新型环保地质钻探技术测试及应用

郭翔

摘   要：在社会经济发展过程中，环境污染、资源枯竭等问题逐渐凸显，地质钻探作为一种系统性的工作模式，通过钻探机械设备与钻探工艺获得地表之下的岩芯，进而分析地层岩性特征，可以为工程设计施工以及矿产资源开采等提出可靠性的参数。与此同时，在钻探过程中会引发不同程度的环境污染问题，为了解决此种问题，就需要探究合理的、新型环保的技术手段。基于此，本文主要对新型环保地质钻探技术的测试及应用进行探索、分析。

关键词：新型环保  地质钻探技术  绿色节能

中图分类号：TU195                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0038-02

地质钻探是一项系统且复杂的工作，是使用纯机械获得地表以下真实岩土试验样品的最有效的手段，是一种验证地质勘察理论以及推理、物理探测分析和矿产储量估算等的重要方式。

1  地质钻探技术特点

地质钻探的钻进深度一般不会太大，常规的水文和工程地质孔深在十几米到100m左右，通过简单的钻探法与轻便的钻机进行施工作业。开展钻探工作具有综合性的作用，一个钻孔不仅要分析地层的岩性、地质构造以及周边的水文地质条件，还要进行土工试验取样、水文监测等相关工作，耗费时间较长。工程地质钻探在钻进方式、钻孔的机构特征以及钻进过程中要求严格。在工程开展中遇到各种复杂的环境均可以广泛应用，不会受到地质条件等因素的影响与限制，可以直接地观察岩芯与采样，精度相对较高，勘察速度相对较快。地质钻探或多或少都会对周边地质环境产生一些影响。在钻进过程中如果出现井喷或者孔壁坍塌等问题，会导致含油回注水进入到地下水含水层中，造成局部地下水污染，且钻井泥浆、废水以及废气等都会给周边的生态环境造成不同程度的破坏。

2  新型环保地质钻探技术价值

在地质钻探施工中可能会产生大量的有害气体、废石、废物、以及粉尘、噪声等，这些物质会导致不同程度的环境污染问题。产生的废气不仅会直接影响作业环境，严重的甚至会给邻近的人类居住区等造成较为严重的影响，还会破坏动植物的生长环境，在一定程度上破坏周边的生态平衡。在地质钻探施工中产生的机械噪声、柴油机中柴油不完全燃烧后排放出的废气、钻孔作业产生的大量废泥浆以及废油液等等，这些物质都会给周边的生态环境造成不良影响。其中潜在危害最大的就是一些有毒有害的气体和物質，这些物质进入到水体、土体之后会导致水土以及大气出现不同程度的污染，严重地影响了人类及其生物群体的健康。为了有效提升地质钻探施工的环保性，就要对在地质钻探施工产生的有害气体、固体废物及粉尘等有针对性的方式进行源头控制，从根本上降低对环境产生的侵害与污染。通过地质钻探环保技术手段，可以有效改善传统施工的弊端，通过对各种有毒有害气体的合理处置，并对一些可以回收的固体废物进行二次回收利用，不仅仅是有效地控制了污染问题，也提升了自然资源的利用效率。对此，在各种新技术、新工艺、新材料的发展之下，地质钻探必须要对其进行合理运用，保持绿色、环保的理念进行地质钻探施工作业，为国家自然资源的开发与合理利用、生态环境的保护与优化发展工作奠定基础。

3  新型环保地质钻探技术测试及应用

为了提升地质钻探工艺的环保性、科学性，就要根据各地区探究适用的新型环保钻探技术手段，要基于绿色环保理念，灵活采用各种新方法、新设备、新工艺。

3.1 金刚石绳索取芯钻进技术

不同的钻探工艺所使用的设备也是不同的。地质勘探中钻探设备具有较为重要的作用，直接影响到勘探的精度与质量。建国初期，我国使用的钻探设备以及基础磨料存在有很多不足：污染大、安全系数低等，但是现在我国的钻探设备在不断地成熟、更新。国内技术专家通过大量的研究计算，不断进行技术攻关，逐渐研制出工效较高、寿命较长的绳索取芯金刚石钻头，在不同地层中应用可以提升施工质量与效果。截止目前，金刚石绳索取芯钻进技术逐渐成熟，应用区域也在逐渐扩大，有效地推动了地质勘探事业的绿色可持续发展。

3.2 液动潜孔锤钻进技术

液动潜孔锤钻进技术不仅可以有效地进行回转式的钻进，还可以进行冲击钻进，将这两种方式有效地融合，实现对岩石的破碎，可以有效地弥补钻孔进尺不足等问题。在钻井过程中可以通过泥浆泵提供能源，将其直接驱动组合利用钻具中液动潜孔锤进行往复运动，不断增加钻头冲击荷载，进而在回转剪切的作用之下，敲碎地层岩石。

3.3 新型节水钻探技术

新型节水钻探技术是一种绿色环保的技术手段，主要就是在干旱地区以及地层深部有水的地区中应用，在生产作业中无需接触到孔壁，这样就会有效地减少水资源浪费等问题，此种手段钻探效率较高，具有节省水资源的优势，合理地应用此种技术手段，可以有效地解决干旱地区水资源匮乏等问题，进而有效地减少了作业人员的工作强度，也在一定程度上避免了对周边环境的污染。

3.4 水平对接井钻进技术

此技术可以有效地提升钻进速度，通过水平对接井钻进技术可以降低在工程中占用的土地资源，具有环保的作用。在生产作业中要精准钻进岩盐层，也要实现在相互平行几百米的距离中实现贯穿，施工难度相对较大。

3.5 多工艺空气反循环钻进技术

相对于普通的技术来说，此种技术可以提升工作效率与质量，进而降低成本投入，钻孔质量良好，可以有效地在绳索钻芯钻探技术中拓展运用。利用空气压缩为潜孔锤钻提供动力，提升钻进工作质量，实现潜孔锤的往复作业，通过废气将岩屑带出地表，此种方式在不同地层中的钻进方式也具有一定的差异性。液压动力头钻进在应用中主要就是采用单通道动力头和双通道动力头，不断压缩空气的方式将其送到双壁钻杆环状间隙中，在循环气动潜孔的反驱动作用之下，利用钻头底部通过内管中空通道返回地表，实现反循环的钻进工作。

3.6 新型钻探技术装备

在不久的将来，新型钻探装备的研制成果会不断成熟，根据国家对环境保护的新要求，国内在钻探技术装备研发中获得一定的成功，现阶段，在超深井钻探技术、海域天然气水合物开采技术中综合应用水平井施工、多介质反循环钻探技术、定向对接连通井技术是新兴手段，可以有效地解决世界海域天然气水合物开采中存在的关键性问题。

4  结语

人类与自然之间，资源节约与环境保护是永恒的话题。分析地质钻探技术，了解地质钻探特征，采用新型环保技术手段，可以有效地减少钻探引起的污染问题，为绿色钻探的开展提供了技术支撑，为人类的可持续发展贡献更大的力量。

参考文献

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