探析绳索取芯施工技术发展现状

2020-02-14罗郑

建材与装饰 2020年2期

罗郑

（河南省煤田地质局三队河南郑州 450000）

0 引言

现阶段，随着经济蓬勃以及科学技术不断发展，大家对矿产资源的需求也逐渐上涨，在一定条件下导致能源紧张局势趋于恶化，而我国相关工作者正在积极探索新型矿产地质勘查技术，从而为缓解能源紧张现状提供有力保障。以矿产地质勘查为例进行分析，该技术能够为其提供一定技术支持，同时亦属于地质勘察过程中相对核心的技术手段，但是对地质构造较复杂的地层进行钻探时，普遍存在的情况大多表现为涌水、漏失以及水敏性地层与矿层坍塌等，该现象在某种程度上对绳索取芯技钻探技术效率、质量等方面产生严重影响。因此，本文主要从绳索取芯技术工作原理、设备选择以及配置附属机具等方面入手，对该技术相关内容予以综合分析，从而推动绳索取芯钻探稳定可持续发展[1-3]。

1 绳索取芯技术概述

1951 年期间，美国长年公司经过一系列研究和分析首次提出绳索取芯钻进技术，并且将其广泛应用于矿床勘探、岩心钻探等方面，随着人们对该技术逐渐认可和肯定，绳索取芯钻进技术获得较显著的经济效果。我国正式接触绳索取芯钻进技术的时间为1979 年，该技术指代的内容即在不依靠提钻的基础上，直接获得岩心的钻进方法，相比传统钻进技术，绳索取芯钻进技术不仅能够全面降低工程成本、缓解孔内事故，而且还可以加强钻进效率和质量。

1.1 绳索取芯技术的工作原理

针对绳索取芯技术工作原理而言，具体内容如下所述：绳索取芯中主要构成部件即二层管，而取芯与心管分别属于外层以及内层装岩心，通过上部绳索取芯钻杆回转方式，在一定程度上带动内层管回转。当泵压升高到一定程度时，分离机构滑块逐渐向上移动，分动接头的上外管在绳索钻杆引动下发生正常钻进，而下外管不发生任何回转动作，即起到钻进作用。

1.2 绳索取芯技术的设备选择

施工设备在某种条件下为绳索取芯技术提供有力帮助，在选定钻探设备、机具过程中，应该以钻机提升能力、钻探成本以及地层条件等内容作为标准进行全面衡量。与此同时，还需要额外关注钻具级配方面的选择，应该考虑提钻次数较少或不提钻取岩芯的方法，该技术存在的核心价值即高钻速、高时间利率、钻头寿命长以及工人劳动强度相对较低，为绳索取芯钻杆技术安全性、高效性等奠定良好基础。此外，钻探设备及机具在选定过程中应该为孔壁稳定性、冲洗液合理性提供有力保障，该过程应该有效缩减孔壁及钻杆之间存在的缝隙，同时利用煤田钻探施工特点予以落实，从而提高设备使用效率以及利用价值。

1.3 配置附属机具

绳索钻具即满眼钻具，在钻进过程中不存在距离较大的间隙，运行过程中离不开高质量冲洗液，所以需要为其配置泥浆搅拌机，当遇到钻孔漏失情况时，确保该绳索钻在不停止钻进的前提下实现泥浆配置。利用提高钻杆实用价值的方式进行深孔、超深孔钻探技术，导致该情况产生的原因即钻杆不仅可以切灭风行，而且还具备较好的强度，将该机具与夹持器、双滑车系统有效融合时，能够全面解决孔内发生的事故，从而提高钻进效果。

2 绳索取芯技术的特征

2.1 工作效率高

应用绳索取芯钻进技术的过程中，应该将打捞器进行下放处理，该操作能够有效缓解下钻以及提钻所用时间，达到事半功倍的效果。为大家列举具体实例，江西相山基于PQ 绳索取芯钻具，钻塔、孔深分别是20m 以及2500～3000m，钻进时可以提4 根钻杆作为立根；但是当孔深长度为1000m 时，提钻杆次数上升至250 次。完成取芯操作时，应该将所用立根原位归还，该过程所耗时长共计4h，由此推断绳索取芯钻进技术不仅工作效率低，而且所耗时长较多。但是绳索取芯技术全过程仅需20min，相比绳索取芯钻进技术既节省大部分时间，同时又能够节约劳动力[4-5]。综上分析，绳索取芯技术不仅可以缩短钻进时长，而且还能够在钻孔深度不断提高的背景下，突显优势特征，从而获得相对显著的经济技术效果。

2.2 节省了人力资源的消耗

随着时代不断发展和进步，人力成本逐渐上涨，各企业为提高经济效益，对人力成本进行大幅度遏制。众所周知，在地质勘探现场中，所需施工人员多达4 名或5 名，每个机台不仅需要配备记录员、机长，而且还应该设有班长，所耗人力成本相对较大。另外，在大多数情况下岩心管长度即2～3m，当钻进规定米数时，应该将与岩心管相连的钻杆提出孔底，并且把钻杆分别归于原位。地质钻探主要采用单管或双管钻进，在一定条件下可钻至几百米之下，所耗钻进时间微乎其微，由此推断该技术不仅对人力资源产生较大消耗，而且导致人力成本不断上涨。但是绳索取芯技术便可以有效避免上述提及的问题，使用绳索取芯技术时不需要提钻杆，当岩芯装满岩心管时，仅需要将钻具以及岩芯共同提至地表，并将打捞器放置孔底即可，既有效缓解人工体力劳动，同时又能够节省人力资源的消耗。

2.3 降低了施工成本

除上述介绍内容外，绳索取芯技术在一定条件下能够降低施工成本，主要体现在人力以及效率两个方面。针对效率方面而言，该技术纯钻进时间有效利用率高达50%，相比普通双管钻进的纯钻进利用率共提高20%；针对人力方面而言，绳索取芯技术所需人力是普通双管钻人力的一半，而且劳动强度也得到有效缓解。当孔内发生事故时，辅助钻进时间无法预估，甚至可能影响整个钻孔流程，虽然绳索取芯技术投资大，但是其每米钻探成本较低而且使用寿命相对较长。