【摘要】水文地質(zhì)鉆探是勘探開發(fā)地下水的一個重要技術(shù)手段，其任務(wù)就是在地面水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，進一步查明地下水的埋藏條件、運動規(guī)律和含水層的水質(zhì)、水量以及水溫等水文地質(zhì)規(guī)律，為合理的開發(fā)利用、保護或補給地下水提供所需的資料。本文主要探討鉆探工作必須遵循的準則及鉆探工作的基本要求，并且深入研究了水文地質(zhì)鉆探技術(shù)的多種方法。 

　　關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)鉆探；鉆探技術(shù) 

　　水文地質(zhì)鉆探是水文地質(zhì)普查、勘探工作中取得地下水文地質(zhì)資料的主要技術(shù)方法，也是開發(fā)利用深層地下水進行鉆井工程的唯一技術(shù)手段。它的基本任務(wù)是在水文地質(zhì)測繪、水文地質(zhì)物探的基礎(chǔ)上，進一步查明含水層的巖性、層次、構(gòu)造、厚度、埋深分布及水量、水質(zhì)、水溫等水文地質(zhì)條件、特征和參數(shù)，解決和驗證水文地質(zhì)測繪和物探遙感工作中難以解決的水文地質(zhì)問題，為評價和合理開發(fā)利用地下水資源提供可靠的水文地質(zhì)資料和依據(jù)。 

　　1鉆探工作必須遵循的準則 

　�。�1）水文地質(zhì)鉆探工作必須貫徹執(zhí)行先水文地質(zhì)測繪與物探，后鉆探施工以及堅持“先踏勘、后設(shè)計”和“先設(shè)計、后施工”的工作程序，即必須在水文地質(zhì)測繪和物探工作的基礎(chǔ)上布置水文地質(zhì)鉆孔，以及堅持沒有地質(zhì)、施工設(shè)計，不準施工開鉆的原則。 

　�。�2） 對于探采結(jié)合鉆孔，應(yīng)本著“以探為主，探采結(jié)合”的原則進行，即應(yīng)滿足“探”為主，在獲取準確可靠的水文地質(zhì)資料的同時結(jié)合成井。 

　　（3）水井鉆探工程應(yīng)在有充分水文地質(zhì)資料的地區(qū)進行，并在鉆探過程中采取必要措施收集和論證水文地質(zhì)資料，嚴格按照成井工藝規(guī)程要求成井。 

　　2鉆探工作的基本要求 

　�。�1）水文地質(zhì)鉆探是以獲取準確可靠的水文地質(zhì)資料，滿足地質(zhì)設(shè)計要求，達到地質(zhì)設(shè)計目的進行的，因此，要本著需要與可能的精神，在進行鉆探設(shè)計和施工中采取切實可行的最優(yōu)方法與工藝，滿足地質(zhì)設(shè)計要求。同時，要努力提高地質(zhì)、施工設(shè)計的準確程度，以便最大限度地減少因設(shè)計不當而造成的損失。 

　�。�2） 在鉆探工程施工的全過程中，都要始終貫徹“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全”和“質(zhì)量第一”的原則，推廣應(yīng)用鉆探新設(shè)備、新方法、新工藝，提高經(jīng)濟效益。同時，在加強全面質(zhì)量管理的活動中，既要反對單純追求進尺，忽視工程質(zhì)量的傾向，也要反對忽視安全和不注重經(jīng)濟效益，片面追求脫離實際可能或超越規(guī)程規(guī)范的技術(shù)要求。 

　　（3）要搞好鉆孔各項原始資料的記錄與整理工作。提交的資料必須真實、準確、可靠，對偽造鉆孔原始資料數(shù)據(jù)者，必須嚴肅處理。 

　�。�4）從事水文地質(zhì)及水井鉆探的全體人員，必須認真學習和嚴格遵守本規(guī)程。但本規(guī)程中有些條款只是一般性和原則性的規(guī)定要求，在貫徹執(zhí)行時允許施工單位依據(jù)具體情況制訂實施細則或補充規(guī)定。 

　　3水文地質(zhì)鉆探技術(shù) 

　　3.1多工藝空氣鉆探技術(shù) 

　　空氣鉆進是指用壓縮空氣或含有壓縮空氣的氣液混合物作為鉆進時的循環(huán)沖洗介質(zhì)，或者既用其作為破巖機具的動力，又兼作沖洗介質(zhì)的一種鉆進工藝方法。近幾年來發(fā)展很快，技術(shù)成熟，逐漸形成包括循環(huán)介質(zhì)、循環(huán)方式、碎巖方法和應(yīng)用領(lǐng)域的多工藝空氣鉆進技術(shù)體系。 

　　其主要特點如下：低密度介質(zhì)有利于提高碎巖速度；能有效冷卻鉆頭、清除巖屑和快速判層；能在不穩(wěn)定地層中保護孔壁和少污染環(huán)境；有利于保護含水層和低壓油氣層并提高產(chǎn)出率；特別有利于在干旱缺水地區(qū)和嚴寒、凍結(jié)層施工；亦利于忌用液體循環(huán)的抗滑錨固孔和露天礦爆破孔施工；空氣潛孔錘鉆進能大幅度提高硬巖鉆孔速度；氣舉反循環(huán)鉆進能實現(xiàn)2～3m以上大直徑井孔和超過2000m深井施工。 

　　3.2多介質(zhì)反循環(huán)鉆探技術(shù) 

　　反循環(huán)鉆進就是指鉆探過程中循環(huán)介質(zhì)同常規(guī)鉆探方法的循環(huán)方向相反，反循環(huán)鉆進一般采用雙壁鉆具，循環(huán)介質(zhì)主要分為壓縮空氣和液體兩種。鉆進過程中，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過雙壁氣水龍頭、雙壁主動鉆桿、雙壁鉆桿內(nèi)外管環(huán)隙到達孔底，驅(qū)動孔底破巖器具破碎巖石，并攜帶巖心及巖屑經(jīng)鉆桿的中心通道到達地表的巖心或巖樣的收集裝置。 

　　由于反循環(huán)鉆進具有獨特的雙壁鉆具結(jié)構(gòu)，無需提出孔內(nèi)鉆具就能獲取所需的地質(zhì)樣品，決定了該方法具有如下優(yōu)點：時間利用率高，鉆進效率高，勞動強度低，洗井效果好；孔底清潔，鉆頭壽命長，實現(xiàn)了鉆進、取樣同時進行，達到了優(yōu)質(zhì)、高效的目的。根據(jù)循環(huán)介質(zhì)的不同，反循環(huán)鉆探技術(shù)主要分為空氣反循環(huán)和水力反循環(huán)。 

　　3.3繩索取心鉆探技術(shù) 

　　繩索取心鉆探技術(shù)是一種應(yīng)用較廣泛的地質(zhì)取心鉆探技術(shù)，該技術(shù)對地層適應(yīng)性廣�？碧剿�1973年首次研制成功用于巖心鉆探的繩索取心鉆具，后續(xù)逐步開發(fā)出多種系列產(chǎn)品，水文水井繩索取心鉆具系列，堅硬“打滑”地層用繩索取心鉆具系列，用于深孔的重型繩索取心鉆具，松軟破碎地層及煤系地層的繩索取心半合管鉆具系列和繩索取心塑料三層管和超前管鉆具等，與此同時，還開發(fā)了與其配套使用的鉆頭、擴孔器等，大大提高了我國金剛石鉆探的技術(shù)水平。 

　　為了滿足新一輪地質(zhì)大調(diào)查地質(zhì)鉆探需要和進一步提高我國地質(zhì)鉆探綜合水平而采用的一種新型鉆探技術(shù)―組合鉆探技術(shù)迎運而生，將空氣反循環(huán)連續(xù)取樣、水力反循環(huán)連續(xù)取心及繩索取心鉆探技術(shù)有機結(jié)合起來，采用一套鉆桿和輔助器具就能完成，達到了因地施鉆，滿足了地質(zhì)要求，提高了鉆探效率，降低了鉆探成本。該項技術(shù)可較好地用于水文地質(zhì)孔勘查與固體礦產(chǎn)勘探；同時我們還在繼續(xù)開發(fā)復(fù)雜地層中深孔使用的繩索取心配套鉆具等。 

　　3.4液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù) 

　　液動潛孔錘鉆探技術(shù)是在回轉(zhuǎn)鉆進的基礎(chǔ)上增加一個利用洗井液驅(qū)動的液動潛孔錘，它可產(chǎn)生具有一定沖擊能量和頻率的載荷，從而可大幅度提高5級以上地層鉆探效率，克服金剛石鉆進“打滑”問題，在巖心易堵塞的破碎巖層中延長回次進尺�？碧剿�先后開發(fā)出六個系列30多個規(guī)格的液動潛孔錘，如正作用系列、雙作用系列、繩索取心系列、水文水井鉆系列、液氣兩用系列，目前仍在開發(fā)深井用液動錘及噴反系列液動錘等。 

　　中國大陸科學鉆探是國家重點工程項目，它的實施從鉆探技術(shù)的角度來看將是全面檢驗和提高我國鉆探技術(shù)水平的一個極好的機會，其2000m先導(dǎo)孔及主孔施工采用了具有中國特色的先進技術(shù)：螺桿馬達/液動錘/金剛石取心鉆進工藝方法。勘探所研發(fā)的YZX127液動錘已成為CCSD主孔不可缺少的鉆探器具，目前正在3000多米的主孔中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。 

　　綜上所述，我所從1958年起率先開始液動潛孔錘技術(shù)研究，經(jīng)過幾代人不懈努力，在理論和技術(shù)上有新的突破的同時，積極進行科技成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，使其應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓展。近年來液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)已應(yīng)用于地下水勘查、水井與地熱、油氣井、地質(zhì)巖心鉆探、水下爆破及工程地質(zhì)勘察等領(lǐng)域，且在推廣應(yīng)用中能取得良好的效益。 

　　3.5受控定向分枝孔鉆探技術(shù) 

　　受控定向鉆探技術(shù)就是采用孔底馬達和必要的彎接頭或彎外殼控制方向沿設(shè)計的軌跡進行鉆進，來達到預(yù)定的靶區(qū)內(nèi)，該鉆探技術(shù)可在一個主孔的不同深度、不同方向鉆出多個分枝孔，可大大提高鉆探效率，節(jié)約成本，提高鉆孔的綜合利用率。 

　　受控定向多分枝孔鉆探技術(shù)用于開發(fā)地熱及水文水井鉆探等方面，能較好的擴大地熱井及水井的采集面積，豐富水源的水量；在涉臨枯竭的水井中，可以在同一主井實施放射狀水平井，以提高水井的采取率及延長使用壽命，使枯井起死回生；對接連通井技術(shù)可將地下干熱巖轉(zhuǎn)換成地熱，以充分發(fā)揮地下能源的有效作用，為民造福。