黃鍵

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊 河北邢臺 054001）

我國地質(zhì)鉆探現(xiàn)狀和發(fā)展前景分析

黃鍵

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊 河北邢臺 054001）

本文首先介紹了我國地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展現(xiàn)狀和我國地質(zhì)鉆探技術裝備現(xiàn)狀，然后分析了我國地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展前景，最后探討了地質(zhì)鉆探工程發(fā)展前景。

地質(zhì)鉆探；現(xiàn)狀；發(fā)展前景

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)的高速發(fā)展、人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對地下礦產(chǎn)資源的消耗逐年增加，地下資源的滿足程度越來越低，對外的依賴度越來越高，礦產(chǎn)資源的供給和保障已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。地下礦產(chǎn)資源是人類發(fā)展和生存的根本，隨著地球內(nèi)部已經(jīng)探明礦產(chǎn)資源的不斷開采和趨于枯竭，進一步向未進行地質(zhì)勘探及一些地下更深部實施地質(zhì)勘探找礦是為人類尋找更多礦產(chǎn)資源的必要手段。

1 我國地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展現(xiàn)狀

當前資源短缺的狀況嚴重的制約了我國的社會建設與經(jīng)濟發(fā)展，使地質(zhì)鉆探技術越來越多地受到了人們的重視，新技術的研發(fā)和新項目的開發(fā)，都能夠享有政府和地方的優(yōu)惠政策，令地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展和應用進入了一個相對繁榮的時期。

但是我國地質(zhì)勘探過程中應用較為廣泛的鉆探技術，依舊沿用了20世紀80年代的設計，技術水平相對落后。液壓動力鉆頭基本依靠進口，最為先進的鉆探技術方法—金剛石繩索鉆探取芯法也未能得到廣泛的普及，另外一些較為先進的鉆探技術雖然已經(jīng)開始投入實際應用階段，但是距大范圍的推廣還有一定的差距?？梢哉f，現(xiàn)階段我國的地質(zhì)工作雖然得到了國家和地方政府的鼎力支持，但是鉆探技術的發(fā)展仍舊相對緩慢，鉆探工作中由于地質(zhì)鉆探技術水平而導致的問題眾多，具體包括深孔鉆進能力差、復雜地形鉆進問題多、效率較低、鉆進成本偏高等。因此，想要進一步的提高我國地質(zhì)鉆探的技術水平，促進我國地質(zhì)行業(yè)的快速發(fā)展，仍舊需要不斷加大地質(zhì)鉆探新技術研究與開發(fā)的力度，引進國外先進理論、縮短我國地質(zhì)鉆探技術與國外先進技術之間的差距，最終全面的推動我國地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展。

2 我國地質(zhì)鉆探技術裝備現(xiàn)狀

2.1 我國地質(zhì)技術裝備總體成新水平

我國地質(zhì)技術裝備在過去3年購置踴躍，成新率較高。在可統(tǒng)計的130家施工單位中，60～70%的主要地勘裝備是在近三年購置的；在可計算的71個施工單位中，國產(chǎn)設備平均成新率約為64%，進口設備成新率約為70%。

2.2 國產(chǎn)地質(zhì)技術裝備仍是地勘施工的主力裝備

為滿足地質(zhì)勘查市場新的需求，深度更深、自動化程度更高、能力更強的一系列新型號鉆探設備研制成功并投入市場。比如XY-6B、HXY-8B等機械傳動巖心鉆機，滿足了大深度巖心鉆探施工要求；HCD-5、XD-5、HYDX-8B等全液壓巖心鉆機，在中深孔巖心鉆探施工中效率高、勞動強度低、安裝搬運簡便，部分替代進口。據(jù)不完全統(tǒng)計，2008年國產(chǎn)全液壓巖心鉆機全球銷售量超過了150臺。

金剛石繩索取心鉆探工藝在我國已經(jīng)得到普遍應用，除深孔鉆探鉆桿存在可靠性問題外，應用效果良好；液動錘鉆進或液動錘+繩索取心鉆進工藝在一些省局開始應用，但還沒有得到大面積推廣；許多地勘單位有使用定向鉆進工藝的迫切愿望，但由于缺少相關技術人員和器具，成熟應用這項技術的單位寥寥無幾；一些單位正在探索應用空氣反循環(huán)等高效、節(jié)水鉆探工藝。

2.3 國外先進地質(zhì)技術裝備有著較高的市場認可度

國外先進地質(zhì)技術裝備進入我國地質(zhì)勘查市場，在多專業(yè)領域為我國地質(zhì)勘查提供了高、精、尖技術裝備，市場保有進口設備凈值約占到國產(chǎn)設備凈值的1/4。進口鉆機大多數(shù)為全液壓動力頭式，少數(shù)為日本產(chǎn)立軸式塔機一體式鉆機。在全液壓動力頭式鉆機中，以中深孔鉆機為主。品牌型號集中在寶長年公司的LF-70、LF-90型，阿特拉斯·科普柯公司的CS1000P6、CS-14型。這些設備以其優(yōu)良的機械性能和工藝適應性在推動鉆探設備的進步方面起到了良好的示范作用，多數(shù)使用者反映該類鉆機在使用中表現(xiàn)出在鉆孔質(zhì)量、鉆進效率等方面較立軸式鉆機具有優(yōu)勢。存在問題主要是購置價格昂貴，售后服務不及時且配件價格高。使用者普遍反映，與進口設備配套引進的鉆桿、鉆具的使用效果明顯優(yōu)于國內(nèi)產(chǎn)品，鉆桿的使用壽命同比國內(nèi)產(chǎn)品高2倍以上，繩索取心鉆具無論從巖心采取率還是可靠性均優(yōu)于國內(nèi)產(chǎn)品，但3倍以上的價格使得使用者難以接受。有些單位在中深孔鉆探施工中采取使用國產(chǎn)鉆桿+進口鉆具的方式，以求保證施工質(zhì)量，降低耗材成本。

3 我國地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展前景

3.1 鉆探方法的發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)有鉆探方法的不足之處已不斷顯現(xiàn)出來。因此，發(fā)展高效的鉆探技術已經(jīng)成為我國地質(zhì)鉆探發(fā)展的重要方向。其中，金剛石繩索鉆探取芯法需要得到更廣泛的普及，而適用于不同地層和使用條件的勘探技術也有待進一步的發(fā)展。

3.2 鉆探設備的發(fā)展

目前我國鉆探技術在設備研發(fā)領域已取得了一定的進展，在鉆頭、鉆具以及鉆機的研發(fā)上有了長足的進步，但是在大型設備、節(jié)能設備以及自動化設備的研發(fā)方面，還有待加強。而在對設備進行研發(fā)的同時，也要注意將設備的性能與應用方向緊密的結合，研發(fā)出適用于不同領域的地質(zhì)鉆探設備。

3.3 地質(zhì)鉆探技術的發(fā)展方向

在傳統(tǒng)的地質(zhì)鉆方面，地質(zhì)鉆探領域需要加大對緊缺的礦產(chǎn)和能源鉆探技術的開發(fā)力度，勘探領域要不斷向著自然條件差、勘測程度低的西部地區(qū)推進。在巖土鉆掘方面，我國將長期處于基礎建設的開發(fā)階段，因此地質(zhì)鉆探技術需要與工程建設更加緊密的結合，才能夠滿足我國社會發(fā)展的需要。

另外，在對海洋的開發(fā)方面，地質(zhì)鉆探技術需要成為我國探索深海礦藏的一把利器，幫助我國進一步的探明深海礦產(chǎn)資源儲量，并為科學研究的提供充足的依據(jù)。

最后，地質(zhì)鉆探技術也是加強西部地區(qū)建設不可缺少的條件之一，由于我國西部的氣候相對嚴酷，地質(zhì)環(huán)境復雜，因此，只有擁有了先進的地質(zhì)鉆探技術，才能更好的探明西部資源的存儲狀況，并為西部的基礎設施建設提供幫助。

4 地質(zhì)鉆探工程發(fā)展前景

4.1 新領域、新業(yè)態(tài)的“非常規(guī)”鉆探技術需求將進一步加大

地質(zhì)巖心鉆探工作量經(jīng)過近幾年的快速增長，至2012年達到頂峰。自2013年開始快速回落，而且回落的速度要快于前幾年的增長速度，還可能進一步回落，地質(zhì)巖心鉆探產(chǎn)能將嚴重過剩。然而，地質(zhì)巖心鉆探之外的新領域、新業(yè)態(tài)的大量“非常規(guī)”鉆探工作量則市場廣闊。如前面提到的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、地下水污染調(diào)查、農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查、地球化學勘查等工作促進了淺層取樣鉆探工作量恢復性增長；中低溫深部地熱資源、干熱巖資源、淺層地溫能的開發(fā)利用增長迅速，從2015年的2000萬t標煤到2020年的5000萬t標煤，將會運用大量的鉆探工程；政府對地質(zhì)災害治理的投資不斷增多，離不開鉆探技術的支撐；不斷增加的非常規(guī)能源勘查工作，也是地質(zhì)鉆探工作迅速增長的新的應用領域。

4.2 地質(zhì)鉆探行業(yè)新情況、新變化，亟需先進鉆探技術和裝備的支撐

隨著我國重要礦產(chǎn)勘查工作向西部新區(qū)轉移以及非常規(guī)能源勘查工作的開展，現(xiàn)有的鉆探技術方法已不能較好地滿足野外施工需要。萬米科學鉆探、深部干熱巖鉆探面臨安全、質(zhì)量、經(jīng)濟、工期等方面的挑戰(zhàn)，需要先進鉆探技術裝備應對；以受控定向鉆進技術為依托的對接井、水平井技術需求越來越廣泛；海洋地質(zhì)鉆探、極地鉆探、地外天體取樣以及深部高地應力巖石取樣、海洋水合物保壓取樣等方向的科技創(chuàng)新還在路上；綠色勘探和安全要求，倒逼鉆探裝備、泥漿材料生產(chǎn)企業(yè)技術改造和升級；“互聯(lián)網(wǎng)+”及“工業(yè)4.0”風頭正勁，每個行業(yè)都希望抓住機遇，搭順風車。

對鉆探裝備制造行業(yè)而言也不能無所作為，大批量的鉆桿產(chǎn)品制造自動化，高性能、高價值鉆探設備定制化的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)。新的需求還包括鉆孔水力采礦、地下儲氣工程、鉆孔快速救援等，均需要鉆探工程技術支撐。這些地質(zhì)鉆探行業(yè)新情況、新變化，將給鉆探裝備制造、技術研發(fā)機構帶來新的發(fā)展機遇。

4.3 環(huán)保理念要貫穿于鉆探工程的始終

以“生態(tài)保護”為核心的大量自然保護區(qū)的建立，迅速增長的地熱資源及非常規(guī)能源的開發(fā)利用，無不體現(xiàn)出國家對環(huán)境保護的重視。自然保護區(qū)的建立壓縮了地質(zhì)勘查工作空間，生態(tài)文明和找礦突破戰(zhàn)略行動都是國家戰(zhàn)略，做到既要保護生態(tài)環(huán)境又要提高資源保障能力，必須要走綠色勘查之路。今后的鉆探工程，無論是在自然保護區(qū)進行的地質(zhì)巖心鉆探，還是在城市開展的建筑施工鉆探，都要始終堅持環(huán)保的理念，適應“新常態(tài)”下的環(huán)境保護、綠色低碳的需求。如生態(tài)脆弱區(qū)鉆探，往往需要恢復植被，必須修建棧道和高架鉆場，國外甚至是直升飛機搬遷鉆探設備物資，因此應采用輕便鉆機、鋁合金鉆機、鋁合金鉆桿等輕便鉆探裝備，使用環(huán)保沖洗介質(zhì)，設計多分支孔等，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞；在城市進行鉆探施工中，要降低噪聲、減少粉塵等。

5 結語

加強地質(zhì)工作，保證礦產(chǎn)資源的供給是我國當前及今后經(jīng)濟建設的一項重要任務。鉆探工程是礦產(chǎn)勘查的重要技術方法之一，是能夠直接從地下巖層獲取實物樣品的唯一手段，只有拿到實物樣品才能驗證礦藏的存在，只有通過大量的鉆探工作量才能獲得可信的儲量。要實現(xiàn)攻深找盲和特殊景觀地區(qū)的找礦突破，實現(xiàn)地質(zhì)找礦突破戰(zhàn)略目標，不僅要在找礦理論上有所突破，鉆探工藝方法及鉆探技術裝備的突破更是關鍵。

[1]陳童男.關于工程地質(zhì)勘察中鉆探技術的應用分析[J].科技展望，2015（08）.

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[3]林朝杰.地勘單位在地質(zhì)鉆探工作中存在的主要問題及應對建議[J].海峽科學，2015（02）.

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1004-7344（2016）24-0192-02

2016-8-12