浅谈地质岩心钻探中空气泡沫钻进技术的应用

高启贵，翁少海，舒智，钟伦发，李海坤

（四川冶金地质勘查局606地质大队，四川 成都 611730）

地质岩心钻探技术涉及范围非常广泛，例如在煤炭地矿、有色冶金、核工业、化工业等各工业方面，是地质勘查和寻找其他资源最重要的技术手段之一，有着无与伦比的重要地位。而随着发展的深入，工作中的一些内容已经与地质勘查体制的变革和地质岩心钻探技术发展不相适应，严重影响到地质调查和资源勘探工作。其次在我国众多地质勘探工作中发现空气泡沫钻进技术的应用有着很大的缺陷。体系不够完善，配套设备不足，前期投入大等问题导致该技术并未得到广泛的应用。总体来看，投入与回报是成正比的，从地质勘探效益与该技术的联系中可以看出我国的钻探工作承受了巨大的损失。但随着我国综合实力的迅速发展和经济的飞跃，地质勘探的需求明显增加。如果不能充分的利用该技术，那么不仅仅是经济的损失，更会使我国在勘探业远远落后国际水平[1-3]。

1 空气泡沫钻进技术概述

该技术曾是重点科研项目，由很多高校和相关生产研究单位联合进行。更是在不同环境和大量试验后的总结。但在现今应用中却比较少见，主要是因为该技术的出现时间恰恰是地质钻探应用少的时期。不但如此，更因为初期投入大，耗量大，回收维修费用大而搁浅。可以说是生不逢时，但在实际操作中却仍然具有很大的操作性和应用价值。

与一般的钻探技术作比较，在很多方面上的优势也更加明显。例如平均钻速高、受磨损程度低，使用寿命长、防倾斜效果明显等优势。

2 推广空气泡沫钻进技术的社会经济效益

尽管该项技术的投入大，但却掩盖不住优势的存在。如果使用得当，充分发挥好优势那么势必会取得良好的经济效益。例如对一些缺乏水资源或供水困难的地区来说，该技术可以很好的处理复杂地层和脆弱的地质环境带来的技术难题。在这种环境中各种施工都是极其不方便的，人工投入巨大、资源利用效率低下、工程建设质量得不到保障、各项成本巨大等难题对空气泡沫钻进技术而言都是可以很大程度上规避的。

不仅有着经济效益，还有着巨大的社会效益。空气泡沫钻进技术的广泛应用在规避工程风险上也有着举足轻重的作用，可以最大程度的减少不安定因素，从而保障工程质量。在利用效率层面来看，这项技术的广泛应用势必会带来与之相关的行业的一次巨大的革新。行业技术能力、资源利用效率、劳动生产率都能够得到很大程度的提高[4]。

而社会总体效率的提高，势必会倒逼行业总体水平的发展，从而催生出更加完善的技术。其次缩短建设工期，从而减少工程成本，提高该行业的竞争力，使我国地质岩心钻探更加具有活力和创造力，提高在国际勘探市场的话语权。

3 影响空气泡沫钻进技术的发展的因素

（1）在空气泡沫钻进技术的发展中，具有强大动力的空压机是重中之重。空压机简言之就是空气压缩机，是一种将机械能转化为空气压力能的设备。所以工作人员要严于律己，充分发挥好空压机的能效。如此相关人员才能充分掌握空压机的运行，进而提高对增压设施的研究和优化。而空压机的选择又与空气泡沫的排量和供液情况有关。只有这样才能充分保证地质岩心钻探的效率，确保钻进速度，保证地质岩心钻探工作的保质保量。所以对空压机的选择和使用就尤为重要。

（2）其次，泡沫剂的科学配置也是很重要的，如果把空压机比做心脏，那么泡沫剂就好比人体血液，重要性也不言而喻。通过大量的实践研究证明，泡沫剂科学的配置能够确保空气泡沫钻进技术在地质岩心钻探的应用。运用泡沫剂，首先就需要学会选择泡沫剂，这就要求工作人员掌握泡沫剂在不同条件下的不同运用。针对空气泡沫钻进技术的应用，在选择泡沫剂时要注意稳定性和水溶性的比率。在使用中也要结合实际操作要求，保证管路的运行。

（3）再次要合理控制转速，如果转速不稳定，那么设备功率也势必不稳定，钻具和钻头容易出现磨损，设备也会被泡沫剂所堵塞。从而出现破坏钻杆钻具，地质坍塌以及影响工作的情况。所以需要合理控制钻具的转速，提升钻具钻头强度。

更要在实际操作中，具体问题，具体分析，根据不同地区的地质结构特征来进行操作。比如地质环境复杂，就需要合理控制空压机，不断调整转速和泡沫剂的使用，才能保证工作效率，有效减少钻探事故的发生。

4 空气泡沫钻进技术的重要性

国际上空气泡沫钻进技术已经极其发达，已经在不同的环境中有着其独特的应对方法机制，主要表现在钻机、空压机等辅助性设备。因此在国外商业性地质勘查已渐趋发达。这就要求我国提升空气泡沫钻进的技术水平。

并且在地质岩心钻探中，空气泡沫钻进技术在实际操作中也十分重要，众所周知，钻探工作的成本一般较高，而空气泡沫钻进技术在一定程度上可以降低钻探成本，提升钻探工作的操作效率，更能够更好的贯彻生态保护的绿色理念。近年来国家越发的重视生态保护，而在大多人却有着地质岩心钻探会破坏环境的思维定势。

其实不然，如果工作人员在实际操作中能够结合地质环境情况，不断改进方法，就能够有效保证不破坏生态脆弱环境，进而确保地质岩心钻探工作与保护环境的有效结合。

不仅如此，空气泡沫钻进技术还可以为工作人员提供大量准确无误的数据，减轻工作人员的操作压力，从而实现更好的技术操作效果。

5 结语

综上所述通过选择正确的空压机，合理配置泡沫剂以及控制转速可以很有效的帮助空气泡沫钻进技术在地质岩心钻探中的应用，还可以很有效的帮助技术人员掌握空气泡沫钻进的核心技术，从而提升工作效率。在实际操作中才能有效规避风险，减少因操作失误问题而造成的孔内事故。

外国的空气泡沫钻进技术已经研发并应用了40多年，已经可以应用在各种复杂环境和操作困难的地质环境中，我国的空气泡沫钻进技术却因为各种因素发展缓慢。这就要求我国空气泡沫钻进技术在今后的发展应用中要更多的与我国最新技术成果相结合，要积极主动的参与国际交流，引进学习先进的技术方法，另一方面要优化体制，响应“去产能，调结构”的政策方针。在工作中为地质岩心钻探提供更加有效的方法设备。