吳昂昂

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)，安徽合肥230011）

由于我國大部分地區(qū)水系網(wǎng)絡(luò)并不密集，水井就成為了這些地區(qū)生活用水的重要來源。為了能夠更加高效、更加科學(xué)地開發(fā)地下水資源，科研人員對(duì)水井鉆探技術(shù)進(jìn)行了綜合分析。在使用泥漿回旋鉆進(jìn)法進(jìn)行鉆探時(shí)，若遇到砂層或砂礫層，很容易因破碎帶的泥砂污染泥漿導(dǎo)致泥漿的性能遭受破壞。若砂粒進(jìn)入水泵，會(huì)直接影響水泵的正常施工，從而使得整個(gè)水井鉆探工程被迫停止運(yùn)轉(zhuǎn)。因此在使用泥漿進(jìn)行水井鉆探的過程中，自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的使用是施工過程中非常重要的環(huán)節(jié)之一[1]。自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的主要作用是通過設(shè)備的回收分離特性，將混雜在泥漿中的砂粒凈化，使造孔過程中產(chǎn)生在泥漿中的雜物能夠不對(duì)孔壁造成負(fù)面影響。為了能夠深入了解自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置對(duì)水井鉆探的整體技術(shù)路線產(chǎn)生的影響，以便之后繼續(xù)深入研究水井鉆探技術(shù)，本文對(duì)自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究。首先需要探究水井鉆探過程中使用自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的必要性，分析砂礫混入泥漿的原因。研究自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的作用機(jī)理，探究該裝置的關(guān)鍵技術(shù)手段。最后再對(duì)自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探中的應(yīng)用進(jìn)行探究，通過以下幾點(diǎn)分析自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置對(duì)水井鉆探工程做出的影響。

1 砂自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探中的必要性分析

想要在水井開鑿之后實(shí)現(xiàn)最初的施工目的，就必須在水井鉆探的最初階段做好水井定位工作。一般情況下適合進(jìn)行水井鉆孔的地層都是第四系中松軟的砂土層、粘土層、卵礫石層等，這些地層土質(zhì)松散，構(gòu)造帶破碎，極不穩(wěn)定[2]。而施工過程中挖掘的抽水孔等設(shè)施孔徑較大，一般能達(dá)到200~500mm，因此在使用泥漿進(jìn)行鉆探的過程中，極容易使大量的砂礫裹挾在泥漿中，有時(shí)鉆孔至幾十米的深度，就能夠撈到大量的砂粒，甚至?xí)鼓酀{泵被迫停止工作[3]。因此鉆探完成后，為了順利成井，需要及時(shí)將泥砂中攜帶的砂礫清除，以避免鉆孔深度或下管深度受到影響。此時(shí)就可以使用自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置作為砂礫清除和凈化的設(shè)備。

2 自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置關(guān)鍵技術(shù)研究

自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置主要由儲(chǔ)漿器、泥漿泵、振動(dòng)篩、攪拌器等四個(gè)部件組成[4]。其中儲(chǔ)漿器的容積計(jì)算公式為：

式中：Q——自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置中每米泥漿的用量；

V——在該水井鉆探工程中鉆孔的體積；

d——孔徑系數(shù)，通常為一常數(shù)。

泥漿泵的選型通常需要根據(jù)往期水井鉆探工程的最大泵量平均值計(jì)算本期數(shù)據(jù)，且不同的管泵其技術(shù)參數(shù)也不相同，具體的自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置泥漿泵技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 泥漿泵技術(shù)參數(shù)

在利用泥漿泵的技術(shù)參數(shù)計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)供電量時(shí)，可以在原功率的基礎(chǔ)上額外適量增加1~2kW，具體數(shù)值以當(dāng)?shù)氐暮０魏蜌夂驔Q定。

振動(dòng)篩通常需要極精巧的設(shè)計(jì)，一方面需要將振動(dòng)篩的最大泵量與泥漿泵的最大泵量保持一致，另一方面將長寬高的外形尺寸與泥漿泵相匹配[5]。對(duì)于振動(dòng)篩這一類在啟動(dòng)的過程中會(huì)出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)的設(shè)備零件，需要進(jìn)行相應(yīng)的減震工作，而且需要依據(jù)不同的水井鉆探工程設(shè)置不同的減震方式，絕不能在正式的鉆探過程中產(chǎn)生太過劇烈的震動(dòng)。

最后的攪拌器主要分為凈化倉和配漿倉，其長寬高等外形尺寸與質(zhì)量和電功率都不相同，根據(jù)具體的泥漿總量選取適當(dāng)?shù)臄嚢杵餍吞?hào)。

3 自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探中的應(yīng)用探究

自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探工程中主要是為了清除多余的砂礫，其所能起到良性影響主要分為以下幾點(diǎn)。第一，使用自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置能夠控制泥漿中固體顆粒和水分含量的比例，該設(shè)備對(duì)于控制水井鉆探工程中的泥漿比重和固相含量能夠起到極大的促進(jìn)作用[6]。自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的鉆頭孔徑一般分為?311mm和?500mm兩種，綜合而言，使用?500mm的鉆頭擴(kuò)孔能夠使泥漿的固液比重降低5%~7%，清除一半以上泥漿中的砂礫，極大地提高了泥漿的擴(kuò)孔效率。第二，自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置改善了水井鉆探工程后期的工作狀況，通過及時(shí)排除泥砂等固體顆粒，保證了孔內(nèi)的整潔和干凈，減少孔內(nèi)結(jié)構(gòu)事故發(fā)生的概率。同時(shí)也能通過合理使用泥漿泵，保護(hù)易損零件，從而達(dá)到減少修理設(shè)備時(shí)間的目的。而且，因?yàn)楸疚难芯康哪酀{循環(huán)凈化裝置自身所具備的自動(dòng)運(yùn)行功能，在開機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的設(shè)備會(huì)具備更好的凈化效果，有利于井內(nèi)清洗，改善工作條件，同時(shí)縮短工期，提高成井質(zhì)量。第三，使用自動(dòng)化的泥漿循環(huán)凈化裝置，能夠降低裝置運(yùn)行和維護(hù)的成本。既不需要雇傭?qū)I(yè)人員時(shí)刻緊盯泥漿循環(huán)裝置，也不需要清理砂礫，更換無法改變的泥漿。這樣以來，自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置就能夠極大地降低生產(chǎn)成本和維護(hù)成本，避免資金浪費(fèi)，提高了時(shí)間的利用率。第四，在洗井時(shí)，自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置還能夠起到使周邊井壁泥皮厚度下降的效果，進(jìn)而縮短洗井周期和成井速度，從而提高水井鉆探工程的施工效率，降低水井中的泥漿含量損失。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文詳細(xì)論述了自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置在水井鉆探工程中的應(yīng)用效果，對(duì)水井鉆探工程中使用自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的必要性做出了分析，并簡(jiǎn)單介紹了自動(dòng)化泥漿循環(huán)凈化裝置的幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)。此次分析對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，在未來研究中將會(huì)對(duì)此做出補(bǔ)充研究。