特殊地質(zhì)條件下的深層地下水綜合鉆探技術(shù)研究

■　吳尊東

（黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150001）

特殊地質(zhì)條件下的深層地下水綜合鉆探技術(shù)研究

■吳尊東

（黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150001）

本文通過(guò)對(duì)找水方法以及相關(guān)的鉆探技術(shù)進(jìn)行綜合性的研究和探討，總結(jié)得出在特殊地質(zhì)條件下，合理的應(yīng)用各種綜合鉆探技術(shù)來(lái)開(kāi)采深層地下水，能夠產(chǎn)生良好的效果。不僅能夠解決水資源開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，還能夠有效的保障水資源的開(kāi)發(fā)量，提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，希望本文的研究能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員提供一定的參考和借鑒。

特殊地質(zhì)深層地下水綜合鉆探技術(shù)

我國(guó)各個(gè)區(qū)域的地質(zhì)條件都有著一定的差異，在特殊地質(zhì)的區(qū)域，水資源的開(kāi)采會(huì)具有一定的難度，為了能夠有效的保障人們可以飲用到充足的水，就需要采用合理的鉆探技術(shù)，來(lái)開(kāi)發(fā)深層地下水源，在保障深層水源開(kāi)發(fā)效果的前提下，盡可能的提高特殊地質(zhì)區(qū)域水源的開(kāi)發(fā)力度，從而有效的保障區(qū)域人們的用水量。

1　目前特殊地質(zhì)條件下的深層地下水鉆進(jìn)技術(shù)存在的問(wèn)題

為了能夠有效的保障人們的用水量，就需要充分的開(kāi)發(fā)深層地下水，這是我國(guó)目前水資源利用和開(kāi)發(fā)的主要趨勢(shì)。然而，要想能夠保障深層水資源開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率，就需要選用合理的鉆探技術(shù)，確定找水的合理方法，以保障深層地下水能得到有效開(kāi)發(fā)和利用。

相較于普通地質(zhì)區(qū)域，在具有特殊地質(zhì)的區(qū)域，深層地下水的開(kāi)發(fā)也會(huì)存在一定的難度，在這特殊地質(zhì)條件下，針對(duì)水資源的鉆探要采用合理的方法，只有方法得當(dāng)，才能夠正確的找出水資源的位置，保障深層地下水資源開(kāi)采的效率。而就我國(guó)目前在特殊地質(zhì)條件下所采用的深層地下水鉆探技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)用的技術(shù)類型為泥漿正循環(huán)鉆探方法，然而，這一方法在長(zhǎng)期的應(yīng)用中和社會(huì)的不斷發(fā)展中，其所具有的弊端逐漸暴露出來(lái)，以無(wú)法有效的滿足水資源開(kāi)發(fā)的需求，而就其所具有的缺點(diǎn)來(lái)說(shuō)，主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

（1）在進(jìn)行泥漿鉆進(jìn)的時(shí)候，通常都會(huì)對(duì)巖層造成一定的破壞，尤其是在特殊地質(zhì)條件下，其會(huì)使得巖層很容易出現(xiàn)裂縫，對(duì)水層孔壁造成污染，使得所開(kāi)采出來(lái)的水資源受到嚴(yán)重的污染侵蝕。另外，采用這一方法來(lái)對(duì)特殊地質(zhì)條件的深層水資源進(jìn)行位置的確定時(shí)，通常存在位置確定不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，也無(wú)法高效的測(cè)試出深層地下水中含有的各種物質(zhì)，無(wú)法判斷深層地下水的水質(zhì)等。

（2）采用泥漿正循環(huán)鉆探方法對(duì)深層地下水進(jìn)行鉆入的進(jìn)程中，當(dāng)鉆孔的深度越深的情況下，則鉆孔內(nèi)的泥漿也會(huì)出現(xiàn)增高的現(xiàn)象，這也就是說(shuō)，液壓頭會(huì)逐漸的增大，泥漿液柱的高度也會(huì)隨之增高，這樣就容易造成較大的壓力，使得水層被泥漿堵塞，地下水無(wú)法流出在，這樣就無(wú)法有效的測(cè)定出地下水中營(yíng)養(yǎng)化程度。

（3）在特殊地質(zhì)條件下，采用泥漿正循環(huán)鉆探法進(jìn)行地下水的開(kāi)采，在鉆進(jìn)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一定的殘?jiān)@些殘?jiān)鼤?huì)堵塞排出口，使得泥漿無(wú)法有效的排出，從而導(dǎo)致鉆進(jìn)的能力不足，這樣就會(huì)影響到深層地下水開(kāi)采的效率。

（4）特殊地質(zhì)區(qū)域，要是利用水文井進(jìn)行施工，但是這一施工方式的應(yīng)用會(huì)消耗較多的水資源，一般來(lái)說(shuō)，特殊地質(zhì)區(qū)域的水資源儲(chǔ)量本身并不豐富，采用這一方法進(jìn)行施工，不利于水資源的開(kāi)采，加上可能在鉆進(jìn)的過(guò)程中，出現(xiàn)滲漏的問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重降低開(kāi)采的效率，而且還會(huì)消耗大量的開(kāi)采費(fèi)用，從而使得開(kāi)采單位面臨嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

由上述可以看出，泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，有著諸多的弊端，無(wú)法有效的在特殊地質(zhì)區(qū)域開(kāi)采出充足的深層地下水，因此，需要采用其他的技術(shù)來(lái)進(jìn)行替代，而多工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)不僅能夠有效的彌補(bǔ)泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)中存在的不足，也會(huì)大大提升鉆進(jìn)施工的效率，由于其所具有的諸多優(yōu)勢(shì)，使得其逐漸受到了施工人員的青睞?？梢哉f(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)是目前最有效的深層地下水綜合鉆探技術(shù)，其能夠快速并且準(zhǔn)確的找到深層地下水的位置，保障鉆進(jìn)的速度，綜合的反映出深層地下水的水質(zhì)情況，從而為鉆探工作奠定良好的基礎(chǔ)。

2　水資源快速綜合鉆探技術(shù)

2.1多工藝空氣鉆探技術(shù)

這一技術(shù)的應(yīng)用，需要綜合考慮到當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，依據(jù)實(shí)際的施工條件，來(lái)應(yīng)用多工藝空氣鉆探技術(shù)，從而使得深層地下水的開(kāi)發(fā)效率得到提升，也使得深層地下水的開(kāi)發(fā)質(zhì)量逐漸提高。多工藝空氣鉆探技術(shù)中，主要包括的技術(shù)類型有空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)、氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)以及氣動(dòng)潛孔錘正循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)等，這些技術(shù)在長(zhǎng)期的發(fā)展中，得到了不斷的改進(jìn)，技術(shù)也更加的成熟，在運(yùn)用這些技術(shù)的時(shí)候，只需要做好相應(yīng)的地質(zhì)評(píng)價(jià)即可，在現(xiàn)有設(shè)備的配合下，就可以有效的進(jìn)行深層地下水開(kāi)采。

工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)是以壓縮空氣或者氣液混合物作為循環(huán)介質(zhì)，或者又兼作鉆進(jìn)時(shí)破巖機(jī)器動(dòng)力的一種綜合鉆進(jìn)技術(shù)方法，被視為當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛和最有發(fā)展前景的鉆探技術(shù)方法之一。目前，該項(xiàng)在我國(guó)東部地區(qū)較多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，提高了鉆探技術(shù)水平與競(jìng)爭(zhēng)力，明顯提高了鉆探效率、鉆孔質(zhì)量與鉆孔深度，加快了勘探施工速度，節(jié)約了成本，取得了巨大的成就。近年來(lái)，多工藝空氣鉆探技術(shù)已在特殊地質(zhì)的地下水勘查項(xiàng)目中得到應(yīng)用，取得良好的效果。

2.2大口徑液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)

液動(dòng)潛孔錘是相對(duì)氣動(dòng)潛孔錘而言，是利用循環(huán)液作為動(dòng)力的一種碎巖工具，液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)是獨(dú)具我國(guó)特色的一項(xiàng)優(yōu)質(zhì)、高效的鉆進(jìn)方法，目前該技術(shù)已在我國(guó)大陸科學(xué)深鉆中得以較好的應(yīng)用，也得到了國(guó)際鉆探界的高度重視與評(píng)價(jià)。而液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)在中硬一堅(jiān)硬巖層中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)，且有利于防止孔斜及減輕巖心的卡堵。

2.3多分支孔受控定向鉆探技術(shù)

在水井中的應(yīng)用受控定向鉆探技術(shù)就是采用孔底馬達(dá)和必要的彎接頭或彎外殼控制方向沿設(shè)計(jì)的軌跡進(jìn)行鉆進(jìn)，來(lái)達(dá)到預(yù)定的靶區(qū)內(nèi)，該項(xiàng)技術(shù)可在一個(gè)主孔的不同深度、不同方向鉆出多個(gè)分支孔，可大大提高鉆探效率，節(jié)約成本，提高鉆孔的綜合利用率。

目前，受控定向分支孔鉆探技術(shù)已成功地在固體礦產(chǎn)勘探中得到應(yīng)用，定向鉆探對(duì)接井技術(shù)也廣泛用于鹽礦、堿礦、煤層氣等領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用已為社會(huì)及生產(chǎn)單位帶來(lái)了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3　結(jié)語(yǔ)

總之，多工藝空氣鉆探技術(shù)和多分支孔受控定向鉆探技術(shù)等被視為現(xiàn)代國(guó)際鉆探技術(shù)的一次革命，具有技術(shù)含量大、應(yīng)用領(lǐng)域廣的特點(diǎn)，具有顯著的實(shí)用價(jià)值，不但能夠解決常規(guī)鉆進(jìn)過(guò)程中難以解決的許多問(wèn)題，更有效的是能夠大大提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，大幅度降低施工成本，在深層地下水的合理開(kāi)發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，特別是在我國(guó)特殊地質(zhì)地區(qū)進(jìn)行深層地下水的開(kāi)發(fā)有著巨大的發(fā)展空間。

[1]孟慶鴻,靳玉生,齊長(zhǎng)纓.采用先進(jìn)鉆探技術(shù)進(jìn)行水資源的快速評(píng)價(jià)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2012(04)

[2]趙國(guó)隆,李常茂.探礦工程與西部開(kāi)發(fā)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2013(03)

[3]耿瑞倫.多工藝空氣鉆進(jìn)技術(shù)成就與展望[J].探礦工程(巖土鉆掘工程).2012 (S1)

[4]桂和榮,孫林華.皖北任樓煤礦深層地下水稀土元素地球化學(xué)特征[J].煤炭學(xué)報(bào).2012(02)

P634.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-335-1