1、天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì) 孫建國 鄒悅2、河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司 張亞振

金剛石繩索取芯鉆探技術(shù)的特點(diǎn)是在鉆探施工過程中提取巖芯時(shí)不用提升全套鉆桿，而是通過絞車和鋼絲繩將打撈器下放到孔內(nèi)，將容納巖芯的內(nèi)管連同巖芯一同提至地表，然后再將空的內(nèi)管投放孔內(nèi)，繼續(xù)鉆進(jìn)，如此重復(fù)進(jìn)行。由于金剛石鉆頭的壽命比常規(guī)取芯鉆進(jìn)回次長度高很多倍，因此采用繩索取芯鉆探時(shí)，只有當(dāng)鉆頭磨鈍需要更換時(shí)，才需提出孔內(nèi)全套鉆桿[1]。

1 勞動(dòng)強(qiáng)度低

眾所周知，現(xiàn)在的人力成本是越來越昂貴，減少人力成本成為各單位節(jié)省開支、追求利潤最大化的主要途徑。地質(zhì)勘探市場也是如此，每個(gè)機(jī)臺(tái)至少要配置機(jī)長、班長、記錄員，還有4～5名施工人員，有的機(jī)臺(tái)甚至更多，因?yàn)槌霈F(xiàn)繩索取芯技術(shù)之前，地質(zhì)鉆探一直采用普通雙管或單管鉆進(jìn)，由于巖芯管長度限制在2米或3米，所以每鉆進(jìn)2～3米，巖芯裝滿巖芯管時(shí)，就要把與巖芯管連接的所有鉆桿全部提出孔底，直到取到巖芯，再把所有的鉆桿逐個(gè)放回到孔內(nèi)，這一提鉆、一下鉆，幾百米的孔，甚至一天的工作幾乎全是在上下鉆桿，真正的鉆進(jìn)時(shí)間微乎其微，而且大大消耗人力，增加人力成本。采用繩索取芯則不同，由于繩索取芯的最大優(yōu)點(diǎn)是取巖芯時(shí)不提鉆桿，所以鉆進(jìn)一定深度，巖芯裝滿巖芯管時(shí)，只需用絞車帶動(dòng)鋼絲繩把打撈器下放到孔底，把鉆具連帶巖芯提到地表，取出巖芯，再把鉆具投放到孔內(nèi)，繼續(xù)鉆進(jìn)。因?yàn)闆]有繁重的體力勞動(dòng)，只需要2～3個(gè)人就能完成上述工作，大大節(jié)省了人力。

2 鉆進(jìn)效率高

因?yàn)槔K索取芯鉆進(jìn)技術(shù)提取巖芯時(shí)不需要把全部鉆桿提出孔外，只需要下放打撈器，從而取出裝有巖芯的巖芯管，這就大大減少了提鉆和下鉆的時(shí)間，尤其是隨著孔深的不斷增加，優(yōu)勢(shì)就愈加明顯，甚至?xí)杀兜脑黾?。例如?013年我們?yōu)榻飨嗌教峁┑腜Q繩索取芯鉆具，它的設(shè)計(jì)孔深是2500～3000米，它的鉆塔是20米，已經(jīng)是加高設(shè)計(jì)了，這樣4.5米的鉆桿每次能提4根鉆桿作為一個(gè)立根；如果是孔深1000米提鉆的話要提鉆桿250次，取出巖芯后還要把這250個(gè)立根再放回孔內(nèi)，光是這個(gè)時(shí)間就是4個(gè)小時(shí)，這還是效率相對(duì)較高的班組，而采用繩索取芯技術(shù)，從打撈巖芯到繼續(xù)鉆進(jìn)，時(shí)間不超過20分鐘，而且只需要普通鉆進(jìn)一半的人力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用繩索取芯技術(shù)的純鉆進(jìn)時(shí)間比普通雙管縮短50%左右，隨著鉆孔深度的加深，所取得的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果越明顯。

3 孔內(nèi)事故率低

鉆探技術(shù)中最關(guān)鍵的因素是鉆桿。因?yàn)槲覀冦@進(jìn)是靠鉆頭的磨削，鉆頭的磨削需要軸向的壓力和扭力，地表鉆機(jī)壓力和扭力的傳遞都是通過鉆桿傳遞到鉆頭的，所以鉆桿是鉆探技術(shù)十分關(guān)鍵的因素。由于材料和空間的限制，我們的鉆桿大多加工成3米左右，無論多深的鉆孔全是由每3米一根的鉆桿連接而成，鉆桿之間連接是通過螺紋，螺紋是鉆桿最薄弱的部分，但是普通雙管鉆進(jìn)每次提取巖芯都要把所有鉆桿提到地表，鉆桿之間就需要反復(fù)的擰卸，無形中就加大了螺紋磨損，增加了鉆桿損壞的概率，從而增加了孔內(nèi)事故率。同時(shí)，在每次提取鉆桿時(shí)，鉆桿與孔壁之間的摩擦碰撞是不可避免的，這樣就很容易出現(xiàn)孔壁坍塌掉塊的情況。如果在金剛石鉆頭與地層匹配合理的情況下使用繩索取芯技術(shù)，甚至幾百米都不用更換鉆頭，不用提升鉆桿，這樣就大大降低了孔內(nèi)事故的發(fā)生。

4 大大降低了施工成本

綜上三個(gè)方面，其實(shí)也是直接或間接降低了施工成本。人力方面：繩索取芯只需普通雙管鉆進(jìn)人力的50%，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。效率方面：繩索取芯技術(shù)純鉆進(jìn)時(shí)間的利用率在50%以上，而普通雙管鉆進(jìn)的純鉆進(jìn)利用率只有30%?？變?nèi)如果出現(xiàn)事故，輔助的鉆進(jìn)時(shí)間更是無法統(tǒng)計(jì)，甚至可能報(bào)廢整個(gè)鉆孔，損失的經(jīng)濟(jì)效益無法估計(jì)。繩索取芯技術(shù)雖然一次性投資較大，但是由于繩索取芯每米鉆探成本低，鉆具使用壽命長，所以，總體來看繩索取芯的經(jīng)濟(jì)效益還是最好的[2]。

綜上所述，繩索取芯技術(shù)鉆進(jìn)地質(zhì)效果好、鉆進(jìn)效率高、事故少、節(jié)省人力，使鉆進(jìn)成本大大降低，所以繩索取芯技術(shù)在我國地質(zhì)勘探行業(yè)內(nèi)被廣泛推廣和利用，為資源開發(fā)發(fā)揮著重要的作用。

[1]趙志鴻.新型金剛石鉆頭與鉆具設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國知識(shí)出版社,2009.

[2]李國民,肖劍.繩索取芯鉆探技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014.