野外地质钻探工艺的优化策略探究

3.0 闻远设计 2023-08-13 144 4 19.36KB 2 页 1光币

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野外地质钻探工艺的优化策略探究

摘要：在地质勘探作业中钻探工程是其最重要的技术手段之一, 其主要目的是为了获取完整

的岩矿芯, 并对岩土物理学相关指标及其特性进行进一步明确, 从而为工程设计提供准确而有效

的勘察资料。而钻探的质量是整个工程建筑稳定、安全的关键, 因此, 优化钻探工艺十分重要。

本文以各种地质钻探技术为研究对象, 介绍了关于如何制定科学合理的钻探施工方案的策略, 以

期望对后续的地质钻探提供参考和借鉴。

关键词：地质钻探,钻探工艺, 方案优化

在日常的地质工程钻探实践中, 钻探过程是地质勘察的主要方式和手段之一, 通过地质钻探能够

获取较为完整的芯体, 从而更加精确和完整的判定岩石的物力性质, 提供较为精准的地质勘察资

料, 为后期的工程设计和施工提供参照。在具体的钻探工程实践中, 保证钻探质量是确保工程建

设效率的关键, 加之水文地质条件的复杂和多变, 选取合理的钻探技术显得尤为关键。

1关于地质钻探施工的相关设备简介

就地质钻探施工本身而言, 涉及到的钻探设备和机械主要涵盖:钻井设备、泥浆泵送设备、动力

传动设备及钻井塔架结构。钻探设备是用于地质钻探及钻孔施工过程中较为关键的设备之一,

泥浆泵送设备又称为钻井高压泵, 是实现持续向钻孔内部输送泥浆及清洗液体的主要机械设

备。钻井塔架结构又称为井架, 主要用于承重, 并未设备提供支撑。一般情况而言, 钻孔设备分

为立柱式钻井设备、旋转式钻井设备及顶部驱动式钻井设备。其中, 立柱式钻井设备主要动力

来源为液压传动组件, 通过曲柄连杆转动带动钻探杆上下运动, 该设备具备运转可靠性强、结构

构造简洁、利于拆卸和组装等诸多优点, 该设备目前已经成为地质勘探过程中主流的设备之

一。市面上比较流行的 XY 型钻机就是典型的具备我国工程施工特色的金刚石钻头钻井设备。

旋转式钻井设备主要是利用自身的自重并配合液压系统提供动力, 该设备自重较大, 移动困难,

且钻井口径较大, 适用于大口径钻井施工。顶部驱动式钻井设备主要动力来源也是液压系统, 通

过液压电动机设备提供转动力, 该设备具备转速快, 自动化程度高及运转噪声小等诸多优势, 能

够实现转速的快速切换, 但考虑到该设备造价较为昂贵, 目前在工程实践中使用较少。综上所述,

上述三种钻井设备在具体的钻探施工过程中各具优势, 在具体使用过程中, 必须结合当地的地质

条件, 综合考虑经济性做出选择。

2关于金刚石钻探杆钻探技术分析

采用金刚石钻探杆作为钻井设备主要具备以下基本优势:首先, 由于金刚石钻探杆材料坚硬, 在

具体的钻探过程中不需要考虑钻探杆的损伤, 其钻探效率较高。对于同一位置的地层钻进施工,

选用金刚石钻头与普通钢钻相比, 其单位时间的推进距离至少高出几倍, 以月为统计单位计算,

其钻探效率要明显高于普通钻头 80%以上, Ⅵ选用金刚石钻探能够适应强度等级在级及以上的

岩石。此外, 选用金刚石钻头钻探, 其钻探效率还有继续提高的可能, 譬如, 可以配合使用刚度较

高的钻杆和性能良好的钻探液可以进一步加快钻速, 提升钻探效率;采用井下换钻技术能够削减

辅助设施准备时间, 间接提高设备效率。

再者是, 使用金刚石钻头所钻进的井位整体质量较高。使用金刚石钻头可以在短时间内获取较

为完整的岩石芯体, 科学研究表面, 在完整的岩石中, 使用金刚石钻头一次性获取满足要求的岩

石芯体的概率在 95%以上, 对于稍微裂隙发育的岩层, 通过使用改良的双孔钻井技术一次性获取

完整岩石芯体的概率也在 85%以上。此外, 由于设备刚度较大, 在外部冲击荷载的作用下出现的

变形较小, 能够保证所取岩石芯体的完整性和表面平整性, 利于客观反应岩层内部的真实力学特

性。由于金刚石钻头钻井过程中对周围岩层的扰动较小, 孔内出现钻井内部垮塌的事故风险较

低, 且钻杆与孔壁间距较小, 出现钻探杆故障容易快速解决。综上, 高效率、高质量、低劳动强

度、低事故降低了钻探成本, 致使金刚石钻进在钻探工程中被广泛使用, 然而, 对于坚硬、致

密、易出现打滑的地层, 如果钻头选择不当, 就有可能造成麻烦, 降低钻进效率。对付这种岩层,

可采取改变钻头胎体的几何形状结构等办法, 比如将钻头刃部改为锯齿状或单双块形状。但是

这种措施降低了钻头的使用寿命, 可能造成碰损掉块等不良后果。

3关于绳索吊装取芯钻探法的分析

本段提及的绳索取芯体钻进技术的原理和本质主要是针对于在钻探杆钻进过程中, 如果遇到钻

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摘要：

野外地质钻探工艺的优化策略探究摘要：在地质勘探作业中钻探工程是其最重要的技术手段之一,其主要目的是为了获取完整的岩矿芯,并对岩土物理学相关指标及其特性进行进一步明确,从而为工程设计提供准确而有效的勘察资料。而钻探的质量是整个工程建筑稳定、安全的关键,因此,优化钻探工艺十分重要。本文以各种地质钻探技术为研究对象,介绍了关于如何制定科学合理的钻探施工方案的策略,以期望对后续的地质钻探提供参考和借鉴。关键词：地质钻探,钻探工艺,方案优化在日常的地质工程钻探实践中,钻探过程是地质勘察的主要方式和手段之一,通过地质钻探能够获取较为完整的芯体,从而更加精确和完整的判定岩石的物力性质,提供较...

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