浅谈岩心钻探施工工艺方面新技术的应用思路

陆宏健

（河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南 郑州 450016）

1 钻探技术的概括及应用情况

在从前的岩心钻探工作当中，施工钻孔的角度约在75°～90°之间，而这样的角度对于坡度比较大的地区来说，可以使得钻孔布防的密度增大，与其钻孔的深度也会有所增加。在当下，我国大量的钻探工作量增加的非常大，这就使钻探施工的成本被迫增加了许多。今天市场经济已经占据了主导，地质勘探方面的技术已经不只是技术方面的困难，随之而来的是投资资金上面的有限。如果想要地质勘探工作能够得到更好的发展而在行业立足，那就必须深刻的认识到如何才能保证岩心钻探技术在施工的进度和质量之下，能够实现项目的利益最大化[1]。对于这个难点，我们可以尝试着通过改变矿区岩矿层的倾角，降低钻探的工作量，以此来减少生产资金的投入，在能够保证施工质量的前提之下，尽量的缩短施工周期，使项目可以获得最大的利益。

在20世纪90年代地质矿产勘探任务随着市场经济驱动下有着很大的调整，开始逐渐侧重于紧缺和稀有贵矿重点勘探，钻探质量的要求也是越来越高，而这时的技术也有了明显的进步，如金刚石钻进，绳索取心与冲击回转钻成为了常规钻探技术；多工艺空气钻进、高精度定向挖空技术成功的应用，我们还研究开发了非开挖铺设地下管线的技术；微机监测与控制系统在钻探生产中取得了很大的成效，科学钻探已经起步。这为我国后期的岩心钻探技术提供了基础[2]。

2 岩心钻探技术施工中新工艺应用的意义

从我国岩心钻探工作中可以看出来，如果采用硬质合金材料，往往会消耗很大，这样就会造成浪费资源的现象。因此，在实际的钻探施工工作当中，工作人员应该加大对岩心钻探施工技术中新工艺应用的重视。在新工艺应用的过程之中，相关人员要采用合适的钻头。而且在对具体的施工工作当中，要进行详细的分析，如果进行扫岩心就会加大钻头的损坏现象。因此，在钻探工作的过程中，应用新工艺和新方法，能够相应的减少扫孔现象的发生。

2.1 技术的先进性和意义

不提钻换钻头技术的先进性在于，它可以摆脱掉原本换钻头的作业方式，而是靠钢绳实现钻头升降，不再需要下钻就可以更换，从孔内带到地表，或者从地表投放到钻孔里面，这将大大缩减了钻进辅助作业的内容，它的意义主要在于以下四点：①这有利于保护孔壁，防止钻孔弯曲；②可以及时的掌握孔底钻头的工作情况还有磨损情况。使钻头能够及时的适应地层，以此来达到提高效率和降低钻头成本的目的。③不需要特别要求钻头的高寿命，因此有利于不同形式金刚石钻头的加工和制作，甚至可以使用合成钻头，来避免频繁起下钻；④增加了纯钻时间，并且大幅度的减轻劳动强度，改善了施工条件和钻探设备的工作状态。

2.2 钻探技术状况和趋势

目前绳索取心和反循环取心钻进技术仍属于不提钻取心范围。这两种技术也可以大大减少钻探辅助时间并且提高了钻探的效率。但是，为了检查或者更换钻头，地下钻进作业仍然不能够避免在勘探深度的不断增加下，岩层更加的复杂，下钻工序已经成为了影响纯钻时间的突出环节，而且往往是这个环节容易出现问题而影响工作进度带来不好的影响。

在我看来不提钻换钻头技术的实质，其实就是不需要升降钻杆工序这一项环节，反而是借助于特殊结构的钻具在地表更换服役钻头。在这其中大多数都具备工业前景的技术方案，都是通过转变工序来将钻头提升至地表之上，之后再检查或者更换之后再从钻杆柱内投放到孔底。当下，许多国家都不惜投入大量的人力、物力以及财力还有时间，进行研究不提钻的研究实验，新的探索和创新正在不断的进行中。

3 岩心钻探施工中的难点

因为我国国土的面积很大，而且很多地区的地质条件也不尽相同，所以在不同的地质条件下，钻探设备和钻探方式的选择上也需要进行探索和比较，一定要根据当地的实际情况来选择合适的钻探方式和设备。比如金刚钻进、硬质合金钻进、矛式硬合金钻头等等多种钻进方式。目前，由于我国的钻探技术还不是非常的成熟，仍然存在着很多的施工难点，这对地质勘探的工作带来很多不必要的困难，主要表现为：①地表土层上的堆积物比较多，有许多的风化层和残破堆积物，厚度还比较大，一般在高于5cm低于20cm。而且因为岩层破碎和岩痕的情况比较的严重，这使高岭土化和绿泥石化现象发生，这让该地区的土质变得比较稀松。在地质勘探的施工过程之中，开孔的过程中很容易造成坍塌，对岩石钻探施工的工作中造成了很大的影响。②由于大多数矿区岩层存在着碳质板岩，遇到水之后很容易就变得松散，孔壁也严重坍塌，这就大大的增加了护壁的难度，很容易就会出现断钻的情况，这很大程度了加大了施工中的工作难度，还严重威胁了施工人员的生命安全。而且这不仅延长了工期长度，还增加了工程预算，无法实现项目的利益最大化。③在对地表进行钻探的工作中，常常会出现泥岩、页岩等主要地质成分，这些成分在与地下水相融合之后会出现膨胀情况的出现，这使导致坍塌的主要原因之一，如果同时出现了凝灰岩、火山岩等成分的产生，与地表水相结合会形成硅化石英岩，出现打滑的现象，这会加大钻头的磨损程度，钻头的使用寿命也会相应变短，钻进的效率也会相应下降。

4 结语

在我国钻探技术的不断发展之下，各种钻探技术已经不断的完善，并被广泛的应用。但是这些技术还与当今国际上最先进的技术在水平上还存在着很大的差异，在钻探工作的施工中仍然还存在着很大的问题需要我们去解决。所以我们必须培养更多的专业人才来不断研究开发心的施工技术以及更好的设备来解决劳动力困难等问题，我们应该清楚的认识到在钻探施工过程的重点和难点，选用合理的钻头并且做好护壁工作，来保证地质勘探工作的顺利完成。