空气泡沫潜孔锤在缺水地区水井施工中的应用.pdf

72 西部探矿工程 2013年第 11期 空气泡沫潜孔锤在缺水地区水井施工中的应用 黄邦忠 (贵州地矿局112地质大队，贵州 安顺561000) 摘 要：空气泡沫潜孔锤钻进是干旱缺水地区钻探施工快速、高效的钻进方法，它具有钻井效率高、 施工周期短和施工用水少等优点。 关键词 ：泡沫潜孔锤 ；水井施工；钻进工艺 中图分类号：P634．5文献标识码 ：B 文章编号：1004—5716(2013)11-0072-03 1 概述 为了有效地解决干旱地区钻进时的除尘与取样 ， 贵州处于世界三大连片岩溶发育区之一的东亚片 排除湿地层钻进的不安全因素，充分发挥空气压缩机 区中心，即以贵州为中心连接广西北部 、云南东部、湖 对水下深孔钻进的工作效能，采用空气泡沫潜孑L锤钻 南西部及四川东南部等地形成的面积最大的片区，是 进，这样既可以发挥空气潜孔锤钻进的优越性 ，又弥补 世界上分布面积最大 、最集中连片的岩溶区，也是世界 了空气潜孔锤钻进的不足。在空气潜孔锤钻进过程中 岩溶发育最典型 、类型最复杂、景观类型最齐全的片 使用泡沫剂，可以在气流上返速度 (0．6～1．2m／s)不大 区。地貌以高原山地为主，平均海拔在llOOm左右，是 的情况下，借助泡沫携带岩屑上浮，改进和提高气流携 一 个海拔较高、纬度较低 、喀斯特地貌典型发育的山 带岩屑的能力，以降低对空压机的要求。含有泡沫剂 区，生态环境脆弱，是全国喀斯特分布最广的高原山地 的气流可以携带较大的颗粒上返到地面，保持孔底清 省份 ，喀斯特面积 10．91km ，占全省 国土总面积的 洁，减少了岩石重复破碎量，延长钻头寿命。岩屑颗粒 61．9％，虽然干旱缺水较普遍，但并不是一个资源性缺 外表被泡沫包裹，形成一层保护膜 ，防止岩屑粘结，不 水省份，相反喀斯特区地下水资源还十分丰富，问题 致形成泥包或泥环。泡沫的润滑性能好 ，可降低钻进 的关键是如何开发利用地下水 ，贵州省 自2007年开始 扭矩 ，减少孑L内事故。泡沫剂也可以用于裂隙地层和 进行地下水勘查和农村安全饮水找水打井，因此，研究 多孑L隙地层钻进及不稳定地层钻进。利用泡沫剂处理 泡沫潜孔锤，将其应用于喀斯特干旱缺水地区水文水 孔 内漏水，降低了空压机对压力和风量的要求。 井施工 ，可大幅度提高钻进效率，降低钻进成本 ，取得 泡沫剂注入方法可分为连续注入和间歇注入 。泡 显著的经济效益与社会效益，通过在贵州省农村安全 沫泵的压力应 比空压机的压力稍微大些 ，在没有泡沫 饮水及地下水勘查 ，2010年省内抗旱救灾 、2011年支 泵时也可以从钻杆中心孔注入 ，也能起到一定效果。 援河南抗旱、贵州抗旱找水打井 、2012年地下水勘查等 泡沫剂的浓度一般为0．1％～0．2％，加量视地层及孑L内 项 目中圆满解决生产用水、提高钻进效益问题。 情况而定。 2 施工工艺 2．2 空气泡沫潜孔锤的技术要求 2．1 空气泡沫潜孔锤的特点 (1)转速：它主要根据岩石性质 、钻头直径 、冲击器 空气泡沫潜孔锤钻进工艺是以空气和泡沫作为动 的冲击功、冲击频率来确定。一般直径在240mm左右 力介质驱动潜孔锤工作的新型工艺方法，它将潜孔锤 的钻孑L，软岩层25~40r／min、中硬地层20~35r／min、硬 钻进技术和与泡沫钻进技术有机结合在一起，既发挥 岩层lO~30r／min。 了