王金剛吉林省煤田地質(zhì)二〇三勘探公司

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淺析潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的應用

王金剛
吉林省煤田地質(zhì)二〇三勘探公司

摘要：在大口徑的地質(zhì)勘探工作中，鉆探工藝的選擇要根據(jù)所需要勘探地區(qū)的地質(zhì)特點和相關的設備情況進行合理選取，盡管鉆探方法眾多且都取得了一定的效果，但總體施工效率較低、施工成本較高。相關研究表明，潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的應用在實際鉆探工作中取得了良好的應用效果，我們對此進行進一步分析研究。

關鍵詞：潛孔錘；螺桿鉆；“二合一”；鉆探技術(shù)；應用

目前，由于大口徑的鉆探工作難度較大，專家施工人員設計研究出的用于深部鉆探的技術(shù)層出不窮，但效果都不是很明顯，且鉆探效率不高。為了研發(fā)出更加適用于深部鉆探的勘探技術(shù)，有關部門研究設計出了潛孔錘與螺桿鉆“二合一”的鉆探技術(shù)，該技術(shù)的成功實驗及應用到具體的地質(zhì)勘探工作中，這兩種技術(shù)的有效結(jié)合能夠有效的節(jié)約鉆探成本，提高鉆探工作的工作效率，其經(jīng)濟效益、社會效益顯著，此方法值得在今后的鉆探工作中進一步推廣應用。

1.潛孔錘與螺桿鉆鉆探技術(shù)的相關內(nèi)容概述

潛孔錘即我們通常所講的氣動潛孔錘，它的工作原理在于利用其自身產(chǎn)生的高壓空氣產(chǎn)生一定頻率的沖擊功，并將其傳送到錘頭上用以破碎巖石。在鉆探過程中，鉆具能夠不斷回旋改變沖擊位置，進而達到破碎巖石的目的，，其優(yōu)點在于鉆探迅速且成本較低，目前被廣泛應用于各種鉆探作業(yè)之中。

螺桿鉆是一種安裝有容積馬達的鉆具，通常由旁通閥、轉(zhuǎn)子和定子、萬向軸總成、傳動軸總成四個大的部分共同組成。在螺桿鉆的工作過程中，通過擠壓轉(zhuǎn)子與定子之間的密封腔推動轉(zhuǎn)子發(fā)生自轉(zhuǎn)，進而經(jīng)萬向軸轉(zhuǎn)變?yōu)檩S心運動，從而帶動鉆頭進行鉆探，在該過程中螺桿鉆產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速越高，則鉆進速度越快。

現(xiàn)如今，在具體的鉆探工程中，尤其是針對大孔徑的鉆孔工程其鉆孔效果都不是非常理想，比如地熱井、石油井的鉆孔等等。在不同的鉆探領域，施工人員和科研工作者都在不斷嘗試，力求找到一種新型的鉆探技術(shù)，以求滿足經(jīng)濟社會的需要。對此，有關單位進行了空氣空氣潛孔錘和螺桿錘的組合技術(shù)研究，研究表明，這兩種工具的有效結(jié)合可以大大縮短施工周期，節(jié)約施工成本，并且鉆孔效果明顯優(yōu)于其他鉆探技術(shù)，此法值得進一步推廣應用，但是，該方法的成功運用也受到當?shù)氐刭|(zhì)、環(huán)境以及水文因素的具體影響，具體情況要做具體分析。

2.空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的實例分析與研究

在某鉆探施工現(xiàn)場，我們根據(jù)地質(zhì)需要和設備情況使用空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)進行鉆探，這種技術(shù)方法的運用，不僅解決了資源短缺，成本較高等問題，還實現(xiàn)了高效率的快速鉆進。

在鉆孔情況未達282米以前，我們采用空氣空氣潛孔錘進行打孔并配備相應的碎屑打撈裝置，具體方法為：首先采用Airman空壓機進行打孔至140m，然后換用英格索蘭空壓機進行打孔。這兩種空壓機的換用是因為隨著鉆孔深度的增加，鉆孔難度增加，必須換用功率較大以及排氣量大的英格索蘭空壓機進行進一步鉆孔。在空氣空氣潛孔錘鉆孔過程中有一定的鉆進參數(shù)，參考如下：采用0.8MPa的最低風壓以滿足鉆孔深度的要求；排風量必須大于20立方米每分鐘以滿足碎巖、排除巖屑的雙重目的；軸向壓力調(diào)節(jié)至7-15KN為宜；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至20-35轉(zhuǎn)每分鐘，才能鉆進中硬的基巖。在鉆孔深度達到100m的時候，配合使用巖屑打撈裝置以求巖屑更好的上翻，防止其對進一步鉆孔造成影響。當鉆孔深度達到282m時，隨著孔深和氣壓的增大，空氣空氣潛孔錘已經(jīng)不能正常工作，至此，我們換用螺桿鉆進行接下來的鉆孔工作。

在對某地熱井的鉆孔過程中，當孔深達到282米之后，我們是用螺桿鉆配合PDC復合鉆頭進行繼續(xù)打孔。在此過程中，我們采用的鉆具組合方式為采用的鉆具組合為：Ф216mmPDC鉆頭（Ф244.5mm牙輪）＋5LZ172螺桿＋Ф159mm鉆鋌6根＋Ф121 mm鉆鋌4根＋Ф89mm鉆桿＋108×108mm方鉆桿。在282米以后的深度鉆孔中，我們采用上述鉆具組合，每天鉆孔深度可達到25m，最快的時候可達到57米之多，最大鉆孔速度可以達到每小時8米左右，其總體效率比其他鉆孔方式提高了好幾倍。

3.空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的經(jīng)濟效益分析

空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的成功運用為工程節(jié)省了大批資金，且大幅度提高了施工效率，我們對上述地熱井的鉆探成本進行整理如下表以供參考：

項目Ф 216 mm牙輪水電費折舊費工資費用合計費用單位個月月月數(shù)目3 1.7 1.7 1.7單價24000 80000 40000 60000總費用72000 136000 68000 102000 378000

從上表我們可以發(fā)現(xiàn)，空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術(shù)的成功運用使得總體施工進度提高了1.7倍，據(jù)相關保價，整體節(jié)省的成本達到37萬元之多，由此可見該技術(shù)可以有效地節(jié)約成本、提高效率，此法值得在鉆探工程中進一步推廣應用。

小結(jié)

空氣潛孔錘與螺旋桿“二合一”鉆探技術(shù)已經(jīng)是被實驗證明了的非常適用的欠平衡鉆進技術(shù)，適合深部鉆探工程的施工，其特有的鉆探方法以及其獨有的鉆進效率不斷節(jié)約了鉆探成本，還在一定程度上減少了環(huán)境污染，為我國的生態(tài)建設和環(huán)境保護貢獻了一份力量。

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