浅析特殊地质环境下的深层地下水钻探技术

孙红伟

河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院（450000）

浅析特殊地质环境下的深层地下水钻探技术

孙红伟

河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院（450000）

文章阐述了水文、水井钻探的概念，对特殊地质环境下的深层地下水钻探技术展开探讨，旨在为促进特殊地质环境下深层地下水钻探的顺利进行提供一些研究思路。

特殊地质环境；深层地下水；水文水井钻探

0 引言

我国土地资源广袤，不同地区地质环境不尽相同，在特色地质环境下，为地下水开采工作带来了不小的难度，为了切实满足人们用水需求，就要求对地下水钻探技术展开科学合理应用[1]。因此，对特殊地质环境下的深层地下水钻探技术开展研究，有着十分重要的现实意义。

1 水文、水井钻探概述

1.1 水文钻探

水文钻探主要是为了对地下水一系列水文地质规律予以查明，诸如地下水赋存环境、运动规律、赋存量等，依托对地下水储量的勘探，为地下水的科学开发利用、保护以及补给等提供可靠依据。

1.2 水井钻探

水井钻探指的是为了满足供水需求而开展的钻凿管井的钻探工程。水井钻探对应产生的孔径大，所以称之为井。伴随地表水、大气水、地下水等相关管理工作的不断推进，水井钻探已超出供水范围，实现了与地下水补给、污水处理以及城市地面沉降回升等工程的结合。

1.3 水文、水井钻探特征

1）地层复杂。水文钻探通常作业于第四纪卵砾石层、砂层、粘土层等地层环境。该部分地层环境会使钻探作业面临难以取芯、漏失以及塌陷等问题。所以通常将它们称作复杂地层，也就是安全事故多，效率低下，采芯、钻进难度大的地层。

2）钻孔结构复杂。为了获取分层水文地质信息数据，需要对每一含水层相互间的水力联系予以切断。由此使得下入套管层次多，钻孔直径大，止水要求高，井身结构复杂。

3）钻进技术众多。受地层复杂影响，就算是相同钻孔中，通常还会面临不尽相同的各类地层，所以，需要应用到多项钻进技术。

4）设备种类繁多。因为需要应用到多项钻进技术，需要配备相应的钻进设备，所以，现阶段水文水井钻探需要应用到各式各样的钻进设备。

2 特殊地质环境下的深层地下水钻探技术

全面地下水钻探企业在时代发展新形势下，要紧随社会发展脚步，不断推进改革创新，在先进技术、成功发展经验的支持下逐步强化特殊地质环境下深层地下水钻探。如何促进特殊地质环境下深层地下水钻探的顺利进行，可以从以下几个方面着手:

2.1 多工艺空气钻探技术

多工艺空气钻探技术的应用，要求对所在地区地质条件开展全面分析，结合切实施工前提，促进深层地下水开发效率的提高，促进深层地下水开发质量的改善。该项钻探技术主要可划分为气动潜孔锤钻进技术、气举反循环钻进技术等，其中，气动潜孔锤钻进技术现阶段在基岩地层钻进水井中得到大量推广，具备良好的钻进效率，其钻进速度可达到牙轮钻进的5～10倍，钻头使用周期长，钻孔不易倾斜，可保护地下水渗透性[2]。气举反循环钻进技术现阶段则在地热井、大口径深水井中得到广泛推广，一些企业通过将气动潜孔锤钻进技术、气举反循环钻进技术开展组合应用，收获了可观的应用成效。对于一些复杂地层、大口径工程孔正循环难以钻进的情况而言，气举反循环钻进技术可发挥有效作用。岩屑在钻杆内上返迅速，缩减岩屑在孔内反复破碎，不仅有助于提高钻进效率，提升钻头使用周期，还可减轻施工强度，极大水平缩减钻探成本。

2.2 大口径液动潜孔锤钻进技术

液动潜孔锤指的是一种将循环液作为动力的碎岩设备，作为一项先进的钻进技术，现阶段，大口径液动潜孔锤钻进技术在我国大陆科学深钻中得到有效推广，该项技术在中硬—坚硬岩层中的技术经济指标相较于一般回转钻进技术均更有效率，并且可避免引发孔斜及缩减岩心堵塞[3]。

2.3 多分支孔受控定向钻探技术

受控定向钻探技术应用于水文水井钻探中，极为依托孔底马达、相应弯外壳调节方向朝计划方向开展钻进，以达到规划的靶区范围，受控定向钻探技术可在一个主孔内的各个方向、各个深度钻出不同分支孔，极大程度提高钻进效率，缩减钻探成本，促进钻孔的综合利用。近年来，该项技术在固体矿产勘查中得到成功推广，还在煤层气、盐矿等领域得到推广，为社会及生产企业创造了十分可观的经济效益、社会效益。

3 结语

总之，特殊地质环境下的深层地下水钻探是一项复杂的系统工程，鉴于此，相关人员务必要不断研究、总结经验，清楚水文、水井钻探内涵特征，结合特殊地质环境特征，强化对多工艺空气钻探技术、大口径液动潜孔锤钻进技术、多分支孔受控定向钻探技术等技术的科学合理应用，促进特殊地质环境下深层地下水钻探的顺利进行。

[1]吴尊东.特殊地质条件下的深层地下水综合钻探技术研究[J].地球,2016(3):162-163.

[2]罗加祥,代金旭.西部特殊景观区深层地下水综合钻探技术论述[J].西部探矿工程,2008,20(2):56-58.

[3]任良治,邝光升,李俊福,罗中良，帅松.钻探技术在重庆“四山”地下水监测中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2016，43(10):145－149.