关于钻探工程施工技术要点解析 董宇航

发表时间:2020/7/22   来源:建筑模拟2020年第6期   作者:董宇航
[导读] 资源紧缺使得资源的深部开采成为人们研究的重点。为更好的开采深部资源,应加深对地质情况的了解。而钻探工程是地质勘探的重要环节,做好钻探施工有助于地质勘探工作的完成。为此,应深入探索钻探工程施工技术要点,以为地质勘探工作的顺利实施提供基础。本文围绕钻探工程施工技术要点展开讨论,以供参考。
        核工业二一六大队  新疆乌鲁木齐  830011
        摘要:资源紧缺使得资源的深部开采成为人们研究的重点。为更好的开采深部资源,应加深对地质情况的了解。而钻探工程是地质勘探的重要环节,做好钻探施工有助于地质勘探工作的完成。为此,应深入探索钻探工程施工技术要点,以为地质勘探工作的顺利实施提供基础。本文围绕钻探工程施工技术要点展开讨论,以供参考。
        关键词:钻探工程;施工技术;要点;
       
        钻探工程施工是地质勘探工作实施的关键环节,其施工技术在此环节中起到核心的作用。为此,工作人员应积极探索分析钻探施工内容,掌握施工技术要点,以期更好的应用于施工,保证钻探工程施工质量,更好的为地质勘探工作服务,帮助地质勘探工作取得更好的效果与成绩,为人们资源开采提供助力。
        1钻探工程
        钻探工程主要是工作人员按照相关要求,借助钻具设备及器具等,由地表、湖海及坑道等位置向地壳深部钻孔,之后对钻孔位置取出的地质样品进行深入的研究分析,以此对钻孔区域的地质情况有所了解。钻探工程亦可以理解为其他工程为例实现某种用途而实现的通道,此过程中所实施的施工我们称为钻探工程。
        一般情况下,钻探工程的施工环境比较复杂,且多数工程是由地表向地壳深部进行施工,施工难度与危险性可见一斑,为保证施工质量与安全,对钻探工程施工技术提出了较高的要求。
        2钻探工程钻探设备与钻探方法的选用
        钻探工程施工前,应做好前期准备,前期准备工作主要是选择合适的钻探设备与钻探方法。合适的施工机械可以帮助工作人员获取事半功倍的施工效果,有效的钻探方法亦是如此。为此,工作人员应重视施工准备阶段的工作,熟悉各钻探设备、钻探方法的特点与适用范围,同时结合项目情况选型最佳钻探设备与钻探方法,为顺利施工及取得较好钻探效果奠定基础。
        2.1钻探设备
        钻探工程实施过程中,设备是工程实施必不可少的组成之一,同时,先进的钻探设备也可以为钻探工程施工的顺利实施与施工质量提供保障。钻探设备的组成为钻头、钻杆、钢管、冲洗液等。其中主要部分为钻杆、钻头。
        (1)钻杆
        钻杆是钢制底的圆管,单根长度一般为4.5m或6m,直径多为42mm或50mm,钻杆与钻头通过螺纹丝扣或焊接方式连接,在设备中的作用为带动钻头在地层中上下活动,以完成钻探任务。
        (2)钻头
        钻头的材质主要为三类,具体为:钢粒、硬质合金与金刚石。钢粒材质钻头主要针对等级Ⅶ~Ⅻ级的坚硬地层;硬质合金钻头主要针对等级在Ⅷ级以下的岩浆层、沉积岩、部分变质岩;金刚石材质钻头主要针对的是Ⅸ级以上的坚硬岩层钻进,使用此材质钻头施工速度快、施工后的钻孔光滑、同时具有安全可靠、节约成本等优势,为此,金刚石材质钻头是当前应用最广泛的钻头。
        2.2钻探方法
        常用的钻探方式为三种,分别为冲击钻探法、回转钻探法以及振动钻探法。具体适用情况如下:
        (1)冲击钻探
        此钻进方式适用于较为坚硬的土层或岩石层,在进行岩石层钻进时,宜选择孔底全面冲击钻进的方式。
        (2)回转钻探
        将钻进模式设为环状钻进模式,可以对岩芯提取,以此为地质勘探工作的取样。当钻进模式设为全面钻进模式,钻头的钻进轨迹呈螺旋曲线,这时无需考虑岩芯提取。
        (3)振动钻探
        振动钻探多适用钻进深度要求较浅的土层,特别是土壤中颗粒直径细小的土层。此方法的操作简单、速度快。钻探方式的不同,所发挥的作用效果也是有区别的。

为此,在钻探工作实施前,工作人员应结合现场实际情况选择钻探方式,以保证钻探方式满足施工需求。例如,对坚硬的岩石层进行钻探,可以选择冲击钻探法;钻探深度相对较浅的土层施工,可以选择振动钻探法。
        3钻探工程施工技术要点
        3.1钻探施工工艺要点
        (1)上部地层
        施工前,工作人员应深入了解施工区域地层特点,找出地层孔洞位置,在施工中避开。施工时,钢管下放到岩石层位置,为避免钢管出现断裂影响钻探施工质量,应下放两路钢管。
        (2)坍塌严重孔壁
        针对此位置钻进,应控制好钻进压力、速度,实行减压前进。在遇到坍塌严重情况,工作人员可以选择更换钻探措施。
        (3)倾角较大地层
        在倾角较大地层施工可能会遇到坍塌问题,钻探施工应注意两点:1)全孔进浆,借助此种方式可以实现泥浆替换。2)钻进参数设置,这样可以保证钻头钻进速度,以免造成抱钻。
        (4)捞砂与单管钻进同时进行
        如果不具备绳索取样条件,应采用捞砂与单管钻进同时进行的方式取样,此时应选择减小压力、降低转速的钻探方法,并且借助捞砂管及时取得钻屑。此方法对钻进进度有一定的影响,却可以确保钻孔的洁净,避免抱钻问题发生,减少钻杆扭断几率。
        3.2钻探施工技术要点
        (1)避免抱钻问题出现
        钻探工程施工,抱钻问题是一个严重的施工事故,如果以较大倾角钻进,且钻进位置的地层结构过于破碎,钻进过程中很容易出现坍塌掉块问题,这是导致抱钻问题的根源。在这种情况下,可以借助以下方式,减少问题发生的几率:1)将内管捞出,先进行冲孔之后加尺,这样做可以避免钻屑掉入岩心管内,并且避免钻孔底部岩粉过多发生抱钻事故。钻屑清除完毕、工作面稳定,敲取内管岩芯。2)快速下入内管,内管下放完成、各参数数值稳定后,继续进行钻进,始终保持泥浆循环的通畅。
        (2)钻头选取
        工作人员按照地层特点配置钻头,这样可以避免孔内事故发生,也可以节约成本。工作人员要养成每次提起钻头即检查的习惯,保证钻头质量减少磨损造成的意外情况,保证钻探工程施工的顺利进行。
        (3)注意事项
        1)捞砂
        密切关注各项参数变化情况,当发现泵压与电流的异常,工作人员要立刻停止施工、提钻;孔洞清理应迅速,时间不宜过长;捞砂应按照排细捞粗原则进行捞取,当孔内的沉沙全部捞取完成后,进行下一步骤施工。
        2)清理泥浆
        及时使用新泥浆更换脏泥浆;确定搅拌新泥浆的责任人,一般定为当班班长,确保新泥浆搅拌均匀,以保证其质量。
        4结语
        随着资源的紧缺情况加剧,地质勘探工作越来越重要,随着钻进深度的增加,人们对钻探工程的要求也就越高,施工技术要求更加严格。为此,工作人员应深入探索施工技术要点,掌握施工技巧,进而更好的确保施工的顺利实施。
        参考文献:
        [1]许怡萍.关于钻探工程施工技术工艺的探究[J].当代化工研究,2018(03).
        [2]翟常修.钻探工程施工技术工艺研究及注意事项[J].新疆有色金属,2018(5).
        [3]周洪军.钻探工程施工技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2018(019).
        作者简介:董宇航(2002-4-8),男,汉族,陕西临潼人,研究方向为钻探施工方向。
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