡扣住钻杆接头：提升钻柱一个立根高度。将钻柱坐在转盘上；用大钳、猫头或绷扣气缸绷扣；上钳卡住公接头，转盘正转卸扣；将立根移入钻杆盒和二层台支梁中。摘开吊卡；下放空吊卡至井口：重复上述步骤直到起出全部钻柱。

3.钻探技术与施工工艺

3.1多工艺空气钻进技术与定向钻井技术

从实践来看。多工艺空气钻在干早地区可用空气、泡沫等物质作为循环介质。实施钻进作业；充气、泡沫泥浆钻进气举反循环钻进双壁钻杆反循环中取样。钻进空气潜孔锤钻进。其中包括常规的潜孔锤和贯通形式的反循环潜孔锤、潜孔锤跟管钻进以及取心钻进潜孔锤钻进工艺。目前来看。潜孔锤钻进在当前我国金矿的勘查、锚杆孔、水井以及基桩孔和非开挖铺设管线的具体施工过程中应用非常的广泛。而且效果也比较明显。

3.2液动锤钻进技术

该地质工程钻探技术通常也被称为液动冲击回转钻进技术。其主要是应用于硬岩层之中。对于全面提高地质工程的钻进速度效果非常明显。同时对于防止孔斜效果也非常的好。一般而言。液动锤的直径大约在35至150毫米之间。通常用于地表孔、坑内勘查孔作业过程中。

3.3绳索取心钻进技术

该技术主要应用在地表、坑内等地区的地质勘查钻孔作业过程中。其钻杆主要采用的是摩擦焊与等离子焊接头。同时还有国产的含锰、钒、钦、钥以及硼元素在内的650N级的高强度低合金钢管。该技术可实现最深钻孔2503米。从而有效地提高了地质公告称钻探的速度、取心质量。

3.4金刚石钻进技术

当前我国地质工程钻探过程中所使用的钻头品种非常的多，其中含有人造金刚石孕镶钻头、聚晶钻头、复合片二钻头以及天然金刚石钻头使用量非常的大。应用也非常的广泛。除以上地质工程钻探工艺外。同时还开发了震动钻进、水力喷射以及冲击反循环钻进技术和相关工艺。效果也非常的显著。

4.地质钻探技术的发展趋势

4.1针对不同种类的岩石以及施工条件

在地质钻孔技术中。应该根据岩石的特点以及施工的具体环境和条件。在现有钻孔技术的基础上采用高效的钻探技术。在对岩层进行取心钻进、坑道内钻进、深孔坚硬层钻进的时候，最好采用硬度较高的钻孔设备。对于岩层是中硬的地层采用垂直钻进岩孔的时候。最好采用冲击回转的机械钻孔的方式进行。对于地质比较松软的岩层，可以使用螺旋钻、振动钻、偏心套管钻进以及机械工静力钻孔的方式进行。

4.2钻探设备的钻头、钻具发展迅速

经过专家的不断研究和发明。传统使用的各种钻头以及钻具技术更加趋于完善和成熟。从使用的年限来看。因为采用的聚晶金刚石复合片PDC钻头的使用时间更长。极大的降低了地质钻探的成本；另外，强度高、质量轻的合金钻杆以及绳索取心钻杆、双壁钻杆、多级伸缩式钻杆技术也得到了广泛的使用。

4.3减少进尺量实现相同勘探目标的钻探技术得到进步

在地质钻探技术中。对于采用上部孔端共用。在深孔的地方开始进行分孔的钻孔技术、地形相对复杂的定性钻孔机技术以及方向固定的钻孔技术。矿山坑内钻进技术的应用等等。都促进了地质钻探技术的快速发展。