绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用

绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用

发表时间：2018-01-07T21:43:32.017Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：马晓鹏

[导读] 摘要：绳索取芯技术在深孔钻探施工中的使用可以有效避免施工过程中意外事故的出现概率，有效提升了工程进行的安全性。

山东省第六地质矿产勘查院山东威海 264200

摘要：绳索取芯技术在深孔钻探施工中的使用可以有效避免施工过程中意外事故的出现概率，有效提升了工程进行的安全性。绳索取芯技术的系统性较强，在实际使用的过程之中对于其设备的使用正确性有较高的要求，下文介绍了绳索取芯技术的使用优势和设备，并对当前绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用进行了论述。

关键词：绳索取芯技术；深孔钻探施工；应用情况

一、绳索取芯技术概述

绳索取芯技术在深孔钻探施工中的使用可以有效避免施工过程中意外事故的出现概率，有效提升了工程进行的安全性。绳索取芯技术的系统性较强，在实际使用的过程之中对于其设备的使用正确性有较高的要求，下文对于绳索取芯技术进行了介绍。

1、技术的应用背景

绳索取芯技术在金银矿以及多金属矿产开采行业之中应用较多，当前随着我国金属矿产用量的逐渐增加，钻探深度逐渐增加，矿层越深其结构的稳定性越差，在实际钻探过程之中可能会出现安全事故。因此，在当前的矿产开采工作之中对于绳索取芯技术的需求逐渐提升。同时，由于传统的钻掘技术无法达到当前的钻探深度，因此，我国的矿产开采企业开始更多的使用绳索取芯技术，该技术可以实现对地层的结构情况和成分的钻探和检测，对于深孔钻探施工的安全高效进行有很大的意义。

2、施工设备的选择

绳索取芯技术的高质量应用和钻探设备有很大关系，在进行钻探设备的选择过程之中，技术人员需要对钻探地点的地质情况有初步的了解，根据其地质成分和设备使用成本来进行钻探设备的合理选择。其次，为了保证钻探工作的进行效率，针对钻探机具进行合理的级配可以减少钻探工作的进行次数。比如通过选择合适的机具可以在进行岩芯的检测过程中不需要取出全部的钻杆，减少了重复进行下钻工作的数量，提升了钻探工作的进行效率。一般在选择合适的机具时，需要遵照三高一低的需求进行选择，即机具的转速高、钻头的强度高、工作进行效率高以及工作人员的劳动强度低。在钻探工作的进行过程之中，钻探工作人员需要尽可能减少钻杆和岩壁的间隙，保证钻探工作的高效进行。

3、确定钻孔的结构

在绳索取芯技术的使用过程之中的重点是确认施工中的钻孔结构，在这个过程之中技术人员首先需要结合地层的剖面以及钻探的深度来确定钻孔的结构，并根据施工区域的地质特点来进一步完善钻孔的结构设计。在确定钻孔结构的过程之中，施工技术人员可以合理选择套管，以保证后续工作的正常进行。

二、绳索取芯技术的使用优势

1、降低了工作人员的劳动强度

当前市场竞争的逐渐加剧使得企业开始通过减少人工费用来控制企业的经营支出。在钻探过程之中，绳索取芯技术的使用有效避免了在工作之中人力得到浪费的现象，在传统的钻探工作之中，一台钻探设备需要多名工作人员进行操作和管理，且在钻探之中需要反复进行钻杆的升降，造成了人力资源的浪费和企业支出的增加。而绳索取芯方式在钻探的过程之中不需要进行钻杆的升降，减少了人力劳动量，避免了在钻探工作之中人力资源的浪费。

2、提升了钻进效率

在绳索取芯钻进技术的使用过程之中，施工技术人员需要进行的就是将打捞器进行下放，在到达特定的深度并采集到岩层地质标本之后就可以提出进行检验。在钻进和取出的过程之中，技术人员不需要将钻杆全部提出钻孔之外，只需要将携带岩体标本的钻具提出孔外即可，减少了在钻杆提出和下放过程中花费的时间，有效提升了钻进工作的进行效率。在实际的工程项目之中，绳索取芯勘测技术的使用将钻探时间缩短到了原先的一般，并且节约了大量的劳动力，减少了企业的支出。尤其是在深度较大的深孔钻探工程之中，绳索取芯技术可以更为明显的起到提升钻进工作进行效率的作用。

3、降低了事故的发生率

在地质钻探技术的使用过程之中，最为影响其勘测工作进行质量的就是钻杆的质量，钻进过程是依靠钻头的磨削来进行的，钻头一般是通过钻杆的轴向转动来提供推进力，确保钻头的顺利钻进。在当前的勘测工作之中使用的钻机基本都是通过钻杆来向钻头传递推进动力的，因此，钻杆的质量会直接影响钻进工作的进行。在传统的钻杆制造和钻进施工过程之中，由于材料和钻进空间的限制，传统的钻进的钻杆的单位长度一般为三米，在实际钻进的过程中通过将单位钻杆相互链接来实现较大深度地层的钻探。在钻进过程中，钻杆之间的链接方式一般是螺纹链接固定方式，在钻进过程之中，钻杆的螺纹固定部分是最容易出现磨损和故障的部分。而传统的钻进在每次进行岩芯的提取时都需要进行提钻，岩芯的取出也要进行反复的拆卸，增加了钻杆螺纹的磨损情况，提升了出现事故的可能性。同时，在钻杆进行提升的过程之中，钻杆和岩壁的磨损也可能造成岩壁的结构受到影响，甚至引起岩层的塌方。而绳索取芯技术在提取岩芯和下钻的过程之中都不需要进行钻杆的提升，避免了事故的发生。

4、降低了施工成本

绳索取芯只需普通双管钻进人力的50%，而且劳动强度大大降低。效率方面：绳索取芯技术纯钻进时间的利用率在50%以上，而普通双管钻进的纯钻进利用率只有30%。孔内如果出现事故，辅助的钻进时间更是无法统计，甚至可能报废整个钻孔，损失的经济效益无法估计。绳索取芯技术虽然一次性投资较大，但是由于绳索取芯每米钻探成本低，钻具使用寿命长，所以，总体来看，绳索取芯的经济效益还是最好的。

三、绳索取芯技术的应用

1、施工钻头的选择

绳索取芯技术在深孔钻探施工中应用的第一步是施工钻头的选用。技术人员在施工钻头选用的过程中首先应当用环氧树脂等粘接剂粘牢，并且或确保套管外部要涂机油。其次，技术人员在施工钻头选用的过程中应当确保参数要求符合应用试验的要求，并且还能够有效的

保证绳索取心钻头性能优良。与此同时，技术人员在施工钻头选用的过程中，还应当考虑到对于深孔钻探施工和上下钻具提钻时间长，以及占用的辅助时间，最终才能够在此基础上确保深孔钻探施工更加顺利的进行。

2、确保取芯器的质量

绳索取芯技术在深孔钻探施工中应用的关键是确保取心器的质量。施工人员在确保取心器质量的过程中，首先应当防止冲洗液直接冲涮岩心现象的出现。在这一过中，工作人员可以优先的采用金刚石绳索取心单动双管钻进取心器。其次，施工人员在确保取心器质量的过程中，还应当保证泥浆质量进入泥砂岩等以冲涮地层，在这一过程中，工作人员应当合理的更换低固相泥浆，并且提前做好防坍塌保护孔壁的工作。与此同时，施工人员在确保取心器质量的过程中，还应当根据泥浆土的质量来配制不同的水土比例，并且在这一过程中加入不同的泥浆处理剂，最终才能够有效的保证泥浆质量，确保提升施工的整体效果。

3、钻孔间隙调整

绳索取芯技术在深孔钻探施工中的应用离不开对于钻孔间隙的合理调整。施工人员在钻孔间隙调整的过程中，首先应当合理的使用钻孔的间隙调整准确，并且在这一过程中细致的调整钻头和卡簧座的间隙。其次，施工人员在钻孔间隙调整的过程中还应当考虑到遇到破碎岩石容易卡住，因此非常容易造成大钻。与此同时，施工人员在钻孔间隙调整的过程中，还应当适当的控制好打捞绳下放的速度。并且在这一过程中作上标志，从而能够在此基础上确保打捞器下放速度不会过快。

四、结语

绳索取芯钻进技术在水电工程中的应用会受到设备、转速、岩性等方面因素的影响。因此，技术人员只有对于其钻具结构和技术性能有全面的分析后，才能够确保技术在施工中的应用取得更多的工程效率和良好的经济效益。

参考文献：

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