解析高原地區(qū)鉆探工程裝備及工藝技術(shù)適應(yīng)性

摘要 我國(guó)西部高原地區(qū)的自然環(huán)境不好，地理位置較遠(yuǎn)，交通也不便利，這些給調(diào)查高原地區(qū)的地質(zhì)工作帶來(lái)了影響，尤其是給鉆探施工工作帶來(lái)更多不利的影響，文中分析了高原地區(qū)的鉆探工程施工技術(shù)的特征，并對(duì)施工者和鉆探設(shè)施的高原適用性等進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 高原地區(qū)；鉆探工程；工藝技術(shù)

中圖分類號(hào) P634 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）122-0148-01

高原地區(qū)為我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)景區(qū)域，由于以前受當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的影響，高原地區(qū)的地質(zhì)工作程度不高。近段時(shí)間以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重心向西部轉(zhuǎn)移以及礦產(chǎn)資源出現(xiàn)供給與需求的矛盾，高原地區(qū)變?yōu)閲?guó)土資源調(diào)查工作的主要地區(qū)。

1 鉆探施工特征研究

我國(guó)高原地區(qū)具有其特有的地理?xiàng)l件與地質(zhì)環(huán)境，以及受地質(zhì)調(diào)查活動(dòng)的性質(zhì)以及特性的束縛，高原地區(qū)的鉆探和其它工程鉆探相比，具有一定的獨(dú)特性，主要體現(xiàn)在：

1）交通與搬遷不便利。我國(guó)昆侖山地區(qū)以及青藏高原地區(qū)可能成為礦產(chǎn)遠(yuǎn)景地區(qū)，為當(dāng)前地質(zhì)調(diào)查的主要區(qū)域。這些地方與居民區(qū)和工礦地區(qū)較遠(yuǎn)，從隊(duì)里去工作的地方，就是較近的距離也要有幾千公里，而且很多都為山區(qū)道路，有時(shí)候下一場(chǎng)大雨，就會(huì)導(dǎo)致道路中斷。有的礦區(qū)道路條件很不好，有時(shí)將探測(cè)儀器拉到目的地之后，導(dǎo)致其不能正常使用，嚴(yán)重的還會(huì)致使車輛油箱損壞以及車軸斷裂等狀況。受地質(zhì)調(diào)查工作程度的影響，即使在鉆探地區(qū)里面，鉆探工具的搬遷工作也是比較困難的。

2）工作的時(shí)間短。受高原地區(qū)地理環(huán)境的影響，每年只能在五月到九月這幾個(gè)月之間工作，其余的時(shí)間都是冰凍時(shí)期。海拔高于四千五百米的背陰地方，常年積雪。再受交通不順暢以及鉆探設(shè)備老化等方面的影響，導(dǎo)致工期延后或者是鉆探率不高，甚至連三百至四百米深的鉆孔都完成不了。

3）生存環(huán)境較差，工作條件具有不安全因素。高原地區(qū)海拔比較高，嚴(yán)重的高原反應(yīng)和較差的生活環(huán)境，超強(qiáng)的體力勞動(dòng)是對(duì)鉆探工作者身體素質(zhì)的一種挑戰(zhàn)。在環(huán)境較好的地區(qū)，年齡在四、五十歲時(shí)期，擁有較熟練地技術(shù)，擁有較好技術(shù)的機(jī)班長(zhǎng)為機(jī)臺(tái)的主要力量。但是在高原區(qū)域，超過(guò)四十五歲的人員通常情況下，就不適應(yīng)從事鉆機(jī)操作。

4）沒(méi)有適應(yīng)高原地區(qū)專用的鉆探設(shè)施。高原地區(qū)的交通條件都不好，實(shí)際上應(yīng)該使用簡(jiǎn)便的儀器，但是海拔較高的地方氧氣比較稀少，有些動(dòng)力設(shè)施不能適應(yīng)高原環(huán)境，或者是設(shè)備陳舊的原因，導(dǎo)致設(shè)備的使用率不高，就需要用大型的設(shè)施進(jìn)行工作。例如新疆和青海等地，施工只有三百或則是四百米深的鉆孔，就要使用立軸式的千米鉆機(jī)，使得多出一些不合理的搬遷花銷與材料的浪費(fèi)。

2 鉆探設(shè)備適應(yīng)性研究

1）動(dòng)力機(jī)的使用。依據(jù)相關(guān)資料，當(dāng)前國(guó)外使用的動(dòng)力機(jī)其最高海拔小于三千八百米，我國(guó)青海地區(qū)鉆探施工使用高度將近五千米。于是，鉆探設(shè)施動(dòng)力機(jī)要含有進(jìn)氣增壓并含有中冷的高原功率型增壓器，國(guó)外現(xiàn)已擁有這種內(nèi)燃機(jī)。

高原使用的內(nèi)燃機(jī)的供油量與供油前提角要便于調(diào)整。依據(jù)青藏鐵路的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，通常狀況下，在高度大約為兩千五百米時(shí)，高度每提高三百米，發(fā)動(dòng)機(jī)油量校正百分之四，控制機(jī)械負(fù)荷以及熱負(fù)荷的提高，通過(guò)調(diào)整燃油系統(tǒng)能夠防止出現(xiàn)黑煙和高燃油消耗。受空氣阻力小的影響，增壓器通常會(huì)比正常的運(yùn)轉(zhuǎn)速度要快很多，使得軸瓦損壞程度加快，一般情況下，每隔兩千五百小時(shí)換一次軸瓦。

在高原地區(qū)進(jìn)行鉆探施工過(guò)程中，要高度注意發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)的特征。通常狀況下，在溫度高于零下十?dāng)z氏度時(shí)，不用使用啟動(dòng)設(shè)施，在溫度低于零下十?dāng)z氏度時(shí)，就需要使用啟動(dòng)輔助設(shè)備。當(dāng)前，國(guó)外對(duì)這方面的研究具有一定的經(jīng)驗(yàn)，有我們學(xué)習(xí)與借鑒的東西。

我國(guó)冬季的施工和國(guó)外有不一樣的地方。我國(guó)高原地區(qū)鉆探施工條件為：溫度低并且空氣稀薄，假如發(fā)動(dòng)機(jī)使用水冷系統(tǒng)，要與散熱器壓力蓋一起使用，把它變成超壓封閉的循環(huán)系統(tǒng)。一般情況下，在高度為四千米以上水的沸點(diǎn)下降到八十七攝氏度，裝置壓力閥能夠使水的沸點(diǎn)升高。高原區(qū)域水份蒸發(fā)的特別快，如果利用硬水，壓力閥門(mén)比較容易出現(xiàn)結(jié)垢，所以最好用軟水。選擇使用風(fēng)冷式動(dòng)力機(jī)，不僅能夠較小裝備質(zhì)量，還能夠防止出現(xiàn)管路凍結(jié)。于是，高原地區(qū)常使用該種動(dòng)力機(jī)。

2）鉆機(jī)液壓系統(tǒng)研究。高的區(qū)域，氣壓比較低，如果海拔在四千六百米時(shí)，它的大氣壓強(qiáng)大約為零點(diǎn)零六兆帕。在這個(gè)環(huán)境下，液壓鉆探裝置里的液壓油里出現(xiàn)的氣泡不容易解除，可以在郵箱里增加壓強(qiáng)。當(dāng)前從外國(guó)引入的設(shè)備里有的使用了含有壓力郵箱的封閉式循環(huán)系統(tǒng)。

海拔較高地方，溫度都比較低，紫外線強(qiáng)度也比較強(qiáng)，鉆機(jī)有機(jī)材料漏出來(lái)的部分就要選擇使用抗紫外線的材料，抗老化的塑料或者是橡膠，對(duì)于密封的就可以使用低溫的材料，例如，丁腈低溫橡膠。這種材料在零下四十?dāng)z氏度時(shí)，它的扯斷力以及延伸性都是比較好的。合理選用潤(rùn)滑油，還要保障所使用的油是干凈的。所使用的柴油質(zhì)量要在CF級(jí)之上。

3）鉆機(jī)要輕量化，便于鉆機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。高原地區(qū)的交通條件不好，因此鉆機(jī)與遷移鉆探儀器的大型車輛不適應(yīng)在高原地區(qū)使用，使用飛機(jī)進(jìn)行設(shè)備的搬遷也不適用此地。在海拔較高的地方采用的鉆機(jī)應(yīng)具有質(zhì)量較輕，小型的特征，設(shè)計(jì)與使用的鉆機(jī)要關(guān)注它的遷移功能，來(lái)降低鉆探設(shè)備的遷移難度，降低由于鉆探施工遷移設(shè)備而造成高原環(huán)境的破壞。就這方面來(lái)講，國(guó)外擁有一定的經(jīng)驗(yàn)，主要有：鉆機(jī)結(jié)構(gòu)件與機(jī)架都使用的是輕合金原料，其它地方構(gòu)件都是鎂合金等材料制作而成的。

新型鉆機(jī)的制成要具有組件化的觀念。對(duì)于海拔較高的地區(qū)，可以使用具有組合形式的鉆機(jī)，和以前習(xí)慣的解體性高，控制構(gòu)建的質(zhì)量，來(lái)解決鉆機(jī)設(shè)備搬遷困難的想法不同。經(jīng)過(guò)模塊式的設(shè)計(jì)思想，能夠?qū)⑼瓿傻脑O(shè)備拆成多個(gè)組件的集合，各個(gè)組件成為一個(gè)部分，使其可以獨(dú)立地進(jìn)行搬運(yùn)，來(lái)滿足鉆孔間以及場(chǎng)地里的裝卸簡(jiǎn)便的要求。使用這個(gè)設(shè)計(jì)想法，可以處理好設(shè)備搬運(yùn)困難的問(wèn)題，降低了人員抬運(yùn)儀器的勞動(dòng)程度，而且能夠解決鉆探設(shè)施小型化以后，設(shè)備能力不能適應(yīng)鉆探工作需求的現(xiàn)

象。能夠適用于多種輕型鉆機(jī)，利用不同的技術(shù)施工時(shí)，需要的壓縮空氣質(zhì)量也是不一樣的，經(jīng)過(guò)使用不一樣數(shù)量的“空氣機(jī)”模塊構(gòu)件來(lái)適應(yīng)不一樣的鉆探工藝需求。

3 總結(jié)

我國(guó)西部高原地區(qū)的自然環(huán)境不好，地理位置較遠(yuǎn)，交通也不便利，這些給調(diào)查高原地區(qū)的地質(zhì)工作帶來(lái)了影響，尤其是給鉆探施工工作帶來(lái)更多不利的影響，文中分析了高原地區(qū)的鉆探工程施工技術(shù)的特征，并對(duì)施工者和鉆探設(shè)施的高原適用性等進(jìn)行了研究。

參考文獻(xiàn)

[1]陳利益，王勝，張永勤.高原凍土天然氣水合物探低溫泥漿基礎(chǔ)液研究[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2010，22.

[2]王勝，張永勤.無(wú)固相低溫鉆進(jìn)液的研制——用于青藏高原永凍層天然氣水合物的鉆探[J].天然氣工業(yè)，2009，06.

[3]林曉鵬.高原高寒條件下壓力鋼管焊接工藝研究[J].人民長(zhǎng)江，2010，12.