探析繩索取芯施工技術發展現狀

羅鄭

（河南省煤田地質局三隊 河南鄭州 450000）

0 引言

現階段，隨著經濟蓬勃以及科學技術不斷發展，大家對礦產資源的需求也逐漸上漲，在一定條件下導致能源緊張局勢趨于惡化，而我國相關工作者正在積極探索新型礦產地質勘查技術，從而為緩解能源緊張現狀提供有力保障。以礦產地質勘查為例進行分析，該技術能夠為其提供一定技術支持，同時亦屬于地質勘察過程中相對核心的技術手段，但是對地質構造較復雜的地層進行鉆探時，普遍存在的情況大多表現為涌水、漏失以及水敏性地層與礦層坍塌等，該現象在某種程度上對繩索取芯技鉆探技術效率、質量等方面產生嚴重影響。因此，本文主要從繩索取芯技術工作原理、設備選擇以及配置附屬機具等方面入手，對該技術相關內容予以綜合分析，從而推動繩索取芯鉆探穩定可持續發展[1-3]。

1 繩索取芯技術概述

1951 年期間，美國長年公司經過一系列研究和分析首次提出繩索取芯鉆進技術，并且將其廣泛應用于礦床勘探、巖心鉆探等方面，隨著人們對該技術逐漸認可和肯定，繩索取芯鉆進技術獲得較顯著的經濟效果。我國正式接觸繩索取芯鉆進技術的時間為1979 年，該技術指代的內容即在不依靠提鉆的基礎上，直接獲得巖心的鉆進方法，相比傳統鉆進技術，繩索取芯鉆進技術不僅能夠全面降低工程成本、緩解孔內事故，而且還可以加強鉆進效率和質量。

1.1 繩索取芯技術的工作原理

針對繩索取芯技術工作原理而言，具體內容如下所述：繩索取芯中主要構成部件即二層管，而取芯與心管分別屬于外層以及內層裝巖心，通過上部繩索取芯鉆桿回轉方式，在一定程度上帶動內層管回轉。當泵壓升高到一定程度時，分離機構滑塊逐漸向上移動，分動接頭的上外管在繩索鉆桿引動下發生正常鉆進，而下外管不發生任何回轉動作，即起到鉆進作用。

1.2 繩索取芯技術的設備選擇

施工設備在某種條件下為繩索取芯技術提供有力幫助，在選定鉆探設備、機具過程中，應該以鉆機提升能力、鉆探成本以及地層條件等內容作為標準進行全面衡量。與此同時，還需要額外關注鉆具級配方面的選擇，應該考慮提鉆次數較少或不提鉆取巖芯的方法，該技術存在的核心價值即高鉆速、高時間利率、鉆頭壽命長以及工人勞動強度相對較低，為繩索取芯鉆桿技術安全性、高效性等奠定良好基礎。此外，鉆探設備及機具在選定過程中應該為孔壁穩定性、沖洗液合理性提供有力保障，該過程應該有效縮減孔壁及鉆桿之間存在的縫隙，同時利用煤田鉆探施工特點予以落實，從而提高設備使用效率以及利用價值。

1.3 配置附屬機具

繩索鉆具即滿眼鉆具，在鉆進過程中不存在距離較大的間隙，運行過程中離不開高質量沖洗液，所以需要為其配置泥漿攪拌機，當遇到鉆孔漏失情況時，確保該繩索鉆在不停止鉆進的前提下實現泥漿配置。利用提高鉆桿實用價值的方式進行深孔、超深孔鉆探技術，導致該情況產生的原因即鉆桿不僅可以切滅風行，而且還具備較好的強度，將該機具與夾持器、雙滑車系統有效融合時，能夠全面解決孔內發生的事故，從而提高鉆進效果。

2 繩索取芯技術的特征

2.1 工作效率高

應用繩索取芯鉆進技術的過程中，應該將打撈器進行下放處理，該操作能夠有效緩解下鉆以及提鉆所用時間，達到事半功倍的效果。為大家列舉具體實例，江西相山基于PQ 繩索取芯鉆具，鉆塔、孔深分別是20m 以及2500～3000m，鉆進時可以提4 根鉆桿作為立根；但是當孔深長度為1000m 時，提鉆桿次數上升至250 次。完成取芯操作時，應該將所用立根原位歸還，該過程所耗時長共計4h，由此推斷繩索取芯鉆進技術不僅工作效率低，而且所耗時長較多。但是繩索取芯技術全過程僅需20min，相比繩索取芯鉆進技術既節省大部分時間，同時又能夠節約勞動力[4-5]。綜上分析，繩索取芯技術不僅可以縮短鉆進時長，而且還能夠在鉆孔深度不斷提高的背景下，突顯優勢特征，從而獲得相對顯著的經濟技術效果。

2.2 節省了人力資源的消耗

隨著時代不斷發展和進步，人力成本逐漸上漲，各企業為提高經濟效益，對人力成本進行大幅度遏制。眾所周知，在地質勘探現場中，所需施工人員多達4 名或5 名，每個機臺不僅需要配備記錄員、機長，而且還應該設有班長，所耗人力成本相對較大。另外，在大多數情況下巖心管長度即2～3m，當鉆進規定米數時，應該將與巖心管相連的鉆桿提出孔底，并且把鉆桿分別歸于原位。地質鉆探主要采用單管或雙管鉆進，在一定條件下可鉆至幾百米之下，所耗鉆進時間微乎其微，由此推斷該技術不僅對人力資源產生較大消耗，而且導致人力成本不斷上漲。但是繩索取芯技術便可以有效避免上述提及的問題，使用繩索取芯技術時不需要提鉆桿，當巖芯裝滿巖心管時，僅需要將鉆具以及巖芯共同提至地表，并將打撈器放置孔底即可，既有效緩解人工體力勞動，同時又能夠節省人力資源的消耗。

2.3 降低了施工成本

除上述介紹內容外，繩索取芯技術在一定條件下能夠降低施工成本，主要體現在人力以及效率兩個方面。針對效率方面而言，該技術純鉆進時間有效利用率高達50%，相比普通雙管鉆進的純鉆進利用率共提高20%；針對人力方面而言，繩索取芯技術所需人力是普通雙管鉆人力的一半，而且勞動強度也得到有效緩解。當孔內發生事故時，輔助鉆進時間無法預估，甚至可能影響整個鉆孔流程，雖然繩索取芯技術投資大，但是其每米鉆探成本較低而且使用壽命相對較長。

3 結論

綜上分析，工程施工團隊想要加強經濟效益，則需要合理運用繩索取芯鉆進技術，該技術雖然具備很多優勢，但是其在參數確定、工作人員專業能力、材料選用等方面還需要深入研究，因此建議相關技術人員加強對繩索取芯鉆進技術的創新，從而確保該技術能夠在煤炭勘探中獲得效益最大化。