淺析特殊地質環境下的深層地下水鉆探技術

孫紅偉

河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院（450000）

淺析特殊地質環境下的深層地下水鉆探技術

孫紅偉

河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院（450000）

文章闡述了水文、水井鉆探的概念，對特殊地質環境下的深層地下水鉆探技術展開探討，旨在為促進特殊地質環境下深層地下水鉆探的順利進行提供一些研究思路。

特殊地質環境；深層地下水；水文水井鉆探

0 引言

我國土地資源廣袤，不同地區地質環境不盡相同，在特色地質環境下，為地下水開采工作帶來了不小的難度，為了切實滿足人們用水需求，就要求對地下水鉆探技術展開科學合理應用[1]。因此，對特殊地質環境下的深層地下水鉆探技術開展研究，有著十分重要的現實意義。

1 水文、水井鉆探概述

1.1 水文鉆探

水文鉆探主要是為了對地下水一系列水文地質規律予以查明，諸如地下水賦存環境、運動規律、賦存量等，依托對地下水儲量的勘探，為地下水的科學開發利用、保護以及補給等提供可靠依據。

1.2 水井鉆探

水井鉆探指的是為了滿足供水需求而開展的鉆鑿管井的鉆探工程。水井鉆探對應產生的孔徑大，所以稱之為井。伴隨地表水、大氣水、地下水等相關管理工作的不斷推進，水井鉆探已超出供水范圍，實現了與地下水補給、污水處理以及城市地面沉降回升等工程的結合。

1.3 水文、水井鉆探特征

1）地層復雜。水文鉆探通常作業于第四紀卵礫石層、砂層、粘土層等地層環境。該部分地層環境會使鉆探作業面臨難以取芯、漏失以及塌陷等問題。所以通常將它們稱作復雜地層，也就是安全事故多，效率低下，采芯、鉆進難度大的地層。

2）鉆孔結構復雜。為了獲取分層水文地質信息數據，需要對每一含水層相互間的水力聯系予以切斷。由此使得下入套管層次多，鉆孔直徑大，止水要求高，井身結構復雜。

3）鉆進技術眾多。受地層復雜影響，就算是相同鉆孔中，通常還會面臨不盡相同的各類地層，所以，需要應用到多項鉆進技術。

4）設備種類繁多。因為需要應用到多項鉆進技術，需要配備相應的鉆進設備，所以，現階段水文水井鉆探需要應用到各式各樣的鉆進設備。

2 特殊地質環境下的深層地下水鉆探技術

全面地下水鉆探企業在時代發展新形勢下，要緊隨社會發展腳步，不斷推進改革創新，在先進技術、成功發展經驗的支持下逐步強化特殊地質環境下深層地下水鉆探。如何促進特殊地質環境下深層地下水鉆探的順利進行，可以從以下幾個方面著手:

2.1 多工藝空氣鉆探技術

多工藝空氣鉆探技術的應用，要求對所在地區地質條件開展全面分析，結合切實施工前提，促進深層地下水開發效率的提高，促進深層地下水開發質量的改善。該項鉆探技術主要可劃分為氣動潛孔錘鉆進技術、氣舉反循環鉆進技術等，其中，氣動潛孔錘鉆進技術現階段在基巖地層鉆進水井中得到大量推廣，具備良好的鉆進效率，其鉆進速度可達到牙輪鉆進的5～10倍，鉆頭使用周期長，鉆孔不易傾斜，可保護地下水滲透性[2]。氣舉反循環鉆進技術現階段則在地熱井、大口徑深水井中得到廣泛推廣，一些企業通過將氣動潛孔錘鉆進技術、氣舉反循環鉆進技術開展組合應用，收獲了可觀的應用成效。對于一些復雜地層、大口徑工程孔正循環難以鉆進的情況而言，氣舉反循環鉆進技術可發揮有效作用。巖屑在鉆桿內上返迅速，縮減巖屑在孔內反復破碎，不僅有助于提高鉆進效率，提升鉆頭使用周期，還可減輕施工強度，極大水平縮減鉆探成本。

2.2 大口徑液動潛孔錘鉆進技術

液動潛孔錘指的是一種將循環液作為動力的碎巖設備，作為一項先進的鉆進技術，現階段，大口徑液動潛孔錘鉆進技術在我國大陸科學深鉆中得到有效推廣，該項技術在中硬—堅硬巖層中的技術經濟指標相較于一般回轉鉆進技術均更有效率，并且可避免引發孔斜及縮減巖心堵塞[3]。

2.3 多分支孔受控定向鉆探技術

受控定向鉆探技術應用于水文水井鉆探中，極為依托孔底馬達、相應彎外殼調節方向朝計劃方向開展鉆進，以達到規劃的靶區范圍，受控定向鉆探技術可在一個主孔內的各個方向、各個深度鉆出不同分支孔，極大程度提高鉆進效率，縮減鉆探成本，促進鉆孔的綜合利用。近年來，該項技術在固體礦產勘查中得到成功推廣，還在煤層氣、鹽礦等領域得到推廣，為社會及生產企業創造了十分可觀的經濟效益、社會效益。

3 結語

總之，特殊地質環境下的深層地下水鉆探是一項復雜的系統工程，鑒于此，相關人員務必要不斷研究、總結經驗，清楚水文、水井鉆探內涵特征，結合特殊地質環境特征，強化對多工藝空氣鉆探技術、大口徑液動潛孔錘鉆進技術、多分支孔受控定向鉆探技術等技術的科學合理應用，促進特殊地質環境下深層地下水鉆探的順利進行。

[1]吳尊東.特殊地質條件下的深層地下水綜合鉆探技術研究[J].地球,2016(3):162-163.

[2]羅加祥,代金旭.西部特殊景觀區深層地下水綜合鉆探技術論述[J].西部探礦工程,2008,20(2):56-58.

[3]任良治,鄺光升,李俊福,羅中良，帥松.鉆探技術在重慶“四山”地下水監測中的應用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2016，43(10):145－149.