野外地質(zhì)鉆探工藝的優(yōu)化策略探究,職稱論文

野外地質(zhì)鉆探工藝的優(yōu)化策略探究,職稱論文內(nèi)容摘要：在地質(zhì)勘探作業(yè)中鉆探工程是其最重要的技術(shù)手段之一,其主要目的是為了獲取完好的巖礦芯,并對巖土物理學(xué)相關(guān)指標(biāo)及其特性進(jìn)行進(jìn)一步明確,進(jìn)而為工程設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確而有效的勘察資料。而鉆探的質(zhì)量是整個(gè)工程建筑穩(wěn)定、安全的關(guān)鍵,因而,優(yōu)化鉆探工藝特別重要。本文以各種地質(zhì)鉆探技術(shù)為研究對象,介紹了關(guān)于怎樣制定科學(xué)合理的鉆探施工方案的策略,以期望對后續(xù)的地質(zhì)鉆探提供參考和借鑒。本文關(guān)鍵詞語：地質(zhì)鉆探,鉆探工藝,方案優(yōu)化在日常的地質(zhì)工程鉆探實(shí)踐中,鉆探經(jīng)過是地質(zhì)勘察的主要方式和手段之一,通過地質(zhì)鉆探能夠獲取較為完好的芯體,進(jìn)而愈加精到準(zhǔn)確和完好的斷定巖石的物力性質(zhì),提供較為精準(zhǔn)的地質(zhì)勘察資料,為后期的工程設(shè)計(jì)和施工提供參照。在詳細(xì)的鉆探工程實(shí)踐中,保證鉆探質(zhì)量是確保工程建設(shè)效率的關(guān)鍵,加之水文地質(zhì)條件的復(fù)雜和多變,選取合理的鉆探技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。1關(guān)于地質(zhì)鉆探施工的相關(guān)設(shè)備簡介就地質(zhì)鉆探施工本身而言,牽涉到的鉆探設(shè)備和機(jī)械主要涵蓋:鉆井設(shè)備、泥漿泵送設(shè)備、動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)備及鉆井塔架構(gòu)造。鉆探設(shè)備是用于地質(zhì)鉆探及鉆孔施工經(jīng)過中較為關(guān)鍵的設(shè)備之一,泥漿泵送設(shè)備又稱為鉆井高壓泵,是實(shí)現(xiàn)持續(xù)向鉆孔內(nèi)部輸送泥漿及清洗液體的主要機(jī)械設(shè)備。鉆井塔架構(gòu)造又稱為井架,主要用于承重,并未設(shè)備提供支撐。一般情況而言,鉆孔設(shè)備分為立柱式鉆井設(shè)備、旋轉(zhuǎn)式鉆井設(shè)備及頂部驅(qū)動(dòng)式鉆井設(shè)備。華而不實(shí),立柱式鉆井設(shè)備主要?jiǎng)恿碓礊橐簤簜鲃?dòng)組件,通過曲柄連桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鉆探桿上下運(yùn)動(dòng),該設(shè)備具備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性強(qiáng)、構(gòu)造構(gòu)造簡潔、利于拆卸和組裝等眾多優(yōu)點(diǎn),該設(shè)備當(dāng)前已經(jīng)成為地質(zhì)勘探經(jīng)過中主流的設(shè)備之一。市面上比擬流行的XY型鉆機(jī)就是典型的具備我們國家工程施工特色的金剛石鉆頭鉆井設(shè)備。旋轉(zhuǎn)式鉆井設(shè)備主要是利用本身的自重并配合液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力,該設(shè)備自重較大,移動(dòng)困難,且鉆井口徑較大,適用于大口徑鉆井施工。頂部驅(qū)動(dòng)式鉆井設(shè)備主要?jiǎng)恿碓匆彩且簤合到y(tǒng),通過液壓電動(dòng)機(jī)設(shè)備提供轉(zhuǎn)動(dòng)力,該設(shè)備具備轉(zhuǎn)速快,自動(dòng)化程度高及運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小等眾多優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速的快速切換,但考慮到該設(shè)備造價(jià)較為昂貴,當(dāng)前在工程實(shí)踐中使用較少。綜上所述,上述三種鉆井設(shè)備在詳細(xì)的鉆探施工經(jīng)過中各具優(yōu)勢,在詳細(xì)使用經(jīng)過中,必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件,綜合考慮經(jīng)濟(jì)性做出選擇。2關(guān)于金剛石鉆探桿鉆探技術(shù)分析采用金剛石鉆探桿作為鉆井設(shè)備主要具備下面基本優(yōu)勢:首先,由于金剛石鉆探桿材料堅(jiān)硬,在詳細(xì)的鉆探經(jīng)過中不需要考慮鉆探桿的損傷,其鉆探效率較高。對于同一位置的地層鉆進(jìn)施工,選用金剛石鉆頭與普通鋼鉆相比,其單位時(shí)間的推進(jìn)距離至少高出幾倍,以月為統(tǒng)計(jì)單位計(jì)算,其鉆探效率要明顯高于普通鉆頭80%以上,選用金剛石鉆探能夠適應(yīng)強(qiáng)度等級在Ⅵ級及以上的巖石。除此之外,選用金剛石鉆頭鉆探,其鉆探效率還有繼續(xù)提高的可能,譬如,能夠配合使用剛度較高的鉆桿和性能良好的鉆探液能夠進(jìn)一步加快鉆速,提升鉆探效率;采用井下?lián)Q鉆技術(shù)能夠削減輔助設(shè)施準(zhǔn)備時(shí)間,間接提高設(shè)備效率。再者是,使用金剛石鉆頭所鉆進(jìn)的井位整體質(zhì)量較高。使用金剛石鉆頭能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取較為完好的巖石芯體,科學(xué)研究外表,在完好的巖石中,使用金剛石鉆頭一次性獲取知足要求的巖石芯體的概率在95%以上,對于略微裂隙發(fā)育的巖層,通過使用改進(jìn)的雙孔鉆井技術(shù)一次性獲取完好巖石芯體的概率也在85%以上。除此之外,由于設(shè)備剛度較大,在外部沖擊荷載的作用下出現(xiàn)的變形較小,能夠保證所取巖石芯體的完好性和外表平整性,利于客觀反響巖層內(nèi)部的真實(shí)力學(xué)特性。由于金剛石鉆頭鉆井經(jīng)過中對周圍巖層的擾動(dòng)較小,孔內(nèi)出現(xiàn)鉆井內(nèi)部垮塌的事故風(fēng)險(xiǎn)較低,且鉆桿與孔壁間距較小,出現(xiàn)鉆探桿故障容易快速解決。綜上,高效率、高質(zhì)量、低勞動(dòng)強(qiáng)度、低事故降低了鉆探成本,致使金剛石鉆進(jìn)在鉆探工程中被廣泛使用,然而,對于堅(jiān)硬、致密、易出現(xiàn)打滑的地層,假如鉆頭選擇不當(dāng),就有可能造成費(fèi)事,降低鉆進(jìn)效率。對付這種巖層,可采取改變鉆頭胎體的幾何形狀構(gòu)造等辦法,比方將鉆頭刃部改為鋸齒狀或單雙塊形狀。但是這種措施降低了鉆頭的使用壽命,可能造成碰損掉塊等不良后果。3關(guān)于繩索吊裝取芯鉆探法的分析本段提及的繩索取芯體鉆進(jìn)技術(shù)的原理和本質(zhì)主要是針對于在鉆探桿鉆進(jìn)經(jīng)過中,假如碰到鉆探設(shè)備內(nèi)部被芯體充滿的情況,能夠先不用取出巖石芯體,能夠通過鉆探桿內(nèi)部的孔道,憑借繩索吊裝技術(shù)將多余的巖石芯體取出鉆孔外,保證鉆孔內(nèi)部的空間,和傳統(tǒng)的取芯方式方法相比,其不需要將鉆井設(shè)備完全取出就能夠?qū)r石芯體抽出,能夠有效提升鉆探效率和質(zhì)量,降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率,合適在工程實(shí)踐中推廣使用。使用繩索吊裝取芯技術(shù)主要具備如下幾方面優(yōu)勢:第一,鉆探效率較高,能夠顯著縮短鉆探時(shí)間。選用繩索取巖石芯體的方式同傳統(tǒng)方式方法相比,其鉆頭側(cè)壁較厚,由于自重影響,在一樣輸出功率下,其鉆進(jìn)經(jīng)過中的轉(zhuǎn)速偏低?？紤]到使用該技術(shù)在鉆井經(jīng)過中不需要額外提取芯體,這樣也彌補(bǔ)了鉆速較低帶來的延誤,總體上還是那樣能夠縮短鉆進(jìn)時(shí)間。第二,使用繩索取芯體技術(shù),地質(zhì)反應(yīng)情況較好。選用繩索取芯法是當(dāng)下性價(jià)比擬高的取芯方式之一,該技術(shù)有效綜合了各種地質(zhì)條件效果,能夠在短時(shí)間內(nèi)快速提升鉆孔內(nèi)部的巖石芯體,且在提升全經(jīng)過中經(jīng)過平穩(wěn),不會(huì)發(fā)生大幅度抖動(dòng),在孔道內(nèi)部出現(xiàn)巖石芯體擁堵時(shí),還具備提早預(yù)警功能,能夠提醒鉆井技術(shù)人員控制鉆速,有效降低了巖石芯體的外表損耗。第三,使用繩索巖石芯體提升技術(shù)能夠顯著延長相應(yīng)鉆頭的使用壽命和鉆探桿的服役年限?？紤]到設(shè)備在鉆進(jìn)經(jīng)過中需要屢次提井,采用繩索提升技術(shù)能夠降低鉆探經(jīng)過中的提井次數(shù),進(jìn)而避免了屢次提井操作對鉆頭導(dǎo)致的磨損和碰撞;除此之外,由于鉆進(jìn)經(jīng)過中鉆探桿與內(nèi)部孔道的距離較小,工作平穩(wěn)性有效提升,某種程度上也延伸了設(shè)備的使用壽命。4關(guān)于選用沖擊旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式的分析本段提及的沖擊旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)施工技術(shù)主要針對于在鉆進(jìn)經(jīng)過中,鉆頭已承受一定荷載作用的前提下,借助設(shè)備的沿孔道方向的沖擊力及鉆頭的旋轉(zhuǎn)離心力的合力實(shí)現(xiàn)對鉆進(jìn)位置巖層的快速切削,以實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)行為。按照動(dòng)力來源的差異,能夠?qū)_擊旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)設(shè)備詳細(xì)劃分為氣體動(dòng)力式鉆進(jìn)設(shè)備和液壓傳動(dòng)式?jīng)_擊鉆進(jìn)設(shè)備;華而不實(shí),選用氣體動(dòng)力的鉆進(jìn)設(shè)備和液壓動(dòng)力設(shè)備固然動(dòng)力來源有差異,但在詳細(xì)鉆進(jìn)經(jīng)過中發(fā)揮出的優(yōu)勢基本一致。與傳統(tǒng)的鉆進(jìn)技術(shù)相比,使用沖擊與旋轉(zhuǎn)耦合作用形式的鉆頭僅需要較小的力就能夠?qū)崿F(xiàn)對巖層的快速切削,該鉆進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在強(qiáng)度等級超過Ⅵ級的巖石層中,尤其對于顆粒分布不均勻的巖層鉆井效果最佳。除此以外,使用沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井施工技術(shù)在能夠顯著提高鉆進(jìn)設(shè)備行進(jìn)速度的前提下,還能夠有效防止鉆桿內(nèi)部的孔道阻塞或孔道內(nèi)部傾斜故障,提升鉆探設(shè)備的鉆探精度,增加鉆探經(jīng)過的性價(jià)比,減低施工投入。由于擬鉆進(jìn)位置的外部環(huán)境較為復(fù)雜且存在很多程度的不可預(yù)見性,這就需要因地制宜地選取合理的鉆探技術(shù),保證鉆探技術(shù)能夠更好地發(fā)揮優(yōu)勢,以最快的方式獲取擬定深度位置的巖石芯體力學(xué)指標(biāo)及相關(guān)參數(shù)。因而,在詳細(xì)的巖層鉆探施工經(jīng)過中,對于鉆探工藝的選取必須以巖石的物理性質(zhì)為準(zhǔn)繩,針對性選取合理的鉆探方式,譬如:對于孔道直徑較小的井口,為了保證后期的鉆孔內(nèi)部的芯體能夠及時(shí)取出,能夠考慮選用金剛石鉆進(jìn)與繩索調(diào)取配合的方式。結(jié)束語由以上對不同鉆進(jìn)方式方法的分析可知,每種鉆進(jìn)方式方法都有自個(gè)的優(yōu)勢和劣勢,這就要求在實(shí)際鉆探工程中,揚(yáng)長避短,施工設(shè)計(jì)人員需認(rèn)真結(jié)合實(shí)際地質(zhì)環(huán)境,充分分析研究該區(qū)巖土層的工程特性,借鑒當(dāng)?shù)匾酝愃频牡刭|(zhì)勘察施工經(jīng)歷體驗(yàn),充分考慮各種方式方法的應(yīng)用范圍,并且進(jìn)行工藝比照,合理、經(jīng)濟(jì)地選擇