地質(zhì)鉆探施工的原則及質(zhì)量控制探析

羅 希

（湖南省煤田地質(zhì)局第六勘探隊(duì)，湖南 湘潭 411100）

在地質(zhì)鉆探施工過(guò)程中，在各類因素的影響下容易發(fā)生孔內(nèi)事故，進(jìn)而影響鉆探施工效率。因此，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制，盡量避免孔內(nèi)事故，促進(jìn)鉆探效益的提升。由此可見(jiàn)，對(duì)地質(zhì)鉆探施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

1 地質(zhì)鉆探施工特點(diǎn)

在地質(zhì)鉆探施工過(guò)程中，可采用普通硬質(zhì)合金鉆進(jìn)以及鐵砂鋼粒鉆進(jìn)施工工藝，但是鉆探效率比較低，并且在硬巖鉆探中，容易發(fā)生質(zhì)量或者安全問(wèn)題。現(xiàn)如今，在地質(zhì)鉆探中，推廣應(yīng)用金剛石鉆進(jìn)施工技術(shù)以及繩索取芯技術(shù)，可將二者進(jìn)行有效融合，提升鉆探施工效率，保障地質(zhì)鉆探經(jīng)濟(jì)效益。

在地質(zhì)鉆探中為了有效提升施工質(zhì)量，首先需了解鉆探特點(diǎn)，在應(yīng)用鉆機(jī)進(jìn)行鉆探施工時(shí)，一般采用單機(jī)操作方式，另外，還需聯(lián)合應(yīng)用鉆機(jī)、鉆具、發(fā)電機(jī)、泥漿泵等。在實(shí)際鉆探中，需將鉆塔作為基礎(chǔ)，一般可在鉆探施工場(chǎng)地上方搭設(shè)鉆塔，并與鉆機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)聯(lián)合應(yīng)用，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)升降進(jìn)行有效控制，確保滿足鉆探施工要求。

在地質(zhì)鉆探中，區(qū)域的地層條件以及鉆探施工人員綜合素質(zhì)、操作技術(shù)水平等均會(huì)對(duì)鉆探施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。這就要求對(duì)施工人員做好技術(shù)交底工作，合理預(yù)估鉆探施工各環(huán)節(jié)中可能會(huì)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題以及安全事故，并制定針對(duì)性預(yù)防控制策略。

2 地質(zhì)鉆探施工原則

在地質(zhì)鉆探施工中，必須做好施工組織，對(duì)鉆探過(guò)程做好協(xié)調(diào)管理，尤其需注意確定鉆探施工方式以及施工原則。地質(zhì)鉆探施工原則主要包括以下幾點(diǎn)：第一，先后順序施工原則。首先進(jìn)行基本工程施工，然后再進(jìn)行加密工程施工，在鉆探過(guò)程中，如果遇到0.5km～1km之間的地震網(wǎng)，則應(yīng)注意確定鉆探初期范圍，并將其作為初期設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。如果做在鉆探過(guò)程中遇到1km～2km地震網(wǎng)，則要求對(duì)全區(qū)總體形態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格控制。第二，先疏后密施工原則。對(duì)于地質(zhì)鉆探施工方案，要求將其劃分為多個(gè)施工步驟，在完成每期施工后，提交施工材料，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)后續(xù)施工方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在地震測(cè)線上進(jìn)行鉆探施工時(shí)，必須充分發(fā)揮鉆孔的優(yōu)勢(shì)，如果受到地面因素影響無(wú)法進(jìn)行鉆探施工，則應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，重新選擇鉆孔。

3 地質(zhì)鉆探施工前準(zhǔn)備工作

（1）現(xiàn)場(chǎng)踏勘與技術(shù)交底。在地質(zhì)鉆探施工前，首先需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，一般可采用現(xiàn)場(chǎng)踏勘方式，明確鉆探施工區(qū)域環(huán)境特征、供水情況、供電情況、交通條件等，確保鉆探設(shè)備能夠順利進(jìn)場(chǎng)。另外，對(duì)于施工鉆探施工過(guò)程中的鉆探人員、施工參數(shù)記錄人員等，需做好技術(shù)交底工作，為施工人員提供完善的安全防護(hù)措施。

（2）強(qiáng)化鉆探機(jī)械設(shè)備質(zhì)量管理。在地質(zhì)鉆探施工中，需應(yīng)用各種類型的鉆探機(jī)械設(shè)備，包括鉆桿、鉆機(jī)、泥漿泵等。在各類機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)以及安裝中，要求了解各類機(jī)械設(shè)備的使用性能，確保符合施工要求。另外，還需對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢查，在機(jī)械設(shè)備的使用過(guò)程中，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理以及維修管理，確保所有機(jī)械設(shè)備均能夠處于正常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而有效延長(zhǎng)鉆探機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

（3） 加強(qiáng)鉆探施工人員教育培訓(xùn)。在地質(zhì)鉆探施工中，鉆探施工人員操作技能對(duì)于施工質(zhì)量的影響較大，對(duì)此，應(yīng)組織施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)教育，使其能夠掌握先進(jìn)的鉆探施工工藝，明確各類鉆探設(shè)備的使用方式。另外，還需對(duì)施工過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題以及安全問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)鉆探施工人員加強(qiáng)安全教育，提升鉆探施工人員質(zhì)量控制意識(shí)以及質(zhì)量控制意識(shí)，嚴(yán)格規(guī)范鉆探施工操作。除此以外，還應(yīng)鼓勵(lì)鉆探施工人員積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的鉆探技術(shù)，了解新型鉆探設(shè)備的使用方法。地質(zhì)鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)工作人員較多，包括鉆工、管理人員、技術(shù)人員等，要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行科學(xué)合理的分配，使得所有施工人員都能夠明確自身工作職責(zé)。

4 地質(zhì)鉆探施工過(guò)程質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）清洗液合理選用。清洗液質(zhì)量對(duì)于地質(zhì)鉆探施工速度會(huì)產(chǎn)生較大影響，主要原因在于清洗液的流變性以及粘度會(huì)對(duì)鉆進(jìn)速率產(chǎn)生決定性影響。在鉆進(jìn)施工中如果清洗液粘度比較低，則在松軟地層進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)，容易發(fā)生漏失問(wèn)題。如果清洗液粘度比較高，則在鉆進(jìn)施工中，容易發(fā)生泥包鉆頭的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，只有結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜粘度的清洗液，才能夠保證鉆探施工的順利進(jìn)行，提升孔壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。具體而言，在實(shí)際施工中，應(yīng)詳細(xì)了解鉆探范圍內(nèi)地層實(shí)際情況，選用適宜粘度的清洗液。另外，在對(duì)破碎地層、遇水膨脹地層等進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制泵量，使得孔壁中的漿液能夠形成保護(hù)膜，進(jìn)而達(dá)到良好的護(hù)壁效果。除此以外，在地質(zhì)鉆探施工中，施工人員還可采用摸漿液的方式判斷漿液粘度是否合理。

（2）掏穴作業(yè)質(zhì)量控制。第一，在掏穴前，首先需充分沖洗井內(nèi)巖屑，保證井眼的通暢性。第二，在置入液壓割管刀前，要求在井口位置進(jìn)行開(kāi)刀試驗(yàn)，并對(duì)水泵壓力做好詳細(xì)記錄。

確定打開(kāi)刀體至下位時(shí)的最大壓力值，檢查工具開(kāi)合情況，判斷刀體打開(kāi)直徑是否與井口相適應(yīng)。第三，在下鉆過(guò)程中，應(yīng)注意緩慢穩(wěn)定下鉆，避免刀具碰撞到套管，在下降過(guò)程中，如果阻力較大，則應(yīng)緩慢提起鉆具，并回轉(zhuǎn)鉆具，然后繼續(xù)下鉆。第四，當(dāng)工具逐漸下放掏穴井段后，首先開(kāi)車慢速回轉(zhuǎn)，并進(jìn)行試開(kāi)泵，然后對(duì)孔內(nèi)逐漸施加流量，檢查泥漿泵壓力是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值要求，同時(shí)還需對(duì)開(kāi)車回轉(zhuǎn)扭矩進(jìn)行檢查，如果扭矩較大，則應(yīng)適當(dāng)縮小刀體直徑，降低回轉(zhuǎn)阻力。第五，在對(duì)玻璃鋼套管進(jìn)行銑割處理時(shí)，首先將鉆具下放至設(shè)計(jì)位置，然后開(kāi)車慢速回轉(zhuǎn)，對(duì)泵量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，然后再進(jìn)行銑割作業(yè)。第六，在掏穴施工中，每進(jìn)入0.5m，應(yīng)適當(dāng)放緩進(jìn)尺速度，當(dāng)鉆孔漏失后。可將麥稈壓入至孔底，將鉆具緩慢提離孔底，對(duì)泥漿性能進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行鉆進(jìn)施工，同時(shí)做好堵漏處理。

（3）可燃?xì)怏w抽放質(zhì)量控制?？扇?xì)怏w是伴生的清潔能源，其主要成分為甲烷，是一種十分寶貴的自然資源。當(dāng)井下可燃?xì)怏w處于原始狀態(tài)時(shí)，其主要賦存在礦層中。由于氣體密度小于空氣，因此其具有一定釋放壓力，在地質(zhì)鉆探施工中，在巖層移動(dòng)過(guò)程中，即可釋放出可燃?xì)怏w，如果控制不當(dāng)，則容易造成爆炸燃燒等安全事故，進(jìn)而影響煤礦生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全。對(duì)此，可采用井下鉆孔抽放技術(shù)，在井下巷道中設(shè)置鉆場(chǎng)，順礦層抽取可燃?xì)怏w。另外，為了有效解決可燃?xì)怏w超限問(wèn)題，可沿開(kāi)采層頂板巖層走向布置迎面定向水平長(zhǎng)鉆孔，抽放上鄰近層的可燃?xì)怏w。

（4）地質(zhì)與鉆探密切配合。鉆探技術(shù)類型比較多，在地質(zhì)鉆探施工中，要求結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的鉆探技術(shù)類型。為了保證地質(zhì)與鉆探能夠密切配合，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：第一，在鉆探施工前，首先需詳細(xì)了解礦井設(shè)計(jì)開(kāi)拓方案對(duì)于地質(zhì)條件的要求，明確地質(zhì)特征、地層變化規(guī)律等，在獲得豐富的地質(zhì)信息后，即可制定鉆探施工方案。第二，在鉆探過(guò)程中確定礦層厚度、奧灰頂界深度等，并對(duì)鉆探結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，如果存在偏差，則應(yīng)組織地質(zhì)專業(yè)工作人員進(jìn)行綜合分析，保證鉆探精度。

（5）完善鉆探效率定額。在地質(zhì)鉆探施工中，鉆探效率的影響因素比較多，對(duì)于鉆探效率定額，可根據(jù)鉆探設(shè)備進(jìn)行計(jì)算。為了完善鉆探效率定額，應(yīng)綜合考慮鉆探設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素等。

（6）孔內(nèi)事故處理。在地質(zhì)鉆探施工中，孔內(nèi)事故比較常見(jiàn)，如果控制不當(dāng)，則會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，在地質(zhì)鉆探質(zhì)量控制中，要求對(duì)孔內(nèi)事故做好有效的預(yù)防控制策略，孔內(nèi)事故的誘發(fā)因素比較多，比如在鉆進(jìn)施工中忽然不進(jìn)尺、在回轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生脫鉆問(wèn)題、在鉆井施工中回轉(zhuǎn)阻力增加等。對(duì)此，在地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故預(yù)防處理中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，確定斷頭所屬地層以及深度條件，然后在進(jìn)行孔內(nèi)事故預(yù)防處理。為了避免發(fā)生斷頭事故，在下鉆過(guò)程中應(yīng)保持緩慢平穩(wěn)。第二，在對(duì)燒鉆、埋鉆等孔內(nèi)事故進(jìn)行處理時(shí)，可采用千斤頂起拔，保障頂坐墊平穩(wěn)，如果頂力比較大，則每頂10cm就應(yīng)稍作停頓，然后繼續(xù)頂。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)每天地質(zhì)鉆探過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。地質(zhì)鉆探設(shè)備和技術(shù)比較復(fù)雜，在鉆探過(guò)程中容易受到地層因素、鉆探人員操作技能等因素的影響，因此鉆探控制難度較大。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)鉆探要求以及區(qū)域地質(zhì)條件制定地質(zhì)鉆探施工方案，對(duì)鉆探設(shè)備、鉆進(jìn)工藝等進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證鉆探施工質(zhì)量。