水文地质钻探的特点与技术分析——评《水文地质钻探与水源井成井技术》

孙红伟

樊小舟 编著中国矿业大学出版社出版

水资源是社会发展的重要基础资源。随着国家战略的调整，进行水文地质调查并提高地下水等水资源的利用率已成为水资源开发利用的主要工作；尤其在矿区开采工作中，对水文地质状况进行钻探勘测具有重要意义，能够使得开采更加安全、高效。本文参考樊小舟编著、中国矿业大学出版社出版的《水文地质钻探与水源井成井技术》一书，对水文地质钻探的技术、方法、设备以及钻探水源井过程中可能发生的事故进行介绍，为从事水文地质钻探及水源井工作的技术人员提供参考。

该书分为五个章节。第一章介绍了水文地质钻探的基本知识，包括钻孔任务、钻探设备、钻探技术与方法，并对钻井液的性能要求予以说明。第二章为矿井水文地质钻探，如探放水钻探、疏排水钻探、注浆孔钻探和矿山应急救援钻探。第三章阐述了水源井的成井技术，对水源井的钻探特点、井位选择、成井技术和下泵抽水进行了说明。第四章介绍了老旧井的改造，并提出增大管井出水量的方法。第五章为井内事故处理，介绍了事故发生原因与处理原则，并对常见事故的预防与处理手段进行了描述。

水文地质钻探是水文地质调查的基本方法，主要通过各种钻探工程来帮助人们获取详细的水文地质资料，查明所勘测区域的地质条件、含水量、含水层厚度、水源分布等数据，为其他开采或挖掘工作提供指导。水文地质钻探技术常被应用于矿山开采、地下水资源开发、水文地质普查等领域。水文地质钻探技术不仅能够准确勘察地下水资源的状况，而且能够帮助有关部门制定科学合理的水资源开发利用方案，促进水资源的高效利用。

水文地质钻探包括测绘与钻探施工两项工作。前者是指对水文地质条件进行测绘，查明地层中的地下水分布状况、各含水层水位以及深度、厚度等参数，并选取水样、土样和岩样，对地下水、土壤和岩石的理化性质进行分析，测定此区域的具体水文地质参数；后者是指施工团队结合勘测数据进行钻孔探采施工，并最终成井。在进行水文地质测绘与钻探工作时，施工团队必须遵循安全、高效、环保的原则，采用科学先进的钻探技术与方法进行施工，确保水文地质信息的测绘较为全面，钻探开采工作能够安全开展，满足地质工程的相关要求。

常见的水文地质钻探技术与方法有以下几种。第一，无循环冲击钻进法。这种钻探方法是指利用静液柱护臂，采用钢丝绳或钻杆进行冲击钻进。通过一定时间内高强度的冲击，地层会变得松软并发生破碎，从而形成钻孔。这种钻进技术常被用于砾石层与基岩层的钻探，施工团队利用机械力来驱动十字钻头或圆形钻头产生冲击力。第二，反循环回转钻法。这是一种利用循环介质在钻杆与钻孔之间来回循环而产生动力，从而带动钻头钻进的技术方法，包括泵吸反循环、气举反循环等类型。其中泵吸反循环是利用离心泵进行抽吸，使钻杆内液体被大气压推动而发生上升、回流形成循环，钻杆内液体上返速度越快，其钻孔时携带岩屑的能力越强，对孔壁的破坏能力也就越强；气举反循环是指利用液气混合物作为循环介质从而进行钻探。第三，绳索取芯钻探技术。这是现今较为先进的钻探技术，是指在大直径钻杆内安装取芯管进行钻进的技术，可在钻探过程中同时将岩芯提取出来，大大提高钻探工程的施工效率。相比普通取芯钻进，绳索取芯钻进的应用范围更广，尤其适用于复杂地质层。此外，常用的水文地质钻探技术还有液动冲击回转钻探技术、低固相优质泥浆正循环回转钻进技术等，这些钻进技术都有较强的钻探力量，钻进速度快且效果好，在矿井钻探、油气井勘探和建设水源井等工程中发挥着重要作用。

在进行水文地质钻探时，施工团队务必重视钻进设备、钻孔质量及成井工艺要求等技术要点。首先，在选择钻进设备与工艺时，必须根据地层参数来选择合适的钻探设备，确保钻探深度与压力能够满足工程需求。其次，进行钻孔时，施工团队应及时对钻孔质量进行观测、校正，确保钻孔位置、数量、深度、弯曲度等参数符合设计要求。若钻孔出现误差，施工团队应对误差进行纠正，保证最终成孔质量。另外，进行成井时的技术要点更多，包括井身结构的设计、下管深度的确定，以及止水、封孔、洗井，每一步都需按照一定的规范标准进行施工，确保水井的安全性。最后，施工团队需对水井进行抽水试验，对水井的涌水量、水位稳定性等进行测验。

显而易见，水文地质钻探是一项技术性较强的工作，不论是勘测地下水，还是矿区进行油气井开采，都离不开水文地质勘察与钻探。现今，中国对钻探技术与成井技术的研究都已取得一定成就，钻探技艺与设备也愈发成熟，这为发现、开发更多的地下水资源提供了技术支持，可以有效解决水资源短缺的问题，为推动经济发展作出重要贡献。