新型環(huán)保地質(zhì)鉆探技術(shù)測(cè)試及應(yīng)用

郭翔

摘? ?要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，環(huán)境污染、資源枯竭等問題逐漸凸顯，地質(zhì)鉆探作為一種系統(tǒng)性的工作模式，通過鉆探機(jī)械設(shè)備與鉆探工藝獲得地表之下的巖芯，進(jìn)而分析地層巖性特征，可以為工程設(shè)計(jì)施工以及礦產(chǎn)資源開采等提出可靠性的參數(shù)。與此同時(shí)，在鉆探過程中會(huì)引發(fā)不同程度的環(huán)境污染問題，為了解決此種問題，就需要探究合理的、新型環(huán)保的技術(shù)手段?；诖?，本文主要對(duì)新型環(huán)保地質(zhì)鉆探技術(shù)的測(cè)試及應(yīng)用進(jìn)行探索、分析。

關(guān)鍵詞：新型環(huán)保? 地質(zhì)鉆探技術(shù)? 綠色節(jié)能

中圖分類號(hào)：TU195? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0038-02

地質(zhì)鉆探是一項(xiàng)系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，是使用純機(jī)械獲得地表以下真實(shí)巖土試驗(yàn)樣品的最有效的手段，是一種驗(yàn)證地質(zhì)勘察理論以及推理、物理探測(cè)分析和礦產(chǎn)儲(chǔ)量估算等的重要方式。

1? 地質(zhì)鉆探技術(shù)特點(diǎn)

地質(zhì)鉆探的鉆進(jìn)深度一般不會(huì)太大，常規(guī)的水文和工程地質(zhì)孔深在十幾米到100m左右，通過簡(jiǎn)單的鉆探法與輕便的鉆機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)。開展鉆探工作具有綜合性的作用，一個(gè)鉆孔不僅要分析地層的巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及周邊的水文地質(zhì)條件，還要進(jìn)行土工試驗(yàn)取樣、水文監(jiān)測(cè)等相關(guān)工作，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。工程地質(zhì)鉆探在鉆進(jìn)方式、鉆孔的機(jī)構(gòu)特征以及鉆進(jìn)過程中要求嚴(yán)格。在工程開展中遇到各種復(fù)雜的環(huán)境均可以廣泛應(yīng)用，不會(huì)受到地質(zhì)條件等因素的影響與限制，可以直接地觀察巖芯與采樣，精度相對(duì)較高，勘察速度相對(duì)較快。地質(zhì)鉆探或多或少都會(huì)對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生一些影響。在鉆進(jìn)過程中如果出現(xiàn)井噴或者孔壁坍塌等問題，會(huì)導(dǎo)致含油回注水進(jìn)入到地下水含水層中，造成局部地下水污染，且鉆井泥漿、廢水以及廢氣等都會(huì)給周邊的生態(tài)環(huán)境造成不同程度的破壞。

2? 新型環(huán)保地質(zhì)鉆探技術(shù)價(jià)值

在地質(zhì)鉆探施工中可能會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體、廢石、廢物、以及粉塵、噪聲等，這些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致不同程度的環(huán)境污染問題。產(chǎn)生的廢氣不僅會(huì)直接影響作業(yè)環(huán)境，嚴(yán)重的甚至?xí)o鄰近的人類居住區(qū)等造成較為嚴(yán)重的影響，還會(huì)破壞動(dòng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境，在一定程度上破壞周邊的生態(tài)平衡。在地質(zhì)鉆探施工中產(chǎn)生的機(jī)械噪聲、柴油機(jī)中柴油不完全燃燒后排放出的廢氣、鉆孔作業(yè)產(chǎn)生的大量廢泥漿以及廢油液等等，這些物質(zhì)都會(huì)給周邊的生態(tài)環(huán)境造成不良影響。其中潛在危害最大的就是一些有毒有害的氣體和物質(zhì)，這些物質(zhì)進(jìn)入到水體、土體之后會(huì)導(dǎo)致水土以及大氣出現(xiàn)不同程度的污染，嚴(yán)重地影響了人類及其生物群體的健康。為了有效提升地質(zhì)鉆探施工的環(huán)保性，就要對(duì)在地質(zhì)鉆探施工產(chǎn)生的有害氣體、固體廢物及粉塵等有針對(duì)性的方式進(jìn)行源頭控制，從根本上降低對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的侵害與污染。通過地質(zhì)鉆探環(huán)保技術(shù)手段，可以有效改善傳統(tǒng)施工的弊端，通過對(duì)各種有毒有害氣體的合理處置，并對(duì)一些可以回收的固體廢物進(jìn)行二次回收利用，不僅僅是有效地控制了污染問題，也提升了自然資源的利用效率。對(duì)此，在各種新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展之下，地質(zhì)鉆探必須要對(duì)其進(jìn)行合理運(yùn)用，保持綠色、環(huán)保的理念進(jìn)行地質(zhì)鉆探施工作業(yè)，為國(guó)家自然資源的開發(fā)與合理利用、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與優(yōu)化發(fā)展工作奠定基礎(chǔ)。

3? 新型環(huán)保地質(zhì)鉆探技術(shù)測(cè)試及應(yīng)用

為了提升地質(zhì)鉆探工藝的環(huán)保性、科學(xué)性，就要根據(jù)各地區(qū)探究適用的新型環(huán)保鉆探技術(shù)手段，要基于綠色環(huán)保理念，靈活采用各種新方法、新設(shè)備、新工藝。

3.1 金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)

不同的鉆探工藝所使用的設(shè)備也是不同的。地質(zhì)勘探中鉆探設(shè)備具有較為重要的作用，直接影響到勘探的精度與質(zhì)量。建國(guó)初期，我國(guó)使用的鉆探設(shè)備以及基礎(chǔ)磨料存在有很多不足：污染大、安全系數(shù)低等，但是現(xiàn)在我國(guó)的鉆探設(shè)備在不斷地成熟、更新。國(guó)內(nèi)技術(shù)專家通過大量的研究計(jì)算，不斷進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，逐漸研制出工效較高、壽命較長(zhǎng)的繩索取芯金剛石鉆頭，在不同地層中應(yīng)用可以提升施工質(zhì)量與效果。截止目前，金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)逐漸成熟，應(yīng)用區(qū)域也在逐漸擴(kuò)大，有效地推動(dòng)了地質(zhì)勘探事業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

3.2 液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)

液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)不僅可以有效地進(jìn)行回轉(zhuǎn)式的鉆進(jìn)，還可以進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，將這兩種方式有效地融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的破碎，可以有效地彌補(bǔ)鉆孔進(jìn)尺不足等問題。在鉆井過程中可以通過泥漿泵提供能源，將其直接驅(qū)動(dòng)組合利用鉆具中液動(dòng)潛孔錘進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷增加鉆頭沖擊荷載，進(jìn)而在回轉(zhuǎn)剪切的作用之下，敲碎地層巖石。

3.3 新型節(jié)水鉆探技術(shù)

新型節(jié)水鉆探技術(shù)是一種綠色環(huán)保的技術(shù)手段，主要就是在干旱地區(qū)以及地層深部有水的地區(qū)中應(yīng)用，在生產(chǎn)作業(yè)中無需接觸到孔壁，這樣就會(huì)有效地減少水資源浪費(fèi)等問題，此種手段鉆探效率較高，具有節(jié)省水資源的優(yōu)勢(shì)，合理地應(yīng)用此種技術(shù)手段，可以有效地解決干旱地區(qū)水資源匱乏等問題，進(jìn)而有效地減少了作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，也在一定程度上避免了對(duì)周邊環(huán)境的污染。

3.4 水平對(duì)接井鉆進(jìn)技術(shù)

此技術(shù)可以有效地提升鉆進(jìn)速度，通過水平對(duì)接井鉆進(jìn)技術(shù)可以降低在工程中占用的土地資源，具有環(huán)保的作用。在生產(chǎn)作業(yè)中要精準(zhǔn)鉆進(jìn)巖鹽層，也要實(shí)現(xiàn)在相互平行幾百米的距離中實(shí)現(xiàn)貫穿，施工難度相對(duì)較大。

3.5 多工藝空氣反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)

相對(duì)于普通的技術(shù)來說，此種技術(shù)可以提升工作效率與質(zhì)量，進(jìn)而降低成本投入，鉆孔質(zhì)量良好，可以有效地在繩索鉆芯鉆探技術(shù)中拓展運(yùn)用。利用空氣壓縮為潛孔錘鉆提供動(dòng)力，提升鉆進(jìn)工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)潛孔錘的往復(fù)作業(yè)，通過廢氣將巖屑帶出地表，此種方式在不同地層中的鉆進(jìn)方式也具有一定的差異性。液壓動(dòng)力頭鉆進(jìn)在應(yīng)用中主要就是采用單通道動(dòng)力頭和雙通道動(dòng)力頭，不斷壓縮空氣的方式將其送到雙壁鉆桿環(huán)狀間隙中，在循環(huán)氣動(dòng)潛孔的反驅(qū)動(dòng)作用之下，利用鉆頭底部通過內(nèi)管中空通道返回地表，實(shí)現(xiàn)反循環(huán)的鉆進(jìn)工作。

3.6 新型鉆探技術(shù)裝備

在不久的將來，新型鉆探裝備的研制成果會(huì)不斷成熟，根據(jù)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的新要求，國(guó)內(nèi)在鉆探技術(shù)裝備研發(fā)中獲得一定的成功，現(xiàn)階段，在超深井鉆探技術(shù)、海域天然氣水合物開采技術(shù)中綜合應(yīng)用水平井施工、多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù)、定向?qū)舆B通井技術(shù)是新興手段，可以有效地解決世界海域天然氣水合物開采中存在的關(guān)鍵性問題。

4? 結(jié)語

人類與自然之間，資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)是永恒的話題。分析地質(zhì)鉆探技術(shù)，了解地質(zhì)鉆探特征，采用新型環(huán)保技術(shù)手段，可以有效地減少鉆探引起的污染問題，為綠色鉆探的開展提供了技術(shù)支撐，為人類的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。

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