地质钻探施工的原则及质量控制探析

罗 希

（湖南省煤田地质局第六勘探队，湖南 湘潭 411100）

在地质钻探施工过程中，在各类因素的影响下容易发生孔内事故，进而影响钻探施工效率。因此，必须加强质量控制，尽量避免孔内事故，促进钻探效益的提升。由此可见，对地质钻探施工质量控制要点进行深入研究迫在眉睫。

1 地质钻探施工特点

在地质钻探施工过程中，可采用普通硬质合金钻进以及铁砂钢粒钻进施工工艺，但是钻探效率比较低，并且在硬岩钻探中，容易发生质量或者安全问题。现如今，在地质钻探中，推广应用金刚石钻进施工技术以及绳索取芯技术，可将二者进行有效融合，提升钻探施工效率，保障地质钻探经济效益。

在地质钻探中为了有效提升施工质量，首先需了解钻探特点，在应用钻机进行钻探施工时，一般采用单机操作方式，另外，还需联合应用钻机、钻具、发电机、泥浆泵等。在实际钻探中，需将钻塔作为基础，一般可在钻探施工场地上方搭设钻塔，并与钻机、卷扬机联合应用，对卷扬机升降进行有效控制，确保满足钻探施工要求。

在地质钻探中，区域的地层条件以及钻探施工人员综合素质、操作技术水平等均会对钻探施工质量产生较大影响。这就要求对施工人员做好技术交底工作，合理预估钻探施工各环节中可能会发生的质量问题以及安全事故，并制定针对性预防控制策略。

2 地质钻探施工原则

在地质钻探施工中，必须做好施工组织，对钻探过程做好协调管理，尤其需注意确定钻探施工方式以及施工原则。地质钻探施工原则主要包括以下几点：第一，先后顺序施工原则。首先进行基本工程施工，然后再进行加密工程施工，在钻探过程中，如果遇到0.5km～1km之间的地震网，则应注意确定钻探初期范围，并将其作为初期设计的重要基础。如果做在钻探过程中遇到1km～2km地震网，则要求对全区总体形态进行严格控制。第二，先疏后密施工原则。对于地质钻探施工方案，要求将其划分为多个施工步骤，在完成每期施工后，提交施工材料，结合实际情况对后续施工方案进行优化调整。在地震测线上进行钻探施工时，必须充分发挥钻孔的优势，如果受到地面因素影响无法进行钻探施工，则应对施工现场进行详细勘察，重新选择钻孔。

3 地质钻探施工前准备工作

（1）现场踏勘与技术交底。在地质钻探施工前，首先需对施工现场进行详细勘察，一般可采用现场踏勘方式，明确钻探施工区域环境特征、供水情况、供电情况、交通条件等，确保钻探设备能够顺利进场。另外，对于施工钻探施工过程中的钻探人员、施工参数记录人员等，需做好技术交底工作，为施工人员提供完善的安全防护措施。

（2）强化钻探机械设备质量管理。在地质钻探施工中，需应用各种类型的钻探机械设备，包括钻杆、钻机、泥浆泵等。在各类机械设备的采购以及安装中，要求了解各类机械设备的使用性能，确保符合施工要求。另外，还需对机械设备进行质量检查，在机械设备的使用过程中，加强养护管理以及维修管理，确保所有机械设备均能够处于正常运行状态，进而有效延长钻探机械设备的使用寿命。

（3） 加强钻探施工人员教育培训。在地质钻探施工中，钻探施工人员操作技能对于施工质量的影响较大，对此，应组织施工人员进行专业培训教育，使其能够掌握先进的钻探施工工艺，明确各类钻探设备的使用方式。另外，还需对施工过程中可能会发生的质量问题以及安全问题进行分析，对钻探施工人员加强安全教育，提升钻探施工人员质量控制意识以及质量控制意识，严格规范钻探施工操作。除此以外，还应鼓励钻探施工人员积极学习先进的钻探技术，了解新型钻探设备的使用方法。地质钻探施工现场工作人员较多，包括钻工、管理人员、技术人员等，要求对现场施工人员进行科学合理的分配，使得所有施工人员都能够明确自身工作职责。

4 地质钻探施工过程质量控制要点

（1）清洗液合理选用。清洗液质量对于地质钻探施工速度会产生较大影响，主要原因在于清洗液的流变性以及粘度会对钻进速率产生决定性影响。在钻进施工中如果清洗液粘度比较低，则在松软地层进行钻进施工时，容易发生漏失问题。如果清洗液粘度比较高，则在钻进施工中，容易发生泥包钻头的问题。由此可见，只有结合实际情况选择适宜粘度的清洗液，才能够保证钻探施工的顺利进行，提升孔壁结构稳定性。具体而言，在实际施工中，应详细了解钻探范围内地层实际情况，选用适宜粘度的清洗液。另外，在对破碎地层、遇水膨胀地层等进行钻进施工时，应注意调整转速，严格控制泵量，使得孔壁中的浆液能够形成保护膜，进而达到良好的护壁效果。除此以外，在地质钻探施工中，施工人员还可采用摸浆液的方式判断浆液粘度是否合理。

（2）掏穴作业质量控制。第一，在掏穴前，首先需充分冲洗井内岩屑，保证井眼的通畅性。第二，在置入液压割管刀前，要求在井口位置进行开刀试验，并对水泵压力做好详细记录。

确定打开刀体至下位时的最大压力值，检查工具开合情况，判断刀体打开直径是否与井口相适应。第三，在下钻过程中，应注意缓慢稳定下钻，避免刀具碰撞到套管，在下降过程中，如果阻力较大，则应缓慢提起钻具，并回转钻具，然后继续下钻。第四，当工具逐渐下放掏穴井段后，首先开车慢速回转，并进行试开泵，然后对孔内逐渐施加流量，检查泥浆泵压力是否能够达到设计值要求，同时还需对开车回转扭矩进行检查，如果扭矩较大，则应适当缩小刀体直径，降低回转阻力。第五，在对玻璃钢套管进行铣割处理时，首先将钻具下放至设计位置，然后开车慢速回转，对泵量进行适当调整，然后再进行铣割作业。第六，在掏穴施工中，每进入0.5m，应适当放缓进尺速度，当钻孔漏失后。可将麦秆压入至孔底，将钻具缓慢提离孔底，对泥浆性能进行调整，然后再进行钻进施工，同时做好堵漏处理。

（3）可燃气体抽放质量控制。可燃气体是伴生的清洁能源，其主要成分为甲烷，是一种十分宝贵的自然资源。当井下可燃气体处于原始状态时，其主要赋存在矿层中。由于气体密度小于空气，因此其具有一定释放压力，在地质钻探施工中，在岩层移动过程中，即可释放出可燃气体，如果控制不当，则容易造成爆炸燃烧等安全事故，进而影响煤矿生产质量和生产安全。对此，可采用井下钻孔抽放技术，在井下巷道中设置钻场，顺矿层抽取可燃气体。另外，为了有效解决可燃气体超限问题，可沿开采层顶板岩层走向布置迎面定向水平长钻孔，抽放上邻近层的可燃气体。

（4）地质与钻探密切配合。钻探技术类型比较多，在地质钻探施工中，要求结合实际情况选择适宜的钻探技术类型。为了保证地质与钻探能够密切配合，应注意以下两点：第一，在钻探施工前，首先需详细了解矿井设计开拓方案对于地质条件的要求，明确地质特征、地层变化规律等，在获得丰富的地质信息后，即可制定钻探施工方案。第二，在钻探过程中确定矿层厚度、奥灰顶界深度等，并对钻探结果进行验证，如果存在偏差，则应组织地质专业工作人员进行综合分析，保证钻探精度。

（5）完善钻探效率定额。在地质钻探施工中，钻探效率的影响因素比较多，对于钻探效率定额，可根据钻探设备进行计算。为了完善钻探效率定额，应综合考虑钻探设备因素、环境因素、管理因素等。

（6）孔内事故处理。在地质钻探施工中，孔内事故比较常见，如果控制不当，则会引发严重的安全事故。因此，在地质钻探质量控制中，要求对孔内事故做好有效的预防控制策略，孔内事故的诱发因素比较多，比如在钻进施工中忽然不进尺、在回转时发生脱钻问题、在钻井施工中回转阻力增加等。对此，在地质钻探孔内事故预防处理中，应注意以下几点：第一，确定断头所属地层以及深度条件，然后在进行孔内事故预防处理。为了避免发生断头事故，在下钻过程中应保持缓慢平稳。第二，在对烧钻、埋钻等孔内事故进行处理时，可采用千斤顶起拔，保障顶坐垫平稳，如果顶力比较大，则每顶10cm就应稍作停顿，然后继续顶。

5 结语

综上所述，本文主要对每天地质钻探过程中的质量控制要点进行了详细探究。地质钻探设备和技术比较复杂，在钻探过程中容易受到地层因素、钻探人员操作技能等因素的影响，因此钻探控制难度较大。对此，应根据钻探要求以及区域地质条件制定地质钻探施工方案，对钻探设备、钻进工艺等进行严格控制，保证钻探施工质量。