浅谈绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用

浅谈绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用

倪杰

广州市水务科学研究所广东广州510220

摘要：在岩土钻探工程中，为了保障施工效率和质量，避免施工安全问题的出现，采用科学有效的钻探技术是十分必要的。绳索取心技术是一种十分常见的钻探技术，该技术可以不提出钻头、钻具也能获取岩心的钻探技术，其不仅能够节省人工成本的投入，还能够提升钻探工作的效率和质量，受到了我国钻探技术人员的青睐。本文主要就绳索取心技术在岩土钻探施工中的应用进行了相应的分析和说明。

关键词：绳索取心；岩土钻探；技术应用

绳索取心技术不需要大量的人力资源亦可完成，其效率、质量、安全性相对较高，且对设备的消耗较低，所以受到了钻探施工人员的青睐。随着该技术的广泛应用，其也在不断的改进和创新。该技术不需要提出钻头、钻具也可以获取岩心，在钻杆内部填满岩心，然后从钻杆内将岩心搬运到地面。在实际施工的过程中，受到钻探地质、土层环境等因素的影响，钻探效果会产生一定的差异，所以技术人员要根据实际施工环境进行技术的应用和设备的选取，不能盲目施工。如果选用绳索取心技术，首先要做好钻杆的检测工作，避免钻杆断裂、脱扣等问题，这些问题不仅影响钻探工作的开展，还会造成钻孔、器材的损失，进而影响工程效率和经济效益。为此，如果钻探环境复杂，一定要结合实际情况进行施工，确保绳索取心技术的有效性。

一、绳索取心技术的应用范围

由于该技术的普遍应用，我国对该技术已经有了一定的研究，但与发达国家仍有差距。随着技术的进步，绳索取心技术的应用范围也在不断的扩大。目前其主要应用于岩土地质勘察、水利工程等方面。在钻探工程中使用该技术要从多方面进行考虑，其中包括地层条件、钻头质量、辅助设备、钻孔深度等等，也要考虑工程的资金和资源成本，不仅确保钻探工作的技术性，还要保障其经济性。目前，在我国该技术的使用效率已经达到了每月每台设备钻进600m-1000m，平均1小时钻进7-10m，且钻杆使用寿命较长，普遍在2万米左右。从实际应用情况来看，该技术可以应用在各种环境之中，即使是6-9级的应岩层，应用该技术也能够确保钻探的效率和质量。但在10-12级岩石钻探工程中，该技术则无法满足钻探需求，尤其是地层组织颗粒细小、密度大、无碾磨性的环境中，采用该技术会严重磨损钻头，且钻进效率并不明显，进而失去了该技术的使用优势。根据相关经验，不难看出该技术在浅孔和深孔岩石钻探中均可应用，钻探深度会随着技术的完善不断加深，随之经济效益也会得到一定的改进。为了确保钻探的稳定性，一定要确保钻头质量，如果在钻进途中频繁更换钻头，不仅会降低钻进效率，还会增添工作量，从而使绳索取心技术失去了本该有的技术优势。

（一）钻探浅层风化岩土地层

如果钻探地区为浅层风化岩土地层，一定要做好钻进工作的保护措施，具体施工内容有以下几个方面：首先要明确钻探位置，选择恰当的润滑泥浆进行孔壁的支护，确保润滑泥浆的润滑作用，进而为钻探工作降低难度；其次，选择恰当的钻头和钻杆（如图1），钻头既要保障施工效率，也要确保施工安全和质量。在实际施工中，短钻具的使用比较常见，其长度在1.20-1.50m之间，坚持勤提夺取的钻采原则，进而保障钻探效率和质量。如果该地的风化情况严重，可以采用低喷或内超前钻头进行钻采，利用三重管来确保岩心安全。如果在浅层风化去进行钻采，一定要确保钻进的稳定性，根据施工地的实际情况和施工要就进行钻进工作的规范，避免快速钻进造成钻孔倾斜等问题。

图1绳索取心钻探技术实际应用

（二）钻探深部构造破碎带

对深部构造破碎带进行钻探时，其会受到各种因素的影响，进而造成钻探工作的看展困难。其主要影响因素有地层条件、结构破碎、地下水等等，这些问题不仅会影响钻探质量，还会引发安全隐患。所以，在实际钻探施工的过程中，施工人员要根据施工要求做好钻进保护措施，搭配合理的保护设备，以此确保钻探的安全性。此外，为了保障钻探的质量，还要坚持以下几个施工要点：第一，在实际钻探的过程中，及时进行获取岩心的观察分析，根据专业的知识和经验来分析钻孔内的实际情况，并根据分析结果来制定防护方案。由于该地环境复杂，结构破碎严重，施工人员一定要专注施工，避免错误操作的出现。错误操作会引发各类安全问题，不仅会影响钻孔的使用，还会威胁施工人员的生命安全；第二，在该地形条件下进行钻探时，要确保钻探的稳定性和准确性，不能为了追求效率而忽略质量，如果在钻探过程中发现异常情况，一定要及时上报和处理，避免事故的出现；第三，在钻进结束后，必须要进行钻探地层的支护工作，确保地层的稳定性之后才能开展下一步的工作，避免施工危险的出现。

三、绳索取芯技术的应用效果

（一）提升效率，降低成本

在实际施工中，采用该技术进行钻探勘察，能够提升钻探效率，因为该技术无需提出钻头、钻具，只要利用绳索即可进行取心管的打捞，进而获取钻探岩心。这样不仅提升了钻探获取的工作效率，还降低了工作人员的劳动强度，减小了外部空间对提升距离的限制，进而对钻探工程的整体效益提升有很大的帮助。

（二）提高采样率

该技术所采用的钻杆是外管单动，与之相比内管处于相对静止的状态，这种状态下能够有效避免冲洗液对才采样岩的冲洗，确保了采样岩的完整。不仅如此，该技术也能避免钻探设备对岩心的破坏，减少物理力学的作用，进而保障钻探的质量和安全。实践表明，该技术的采取率高达95%，是一项采取率极高的钻探技术。

（三）减少施工事故

随着现代技术的应用和进步，钻探技术也取得了不小的进步，先进的数字可视化设备已经应用在钻探工作之中。该技术利用可视化设备进行钻进工作的监控，设备会进行信息的即时反馈，如果钻进工作出现问题，设备也具有报警提示的功能，进而提醒施工人员及时采取有效的解决措施。不仅如此，该技术所用的钻杆和钻具距离较近，外径距离在2mm左右，进而钻杆对孔壁有一定的保护作用，避免钻杆谈金的过程中出现卡钻、埋钻等施工事故，确保了施工效率和施工人员的安全。

结语

综上所述，绳索取心技术是一种常见的岩石钻探技术，该技术具有成本低、效率高、安全性高等特点，其在我国得到了十分普遍的应用。在实际应用的过程中，钻探人员不仅要确保勘探质量，还要提升安全意识，尤其是复杂地形条件下，钻探人员要根据实际地形需求进行钻头、钻杆的选取，确保钻探设备符合绳索取心技术的要求，进而保障该技术的应用效率，从根本上提升我国岩心钻探工程的整体效益。

参考文献

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