钻探工程施工技术要点分析

李录良

[摘要]随着科技进步与经济的快速发展，钻探工程应用范围越发广泛，本文围绕着钻探设备、钻探工艺、钻探技术要点，结合笔者实际工作经验，论述一下地质钻探技术的具体运用。

[关键词]地质 钻探 技术要点 运用

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-201-2

1引言

钻探工程是地质勘探的施工技术手段，是由钻机、钢管、钻头作为一个整体，在动力设备的带动下，以轴心压力为作用力，对地层进行破碎施工，从而达到获取岩芯、了解内部地质情况的工程。钻探工程可以在多种环境下进行，对于不同的环境、不同的地质情况，需要掌握正确的施工技术，应用合适的设备设施，才能有效保证钻探工程质量，完成地质勘探任务。

2钻探设备与方法

2.1钻探设备。在钻探设备的组成中，主要的部分是钻杆、钻头、钢管、冲洗液。

（1）钻杆。钻杆为钢质圆管，单根长度为4.5米或6米，直径为42毫米或50毫米，其作用是连接并带动钻头在地层中上下运动，其连接方式有螺纹丝扣连接和焊接两种，其中螺纹丝扣连接又分作内丝与外丝连接。

（2）钻头。钻头按照使用部位的材质划分为：硬质合金、金刚石、钢粒三种类型。钢粒钻头适用于Ⅶ一Ⅻ级的坚硬地层；硬质合金钻头适用于小于Ⅷ级的沉积岩及部分变质岩、岩浆岩；金刚石钻头适用于Ⅸ级以上的最坚硬岩层。金刚石钻头是应用最为广泛的钻头，使用该钻头的钻进方法，具有钻孔光滑、钻进速度快、安全可靠、节约费用等优点。

（3）钢管。又名套管、岩芯管，其主要作用是支撑钻孔孔壁，防止孔洞发生变形或坍塌。

（4）冲洗液。根据不同的地质结构，冲洗液有相应的不同配方，下表列出了一些常用配方。I号配方，适用于完整灰岩地层；Ⅱ号配方，适用于鹅卵石、流沙、灰岩为主的地层段；Ⅲ号配方，适用于煤系地层；Ⅳ号配方，适用于泥岩段地层；V号配方，是最常应用的常规配方；Ⅵ号配方，适用于煤系地层或泥岩和粉砂岩交叠地层。

2.2钻探方法。钻探方法主要有冲击钻探、回转钻探、振动钻探和冲洗钻探。冲击钻进：适用于比较坚硬的岩石（碎石）层或土层，对岩石层，采取孔底全面冲击钻进方法；对坚硬的土层，在冲击力的作用下，以钻头刃口切削的方式逐渐钻进。回转钻进：当钻头钻进模式为环状钻进的时候，可以提取岩芯，以供取样勘察；当钻头钻进模式为全面钻进的时候，其钻进轨迹为螺旋曲线状，不在考虑提取岩芯。振动钻进：多用于钻探深度较小的土层，尤其是多用于土壤颗粒较为细小的土层。其特点是方便快速，操作简单。冲洗钻进：根据地层性质，使用冲洗液配合钻头钻进，使用该方法，无法获取地质结构岩芯样品，无法对钻取物进行鉴别。

3钻探施工技术要点

3.1钻探施工工艺要点

（1）上部地层钻探工艺。根据地层特点，避开地层空洞区，将钢管下至岩石层，为有效防止钢管发生断裂情况，必要时下两路钢管。

（2）坍塌严重孔壁的钻探工艺。通过控制钻探压力、钻机转速，进行减压钻进。配制比例适合的冲洗液，每两个班次进行孔壁冲洗工作，以保证钻孔内各项参数的稳定性，待参数稳定后，再放下内管继续钻探。在坍塌较为严重的时候，必须及时更换钻探措施。

（3）地层倾角较大地层的钻探工艺。当地层倾角较大的时候，很容易发生较为严重的坍塌现象，此时，第一应该全孔进浆，这样做可以用新浆代替脏泥浆；第二要注意钻进参数，保持一定的钻速，防止出现抱钻现象。

（4）边捞砂边单管的钻进工艺。当不能采取绳索取芯工艺的时候，可以使用边捞砂边单管的钻进工艺，采用减小压力、降低转速的钻进方式，同时使用捞砂管及时捞取钻屑，虽然影响了钻探进度，但是可以有效保证钻孔的洁净度，可以防止钻杆发生扭断情况，可以防止出现抱钻现象。最终保障了钻探的成功进行。

（5）换径钻进的钻进工艺。当孔内钻屑无法被顺利排除的时候，需要及时更换钻头进行钻进，此时需要密切注意泵压，当各参数稳定而泵压突然降低的时候，需要立即检查钻具，如若钻具、钻杆或是接箍出现漏水现象，必须立即更换，以防止出现抱钻、钻杆扭断等事故的发生。

3.2钻探施工技术要点

（1）防止抱钻。在钻探工程中，抱钻是一个较为严重的事故，当钻进倾角较大，地层结构比较破碎的时候，钻孔就容易发生坍塌掉块等现象，于是容易发生抱钻事故。根据本人工作经验，采取以下步骤可以有效避免该事故的发生。第一步，捞出内管，先冲孔再加尺。此举既可以防止钻屑进入岩芯管，又可以防止因孔底岩粉积累过多而发生抱钻事故。清扫干净后，待工作面稳定后，敲取内管岩芯。第二步，下入内管的时候速度要快，在内管到位后，待各项参数稳定后，再继续钻进，始终保持泥浆循环的通畅。另外，在特殊情况下，可以采取强拉硬顶的方式，将钻具提离坍塌位置。

（2）钻头的使用。对于不同的钻探地层，要配置使用适当的钻头，既可以防止发生孔内事故，又可以节约钻探费用。在每次提起下探钻头的时候，应该养成检查钻头的好习惯，防止钻头因磨损严重而出现意外，确保钻探工程的顺利进行。

3.3钻探施工注意事项

（1）捞砂事项。关注各参数的变化，一旦出现泵压、电流等异常，立即提钻；清扫孔洞时间不宜过长，应该迅速利索地完成；遵循排细捞粗原则，直至将孔内沉沙打捞干净，才可以继续下一步工作。

（2）清理泥浆。及时使用新泥浆更换脏泥浆；确定搅拌新泥浆的责任人，一般定为当班班长，确保新泥浆搅拌均匀，以保证其质量。

（3）检查内管。钻探人员必须细致检查内管，尤其是轴承的使用状态，其次要及时清扫掉钻屑，保障内管的使用性能。

（4）关注细节。在工作中，坚持安全第一的原则，明确每一位人员的职责，班长负责日常工作的顺利进行，机长负责技术管理工作，班组成员也要分工明确，做到每一个小的流程都有专门的执行者和监督者。比如，给钢绳做记号都要明确到具体的个人。

（5）做好记录。对工作现场的各项参数数值，突发情况、处理办法、处理结果等，都要写入工作日志，详细记录，这样做，可以如实反映钻机工作状态，方便现场处理问题，方便总结工作经验。

4结论

现代化建设对钻探工程的要求越来越高，面对日益增多的工作量，面对日渐增长的质量标准，作为钻探工作人员，只有以基础理论为指导，灵活运用钻探技术，不断积累工作经验，才能做好本职工作，才能更好地为我国的钻探事业做出应有的贡献。

参考文献

[1]张金昌.地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用[J].探矿工程，2009（8）.

[2]杨跃明，王海涛.钻探工程施工技术工艺分析[J].大科技，2012（9）.