探討繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用問題及建議

胡傳宏

（山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013）

在實際的巖土鉆探施工中，繩索取芯技術的應用發揮著十分重要的作用。尤其是在超深孔鉆探施工中，繩索取芯技術的應用表現出了明顯的經濟性特點。并且，只要符合繩索取芯技術工藝的應用范圍，孔深越深，其相應的經濟效益就越有保證。但是，與國外發達國家相比，我國繩索取芯鉆探技術的發展時間非常有限，繩索取芯鉆探的效率與使用壽命方面還有很大的進步空間。只有對其進行更加深入的研究和分析，才能夠充分發揮繩索取芯技術的應用作用，提升巖土鉆探施工質量。

1 繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用優勢

1.1 降低巖土鉆探施工成本

將繩索取芯技術應用到巖土鉆探施工中，可以明顯降低巖土鉆探施工成本。例如，在實際的巖土鉆探施工過程中，繩索取芯技術的應用實現了不提鉆取芯。即即便是巖心管已經被巖心充滿，也可以不將鉆探提出地表，直接利用繩索裝置從鉆桿中提取出巖心管。這樣一來，提下鉆的次數明顯減少，技術人員的工作強度明顯降低，巖土鉆探施工成本也會明顯降低。繩索取芯技術的這一應用優勢，在深孔鉆探施工中表現的最為明顯。

1.2 提高巖心采樣率

將繩索取芯技術應用到巖土鉆探施工中，可以明顯提高巖心采樣率。因為在實際的繩索取芯技術應用過程中，鉆具結構處于“外管單動、內管靜止”狀態。即便是鉆頭不斷的鉆進，外部沖洗液也不會對巖心產生沖刷，巖心采取質量也可以得到保證。通過以往的工作經驗總結，繩索取芯技術的應用，可以將巖心采取率提高到95%以上。

1.3 降低了鉆孔內部事故的發生幾率

將繩索取芯技術應用到巖土鉆探施工中，都會配置一個數字視覺實時監控裝置。這樣一來，就可以結合工況給出相應的數據信息，并做出報警提示，確保技術人員可以結合這些數據信息了解鉆探過程中存在的故障問題，并進行有效的處理與解決。另外，鉆桿外徑與孔壁之間的間隙非常小。而這，就為提高鉆探質量與鉆探安全，降低鉆探事故發生提供了有利的保證。

2 繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用問題

繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用，主要存在著以下幾方面的問題。首先，針對4級--9級的巖層，繩索取芯技術的應用可以獲得相對理想的鉆探效果，且鉆探效率與施工安全也可以得到有效的保證。而針對10級--12級的鑿巖施工，受到國內鉆探施工技術水平的限制，暫不提倡使用繩索取芯技術。尤其是遇到巖層堅硬的情況、如果強行使用繩索取芯技術，那么在巖層密度大、巖層顆粒細小等因素的影響下，就會出現鉆頭打滑、轉速減慢等情況，鉆探效率明顯降低、鉆探質量明顯下降，繩索取芯技術的應用優勢將得不到充分的發揮。在實際的巖土鉆探施工中，還必須要對鉆頭及鉆具組合質量進行控制，提升鉆孔過程的穩定性與高效性。一旦鉆頭質量出現問題，鉆進過程中出現了鉆頭方面的故障，那么繩索取芯技術的應用優勢也將難以發揮出來。最后，不同的巖土地質條件，繩索取芯技術得以應用效果也不同。在復雜巖土地層中，繩索取芯技術的應用則存在著斷鉆桿、脫扣等問題。而這，輕則導致鉆孔報廢，造成鉆探棺材損失，重則延誤鉆探施工進度，降低鉆探施工質量。如何在復雜地層條件下將繩索取芯技術的應用優勢發揮出來，保證鉆探施工進度的順利推進，是當前技術人員需要亟待解決的問題[1]。

3 繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用建議

3.1 鉆進參數

繩索取芯工藝的應用，表現出了取芯不提鉆的特點，所以其應用范圍極為廣泛。在實際的巖土鉆探施工中，巖層的物理性質并不是一成不變的，所以技術人員一定要對自身的操作技能進行嚴格的控制。一旦發現巖層性質發生了變化，就要隨之調整鉆探工藝。

3.2 鉆壓

首先，在實際的鉆探過程中，如果是Ф96mm鉆頭鉆進，那么需要將鉆進壓力控制在900kg～1400kg之間。當到達該輪最后10cm的時候，要在原鉆壓的基礎上增加100kg～200kg左右。如果是Ф76mm鉆頭鉆進，需要將鉆進壓力控制在700kg～900kg之間，并結合實際情況做出相應的調整。需要注意的是，如果技術人員沒有掌握好鉆探壓力，那么就可能出現進尺慢、巖心堵塞、空磨鉆頭等問題，縮短鉆頭的使用壽命。其次，在取芯的時候，可以使鉆壓增加100kg～200kg，保持鉆探壓力的穩定性。最后，在對巖心進行切割的時候，要先停止鉆進，并將鉆桿提起5cm左右，轉動3圈或5圈，確保巖心被扭斷[2]。

3.3 轉速

在鉆探過程中，需要對地層情況進行有效的分析，并以此為基礎對轉速進行控制。只有保證轉速平穩、時效性高，才能夠降低各種鉆探施工事故的發生幾率。

3.4 沖洗液泵量

在實際的鉆探施工中，巖層結構有著非常明顯的差異，而這就對泥漿泵量的控制提出了更加苛刻的要求。如果遇到特殊巖層，巖石脆軟，容易破碎，容易被沖洗液沖刷掉，那么就要對泵量進行嚴格的控制，避免因為泵量過大而使巖芯被沖刷掉。另外，在取芯過程中，為了保證巖心的完整性，需要將泵量控制到52L/min。

3.5 注意事項

雖然繩索取芯技術在巖土鉆探施工中有著非常突出的應用優勢，但是其對于鉆頭的質量要求比較高。所以，技術人員必須要對鉆頭質量進行嚴格的控制，并投入一定的成本采購回高質量的鉆頭。與此同時，還要加強設備的保養，對設備進行定期的維護，確保繩索取芯技術的應用優勢可以得到充分的發揮[3]。

4 繩索取芯技術在巖土鉆探施工中的應用措施

4.1 下鉆操作

在下鉆操作的時候，技術人員需要對鉆機的操作技巧進行熟練。正式開始下鉆之前，要對鉆具、鉆頭、卡簧以及鉆頭間隙等進行嚴格的檢查。下鉆的時候，要注意穩和慢。如果遇到卡頓，也不能猛墩強拉。如果下鉆過程中遇到阻礙，那么要慢轉掃孔。下鉆到與孔底相距0.5m的時候，就要沖孔，并慢轉掃空到底。

4.2 鉆進

在鉆進的過程中，每一個鉆進回次都要安排一個技術人員。且技術人員要對轉速、孔口返漿問題、泵壓以及設備運轉等情況進行認真的觀察，及時排查鉆進過程中的異常情況。同時，安排專門的工作人員負責管理沖洗液，專門對沖洗液的質量進行檢測，負責沖洗液的保養工作。

4.3 復雜地層鉆進

在復雜地層鉆進的過程中，可以使用超徑鉆頭，使鉆桿與孔壁之間的環狀間隙增大；可以縮短地層卡簧底端與鉆頭之間的距離；可以對回次進尺長度進行控制；并通過回灌的方式進行提鉆。

5 結語

之所以繩索取芯技術會受到眾多鉆探施工技術人員的青睞，是因為其在巖土鉆探施工中的應用表現出了明顯的勞動強度低、鉆進效率高、鉆孔質量有保證、設備材料消耗低等優勢。但是，繩索取芯技術得以應用，也暴露出了一下問題。

所以，我們要不斷地分析繩索取芯技術應用中存在的問題，不斷的提升繩索取芯技術的應用水平。只有這樣，才能將繩索取芯技術的應用優勢充分的發揮出來，提升巖土鉆探施工質量。