便携式全液压钻机在雅江木绒地区地质钻探中的应用

王伟，邵兴隆

（四川省地质矿产勘查开发局四〇二地质队， 四川成都 611730）

随着钻探行业的发展，越来越多企业将走向工作条件更加艰苦的偏于地区，传统立轴式钻机已逐渐不能满足市场需要，便携式钻机显现出了它独有的优势。2021年，四川西施地质工程勘查有限公司大力引进2台四川ROKE-1000型便携式全液压钻机，利用便携式全液压钻机的优点，在雅江木绒地区开展钻探施工作业。

1 ROKE-1000型钻机概况

便携式全液压钻机是以“轻便，快捷，可靠”为设计理念［1］。ROKE-1000型全液压便携式钻机是以涡轮增压柴油机为动力，全液压驱动、模块化设计，最大单体重量只有180公斤，大大的降低了野外施工时的搬运难度。

1.1 钻机的主要特点

（1）便携。整机采用模块化设计，可以拆解成发动机模块、柴油箱模块、液压油箱模块、操作台模块、桅杆模块等，大量采用了航空合金铝作为材料，油管与油管的连接采用快换接头，保证钻机可以非常方便的拆卸和组装。

（2）高效。钻杆直接由液压马达驱动，其转速最高每分钟可以达到1500转，通过钻头的高速旋转来实现快速切割。

（3）可靠。主要部件采用知名品牌，液压泵、马达、发动机是由工程师进行了精确的匹配调试，结构简单，在一定程度上也保证了可靠性。

（4）环保。钻机施工平面只需要4*4约16m2，对环境和植被破坏小；各个模块可以拆卸，搬运方便，尽可能少的修路，对环境扰动小。

1.2 钻机的结构及参数

ROKE-1000型全液压便携式钻机由动力系统、液压控制系统、钻进系统三大模块组成。钻机主要由操作台、液压油箱、发动机、柴油箱及电瓶箱、导轨、卷扬机、底座等组成（见图1）。钻机钻进能力参数见表1、性能参数见表2。

表2 ROKE-1000型钻机性能参数

图1 ROKE-1000型全液压便携式钻机

表1 ROKE-1000型钻机钻进能力参数

2 全液压便携式钻机的应用

2.1 地理位置及地层情况

木绒矿区位于雅江县城16°方向，直距39公里，雅江县瓦多区木绒乡境内，交通尚属方便。工作区为一向南东倾斜的倒转背斜构造，背斜轴向北东南西向，岩性主要为含粉砂泥质板岩、电气黑云石英角岩、细中粒钠长锂辉石伟晶岩。

2.2 钻机的应用

（1）钻孔结构

开孔采用PQ钻杆Ф122mm口径金刚石双管钻具绳索取芯钻进，遇较完整基岩后下PQ钻杆做套管，换HTW钻杆Ф95mm口径金刚石双管钻具绳索取芯钻进，继续钻进至180m左右；下HTW钻杆做套管，换NTW钻杆Ф75mm孔径金刚石钻具绳索取芯钻进到终孔，钻孔结构如图2所示。

图2 钻孔结构图

（2）技术参数

一般情况下，要结合地层主要岩性、硬度、完整程度及风化程度等地质条件，才能确定满足高效钻进所需的实际参数［2］。

工作区岩性主要板岩、电气黑云石英角岩、细中粒钠长锂辉石伟晶岩为主，地层较完整。针对研磨性较高覆盖层，可以采用胎体硬度较高金刚石尖齿钻头，低钻压、低转速、低泵量钻进；研磨性较高板岩地层，可以选择胎体硬度适中金刚石尖齿钻头，高钻压、高转速、高泵量钻进；研磨性较低伟晶岩地层，可以选择胎体硬度较低金刚石尖齿钻头，高钻压，低转速，高泵量钻进。详细参数选取见表3。

（3）施工流程

前期准备→定位→平机台、修路、搬家→安装→调试→钻进（变径）→终孔→孔斜测量→综合测井→验收→封闭并作永久性标志→搬迁。

（4）质量管控措施

在钻进过程中要高度重视和注意防止孔斜，覆盖层和块石土层使用无泵采芯，控制回次长度，少钻多取，提高钻孔质量，减少孔内事故，提高钻探效率，确保安全生产。

（5）钻孔施工情况

通过技术人员对孔位地形、地质条件的踏勘、研究，决定实行两班制钻进施工。项目自2021年6月03日开工到12月30日结束，共完成地质岩芯钻孔11个，累计完成钻探工作量8178.89m，各钻孔施工效率情况见表3。

表3 钻进技术参数的选择

2.3 应用效果

（1）本次钻探工作结合工作区地层岩性实际情况，当地层岩芯为板岩时，采用无锡中地（0°）HTW金刚石A2型尖齿钻头钻进，可获得和好的钻进效果；地层岩性为伟晶岩时，采用无锡中地（-5°）NTW金刚石A2型尖齿钻头钻进可有效的较小打滑现象，提高钻进速度。

（2）通过ROKE-1000型钻机在该地区的应用可以看出，1号钻机钻孔倾角在70-81°之间，月台效率668.68m-987.68m，平均月台效率799.43m，最高小时效率4.34m/h，最低小时效率2.91m/h；2号钻机钻孔倾角在79-87°之间，月台效率806.69m-1206.04m，平均月台效率898.81m，钻机应用效果较好。

（3）便携式全液压钻机配备两个泥浆槽，不用单独挖掘泥浆池，减少了环境的破坏，钻进过程中采用新型环保配方泥浆，大大的降低了对环境的污染。

（4）便携式全液压钻机具拆装方便，轻量化的优势，施工占地面积较少，钻机采用拆卸、组装方式，桅杆式钻架，无需塔上作业，操作安全。

3 存在的问题

（1）便携式全液压钻机双液压油缸加压无法实时监控。加压钻进过程中双油缸压力偶发不平衡，易导致油管爆裂，甚至出现偏孔现象。

（2）市场上不易购买匹配的钻机配件。当出现故障时，无法及时购买适合的配件，维修时间较长，耽搁工期。

4 结论和建议

（1）便携式钻机其性能良好在地质勘查中得到了广泛应用，并且取得了不错应用效果，应加强对其应用的推广［3］。针对雅江木绒地区ROKE-1000型便携式全液压钻机的应用，不仅降低工作强度，节约人工成本，而且还大大的减少钻机搬运时间，提高工作效率，取得了较好的应用效果。

（2）建议改进钻机实时监控措施，有效的把握钻机施工过程中的各项性能参数，降低钻机故障率，减少孔内事故的发生。

（3）以科学管理和先进技术为手段，建议加大便携式钻机绿色施工技术和工艺方法的研制，最大限度地减少钻探施工对生态环境的扰动和影响。