新疆维吾尔自治区煤田地质局综合地质勘查队 新疆 830009
摘要：近年来，我国科学技术取得了快速的发展，各产业中应用的相关技术都取得了长足的进步。在地质勘探工作中钻探是一种非常重要的技术工艺，其发挥着无可替代的作用。随着我国经济的快速发展，现阶段我国自然资源出现了一定的紧缺局面，已经探明的资源储量已经无法有效满足我国社会经济发展的需要，提升地质勘探水平，充分挖掘我国的地质资源满足我国经济发展的需要成为我国现阶段地质工作的重点。钻探施工作为在地质勘探过程中应用广泛的技术，加强这一技术的研究对于推动我国地质勘探水平的发展具有非常重要的意义。文章深入研究了钻探设备、工艺以及在钻探施工过程中的注意事项。
关键词：钻探；工艺；施工技术；注意事项
引言
钻探工程是利用钻具设备和器具，按照一定的目的、要求，由地表、坑道或湖海向地壳深部，钻出一个直径小而深度大的柱状圆孔，取出岩矿样品以了解地下地质情况；或为满足其他工程某种用途的需要而进行的通道，其所进行的全部施工工作，称为钻探工程。由于钻探工程施工环境非常复杂，难度大，条件恶劣，具有较大风险等特点，不仅给施工工程质量造成很大影响，同时也严重威胁着施工人员的生命财产安全，如此给钻探工程的持续发展形成很大阻碍。
1钻探设备
1.1钻头
在进行钻探施工的过程中需要根据施工环境中的实际地质条件选择适宜的钻头，决定钻头的主要因素是岩石硬度。不同的钻探深度岩石的硬度存在一定的差异，因此需要在钻探的过程中实时检测岩石硬度并及时根据岩石的硬度变化选择适宜的钻头。现阶段在钻探施工中使用的钻头主要分为3种类型：金刚石类钻头、硬质合金类钻头、钢粒类钻头。不同类型的钻头适宜不同的岩石硬度，其中金刚石钻头通常被用来对最坚硬的岩石进行钻探。就钻头的使用范围而言，金刚石钻头是最为广泛的，主要原因是其在钻探的过程中进尺速度快、钻探可靠性高。
1.2钻杆
钻杆是钢质的圆杆，单杆直径一般是非常细的，平均直径一般为42-50mm，且单根钻杆的长度一般在4.5-6m，钻杆的关键作用就是要用来对钻头实施向下带动延伸的工具形式，并且钻杆和钻杆之间的连接方式是使用螺旋纹扣的形式来实现的。
1.3冲洗液
在实际工作的过程中，由于项目的特殊性，通常情况下所采用的冲洗液也有着不同的配方，一般情况下根据不同地层可配用不同的配方，即适用于完整灰岩地层；流沙、鹅卵石地层；泥岩地层以及适用于粉砂岩地层的配方等等。
1.4套管
套管的作用是对已经钻探成功的钻孔壁进行一定的支撑，在实践的过程中这一设备还有其他的名称，但是其发挥的作用是一致的，即有效防止钻孔壁在钻探的过程中出现坍塌等地质危害，影响钻探工作的进一步展开。
2钻探方法
钻探方法主要有冲击钻探、回转钻探、振动钻探和冲洗钻探。冲击钻进：适用于比较坚硬的岩石（碎石）层或土层，对岩石层，采取孔底全面冲击钻进方法；回转钻进：当钻头钻进模式为环状钻进的时候，可以提取岩芯，以供取样勘察；当钻头钻进模式为全面钻进的时候，其钻进轨迹为螺旋曲线状，不在考虑提取岩芯。振动钻进：多用于钻探深度较小的土层，尤其是多用于土壤颗粒较为细小的土层，其特点是方便快速，操作简单。
3钻探工程施工工艺
3.1钻孔结构
现阶段在地质勘探的过程中使用范围最广的钻探设备是金刚石钻头，在地质勘探的过程中由于其目的通常是取得一定的样品，因此采用的钻机口径都较小。小口径金刚石在实际应用的过程中其钻孔的结构应尽可能简单，在钻探施工之前需要进行周密的计划，尽可能避免换径。现阶段在钻探施工的过程中钻孔深度通常较大，因此在制定钻探施工的方案时需要重视钻具的材质和地质变化对钻探施工带来的一系列影响。在钻探工程开始之前应该明确钻进工程可能的最大钻进深度，并以此来选择合适的钻进初始口径，避免在后期的钻进过程中由于口径的选择不当影响钻进的效率和质量。如果钻探设备中的钻杆外径同钻孔壁之间的间隙过小会导致清洗液上返速度慢，无法及时有效地清除在钻探的过程中产生的渣土，有可能造成烧埋钻头和钻杆折断的现象，进而严重影响钻探施工进度，甚至带来生产安全事故。因此在进行钻探作业的过程中需要慎重选择钻口口径，可以在相关参考资料的基础上增大一道两径，以此来保证钻探施工的安全和效率。
3.2钻具级配
在进行钻探作业的过程中钻具的级配主要指两个方面：一是根据钻探的深度确定钻探口径的大小，二是钻杆同钻头之间的搭配。在进行钻探深度和钻口口径的级配时，应尽可能扩大钻口的直径，为后续钻探施工计划的变更留出足够的变更余量。在进行钻具级配的过程中，要尽可能提升钻具的扭矩力，缩小钻具同孔壁之间的摩擦力。此外，也需要考虑到钻孔内部发生常见事故的处理以及对常见钻探故障的防范。
3.3钻进参数
钻进参数是指钻井过程中可控制的参数，主要包括钻压、转速、钻井液性能、泵量、泵压、泵率及其他水力参数。钻进参数是钻井施工中一个十分关键的因素，钻进参数的合理设置直接关系到施工的效果和质量，因此，在钻探工程中，钻进参数的设置十分重要。在实际施工过程中，影响金刚钻进技术参数的因素有很多，并且各种影响因素之间是相互制约和关联的，因此，钻进参数的合理设置具有一定的技术性。比如：岩石的物理力学性质、钻孔的结构、设备的性能、钻头的类型都可能是影响钻进参数的影响，并且也有可能是在诸多因素的共同作用下产生的影响。因此，在施工过程中，施工人员应该根据施工的具体情况和条件进行详细的分析，比如：应用钻压、钻速、泵量、泵压最后得出最佳的钻进技术经济指标。
4钻探施工注意事项
在钻探技术应用过程中，上部地层钻探工艺应该根据地层的特点，避开地层的空洞区，以免发生塌陷造成安全事故，同时还可以将套管下至岩石层，这样可以有效防止套管发生断裂。在对地层倾斜较大的地区进行钻探工艺时，要格外注重发生坍塌现象，比如：在施工过程中可以全孔进浆，这样可以用新浆代替脏泥浆。同时在钻井过程中，要注意钻进参数并保持稳定的钻速，以此防止出现抱钻现象发生。抱钻是钻探工程中非常危险的一个事故，其不仅会严重影响到施工的效率和质量，同时还会对施工人员的生命安全构成严重的威胁。因此，在施工过程中，不仅要提高施工工艺的水平，同时施工人员还要做好安全防护措施。在钻探工程中，还要注重选择合适的钻头，不同的钻探地层要根据地层的实际情况以及施工条件，合理选择最佳的钻头，这样可以有效防止发生孔内事故，同时还可以节省一定的钻探费用。施工人员钻进施工过程中，每次提起下探钻头的时候，应该养成良好的操作习惯，比如：检查钻头，观察钻探地层情况，这样也可以有效防止事故发生，确保钻探工程施工顺利开展。另外，在钻探工程施工中，还要注意及时清洗脏泥浆，并且要确定搅拌新泥浆的责任人，保证泥浆的质量。
结语
随着时间的推移，我国钻探行业得到了极大的发展，并在很大程度上满足了相关市场对资源的需求。不过，在部分施工单位的运转过程中，由于其自身经济实力较弱，无法及时更换钻探设备，导致实际钻探过程中出现设备损坏等问题，为了解决这些问题，相关人员需要加强现代先进技术与设备的应用，并结合单位自身实际情况，严格遵守有关部门的规定与标准，加强钻探工作的了解，提高钻探工作的水平与质量，进而促进我国社会整体的进一步发展。
参考文献：
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