淺析潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術的應用

王金剛吉林省煤田地質二〇三勘探公司

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淺析潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術的應用

王金剛
吉林省煤田地質二〇三勘探公司

摘要：在大口徑的地質勘探工作中，鉆探工藝的選擇要根據所需要勘探地區的地質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；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層出不窮，但效果都不是很明顯，且鉆探效率不高。為了研發出更加適用于深部鉆探的勘探技術，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，該技術的成功實驗及應用到具體的地質勘探工作中，這兩種技術的有效結合能夠有效的節約鉆探成本，提高鉆探工作的工作效率，其經濟效益、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的相關內容概述

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生的高壓空氣產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，通過擠壓轉子與定子之間的密封腔推動轉子發生自轉，進而經萬向軸轉變為軸心運動，從而帶動鉆頭進行鉆探，在該過程中螺桿鉆產生的轉速越高，則鉆進速度越快。

現如今，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，以求滿足經濟社會的需要。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研究，研究表明，這兩種工具的有效結合可以大大縮短施工周期，節約施工成本，并且鉆孔效果明顯優于其他鉆探技術，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地地質、環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”鉆探技術的實例分析與研究

在某鉆探施工現場，我們根據地質需要和設備情況使用空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術進行鉆探，這種技術方法的運用，不僅解決了資源短缺，成本較高等問題，還實現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，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；軸向壓力調節至7-15KN為宜；轉速調節至20-35轉每分鐘，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”鉆探技術的經濟效益分析

空氣潛孔錘與螺桿鉆“二合一”鉆探技術的成功運用為工程節省了大批資金，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

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

小結

空氣潛孔錘與螺旋桿“二合一”鉆探技術已經是被實驗證明了的非常適用的欠平衡鉆進技術，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約了鉆探成本，還在一定程度上減少了環境污染，為我國的生態建設和環境保護貢獻了一份力量。

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