李訓(xùn)魁

中國煤炭地質(zhì)總局第二水文地質(zhì)隊

地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究

李訓(xùn)魁

中國煤炭地質(zhì)總局第二水文地質(zhì)隊

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的快速增長，現(xiàn)階段很多鉆探技術(shù)都不能滿足社會發(fā)展的需求，在長時間的使用中，經(jīng)常出現(xiàn)很多弊端，對我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了很大影響。為了能夠有效加強我國在地質(zhì)勘探方面的技術(shù)，必須要加強地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用與研究，使其能夠更好地為我國的地質(zhì)勘探事業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。本文通過對現(xiàn)階段所采用的地質(zhì)鉆探技術(shù)在實際應(yīng)用方面進行研究，并在此基礎(chǔ)上對其未來的發(fā)展趨勢進行分析，以提高我國在地質(zhì)勘探領(lǐng)域的研究水準(zhǔn)，充分發(fā)掘我國潛在自然資源。

地質(zhì)鉆探；技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

隨著工業(yè)化進程的加快，地質(zhì)鉆探技術(shù)取得了明顯進展。從目前的勘查現(xiàn)狀來看，很多比較淺的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被很多開發(fā)商開發(fā)徹底，為了對其他一些比較深且開采困難的礦產(chǎn)資源進行鉆探，就必須結(jié)合地質(zhì)理論知識，對實際情況進行分析研究并進行實驗，提高地質(zhì)鉆探效率質(zhì)量，保證開采安全。

2 地質(zhì)鉆探

地質(zhì)鉆探是地質(zhì)勘探的重要組成要素，地質(zhì)鉆探需要相關(guān)的鉆探機械設(shè)備，在鉆探的過程中利用鉆探器械從地表向地下鉆孔，進而獲取地層中巖石和礦樣，并對這些獲得的巖石礦樣進行分析比對，能夠?qū)Φ貙又械牡V藏種類，質(zhì)量和埋藏位置進行有效判斷，然后采取有效的開采方案，促進開采工程的實施。地質(zhì)鉆探在我國最先運用于尋找水資源和鹽資源。隨著地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展和其他領(lǐng)域?qū)υ摷夹g(shù)的需要，鉆探技術(shù)被引入其他領(lǐng)域的地質(zhì)找礦中去。隨著人們生產(chǎn)生活的不斷發(fā)展，對能源的需求量不斷增大，人們對地質(zhì)鉆探技術(shù)更加地重視起來。

3 地質(zhì)鉆探技術(shù)及其應(yīng)用

3.1 繩索取心技術(shù)

繩索取心技術(shù)不依賴鉆具提出直接用鋼絲繩打撈器提取出巖心，只有在鉆頭損壞或更換鉆頭時才會把鉆具提出鉆孔。采用繩索取心技術(shù)進行地質(zhì)鉆探的技術(shù)要點分別是：第一、繩索取心技術(shù)設(shè)備包括具有良好性能的鉆桿、雙層或三層的巖心桿、鋼絲繩索打撈器等；第二、鉆機的鉆頭需選用金剛石材料，因其具有高強的適應(yīng)性；第三、需使用高性能的鉆機和泥漿泵；第四、繩索取心技術(shù)操作人員需要進行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，掌握相應(yīng)的技術(shù)要領(lǐng)。繩索取心技術(shù)因其效率高、節(jié)省鉆進時間，廣泛應(yīng)用在工程地質(zhì)勘探中。例如在天然氣鉆探、石油鉆探、冰層鉆探、礦產(chǎn)鉆探中等多領(lǐng)域中。同時，繩索取心技術(shù)的鉆孔深度不大，可有效減少鉆桿與鉆進的摩擦，延長鉆孔設(shè)備使用時間。

3.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)是一種全新的鉆探技術(shù)，引領(lǐng)了鉆探技術(shù)的一次新革命。可以將鉆探技術(shù)分為水力循環(huán)和空氣循環(huán)兩種方式，而且進行鉆探的時候，可以實現(xiàn)兩種技術(shù)的交替使用。水力循環(huán)具有取心質(zhì)量好、判層及時、時間利用率高等特點；空氣循環(huán)技術(shù)具有循環(huán)效率高、成本低等特點，適用于干旱地區(qū)。進行地質(zhì)鉆探的時候，既可以單獨使用某種技術(shù)，也可以根據(jù)地質(zhì)地層結(jié)構(gòu)結(jié)合使用兩種方法。這兩種方式經(jīng)常使用于土資源調(diào)查中，擔(dān)當(dāng)著重要任務(wù)。雖然空氣循環(huán)取樣鉆探技術(shù)利用率高、成本低，但是目前還沒有取得地質(zhì)研究人員的一致認(rèn)可，沒有進行推廣應(yīng)用。現(xiàn)在我國的地質(zhì)鉆探使用技術(shù)，依然停留在20世紀(jì)80年代的水平。由于我國地質(zhì)鉆探新技術(shù)應(yīng)用畢竟還比較少，還不能實現(xiàn)鉆探效率高的水平，導(dǎo)致進行地質(zhì)狀況復(fù)雜的鉆探時，經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題，影響了地質(zhì)資源的開采。

3.3 液動潛孔錘鉆探技術(shù)

我國在應(yīng)用和研究液動潛孔錘這類鉆探技術(shù)時，所取得的研究成果在世界上都是處于領(lǐng)先地位的。其工作原理為用沖洗液來帶動液動潛孔錘工作，當(dāng)外界的力量沖打液動潛孔錘時，液動潛孔錘同樣也會將這部分能量傳遞給鉆頭，這時鉆頭就可以擊破巖石了，施工現(xiàn)場的泥漿泵就是輸送沖洗液的最佳工具，鉆頭的反復(fù)運動就可以產(chǎn)生有節(jié)奏的沖擊負荷。作為回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的一種改進技術(shù)，在沖擊力和回轉(zhuǎn)力的驅(qū)使下，液動潛孔錘鉆探技術(shù)大大的提升了設(shè)備的鉆進效率，并且也降低了鉆探的成本。液動潛孔錘鉆探技術(shù)還能夠很好的利用堅硬巖石脆性大并且抗剪強度低的特點，有效的解決鉆探復(fù)雜狀況以及無法保證鉆孔質(zhì)量的問題。

3.4 組合式鉆探技術(shù)

所謂組合式鉆探技術(shù)，顧名思義便是將繩索取心以及反循環(huán)這兩項技術(shù)進行組合而創(chuàng)造出的一種綜合性鉆探技術(shù)，該技術(shù)實現(xiàn)了對這兩種技術(shù)應(yīng)用范圍上的合并，因而具有極強的環(huán)境適應(yīng)性，并且可以基本滿足大部分的鉆探要求。對于部分干旱缺水或者是取心有難度的地區(qū)，可以借助反循環(huán)技術(shù)對地層復(fù)雜區(qū)域展開詳細的地質(zhì)鉆探以及勘察，而對于某些深層次的鉆探則可以借助繩索取心技術(shù)以完成。由于組合式的鉆探技術(shù)在工藝上是對繩索取心技術(shù)以及反循環(huán)技術(shù)的優(yōu)點融合，因而能夠依據(jù)地質(zhì)情況不同以及鉆探要求不同而采用不同的組合方式以適應(yīng)不同需要，以便其優(yōu)勢得以發(fā)揮、效率得以提高。

4 鉆探技術(shù)在今后應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

隨著國內(nèi)在地質(zhì)勘察方面不斷取得新的成效，各種表層地質(zhì)資源基本已經(jīng)處于開發(fā)殆盡的狀態(tài)，因而在今后的一段時期里地質(zhì)鉆探都將會以深層次的鉆探為主，顯然傳統(tǒng)的設(shè)備以及技術(shù)已經(jīng)很難滿足這一地質(zhì)需要了，而為了能夠?qū)崿F(xiàn)對于深層地質(zhì)的勘察采樣，必須要研發(fā)具有更高強度以及更高科技的鉆探設(shè)備與技術(shù)，使其能夠適應(yīng)各種環(huán)境各種要求的地質(zhì)鉆探作業(yè)。在全面提高整體鉆探技術(shù)的同時，也需要針對部分特殊性任務(wù)進行設(shè)備與技術(shù)的研發(fā)，使其對于特殊任務(wù)或者是極端環(huán)境也能做到有效滿足。

5 結(jié)束語

總而言之，工程地質(zhì)勘查可以檢測施工地點的地質(zhì)特征、水文特征以及巖石特征等，為工程設(shè)計提供參考依據(jù)。鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘查中具有重要意義，在實際應(yīng)用中，根據(jù)地質(zhì)的具體情況選擇合適的鉆探方法、設(shè)備，保證工程地質(zhì)勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高工程施工的質(zhì)量安全。目前，應(yīng)該加大鉆探技術(shù)的研究投入，深入了解鉆探技術(shù)相關(guān)知識，促進鉆探技術(shù)水平的提高。

[1] 楊洪.地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，10：111-112.

[2] 賈俊濤.地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究[J].科學(xué)中國人，2016，09：31.