劉 浩

地質(zhì)巖芯相關(guān)的鉆探技術(shù)，伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科技的更迭不斷提高，該技術(shù)在資源勘探、檢測(cè)地質(zhì)、預(yù)警災(zāi)害等方面發(fā)揮著重要作用。地質(zhì)巖芯相關(guān)的鉆探技術(shù)擁有較長(zhǎng)的發(fā)展歷程，在我國(guó)礦產(chǎn)資源相對(duì)匱乏的情況下，為了避免資源的枯竭，需要積極利用該技術(shù)提高資源勘探的效率。

1 地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)概述

地質(zhì)巖心相關(guān)的鉆探技術(shù)能夠利用鉆孔到達(dá)各種地質(zhì)中心，于不同地質(zhì)深度采集礦樣，并將相關(guān)信息反饋給技術(shù)人員，依據(jù)獲得的信息對(duì)地質(zhì)進(jìn)行分析。十九世紀(jì)中期，針對(duì)地質(zhì)勘探的技術(shù)不成熟，其主要依靠人力鉆探，而十九世紀(jì)末期，蒸汽式驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)問世，逐步取代了人力驅(qū)動(dòng)，步入二十世紀(jì)之后，以機(jī)械力為主要勘探力量在科技的支持下逐步自動(dòng)化。全液壓式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)為巖芯的鉆探提供了新的發(fā)展空間。我國(guó)礦產(chǎn)資源勘查開始的時(shí)間為十九世紀(jì)末，但當(dāng)時(shí)使用的鉆機(jī)都是從德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家引進(jìn)的，直到二十世紀(jì)中期我國(guó)才進(jìn)行鉆探技術(shù)的自主研發(fā)，如今我國(guó)的技術(shù)水平仍然靠后，為了獲取更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，我國(guó)應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行更努力地革新，栽培技術(shù)人才，逐漸適應(yīng)當(dāng)前全球技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

2 地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

2.1 復(fù)合型鉆探技術(shù)

復(fù)合型地質(zhì)鉆探方面的技術(shù)在資源勘探中已經(jīng)得到了較多應(yīng)用。此類技術(shù)指的是鉆探技術(shù)中融合了各種功能以獲得更好的使用效果，同時(shí)能夠?qū)@探的水平大大提高。復(fù)合型地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑾鄬?duì)復(fù)雜的地形地質(zhì)中出現(xiàn)的問題有效解決，其較高的鉆探效率在大幅節(jié)約鉆探時(shí)間的同時(shí)，將鉆探的成本降低。此類鉆探技術(shù)可以利用其先進(jìn)性將大范圍對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞盡可能避免，其鉆探的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、故障率低。由于該技術(shù)能沖擊堅(jiān)硬的巖層，因此其開發(fā)效率也比傳統(tǒng)技術(shù)高。我國(guó)當(dāng)前對(duì)于此類技術(shù)的掌握能力與發(fā)達(dá)國(guó)家相比具有較大差距，但國(guó)家對(duì)此類技術(shù)的重視程度與日俱增，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)行了大量資金的投入，相關(guān)技術(shù)人員的栽培與上崗也得到了重視，開發(fā)此類技術(shù)的企業(yè)可獲得政府的財(cái)政支持。

2.2 立軸巖心鉆探技術(shù)

立軸巖心類型的鉆探技術(shù)是由國(guó)外引進(jìn)。此類技術(shù)在我國(guó)的勘探行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但其并不能在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中獲得較好的效果，在實(shí)際勘探中此類技術(shù)對(duì)勘探作業(yè)的效率具有一定影響，并且在降低效率的同時(shí)往往伴隨著諸多技術(shù)問題，使勘探工作的難度加大。隨著科技的發(fā)展，此類技術(shù)也在進(jìn)行不斷地改良以適應(yīng)多種勘探環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.3 全液壓動(dòng)力鉆探技術(shù)

全液壓式的動(dòng)力鉆探技術(shù)在我國(guó)勘探行業(yè)中應(yīng)用較多，為了獲取更好的勘探成果，技術(shù)人員對(duì)此類技術(shù)進(jìn)行了深度改良，使其提高勘探作業(yè)的效率，適應(yīng)作業(yè)需要。當(dāng)前此類勘探技術(shù)是勘探工程的最佳選擇，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)使其成為了所有鉆探技術(shù)中發(fā)展最好的技術(shù)。如圖1所示。

圖1 地質(zhì)勘探鉆頭

圖1 地質(zhì)巖心鉆探

3 地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)在資源勘探中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

鉆探技術(shù)已經(jīng)為資源勘探工作做出了較大貢獻(xiàn)，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦種中有171個(gè)都使用了此類技術(shù)，在儲(chǔ)量被探明的150個(gè)礦種中也有該技術(shù)的應(yīng)用。1903年～1949年間,我國(guó)全國(guó)的鉆探總量?jī)H有17萬m,其中大部分工作是外國(guó)公司自帶的設(shè)備鉆探完成的。1949年以后，我國(guó)的鉆探總量呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，從地質(zhì)系統(tǒng)來看，1949年～2002年間的鉆探總量達(dá)到了10600萬m。伴隨著國(guó)家對(duì)勘探工作的日益重視，地質(zhì)鉆探量的增長(zhǎng)更加強(qiáng)勁。由于資源的勘探已經(jīng)歷經(jīng)了上半年，在長(zhǎng)時(shí)間的開發(fā)中我國(guó)地表及附近的資源大多已經(jīng)被開發(fā)并獲得了利用。為了獲取更多的資源，需要將勘探的目光放到更深層的地下。雖然我國(guó)的自然資源十分豐富，但在不斷發(fā)展經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)過程中，制造業(yè)高速發(fā)展，導(dǎo)致資源的消耗速度過快，出現(xiàn)了資源短缺的問題，因此資源的管理與保護(hù)成為了新世紀(jì)國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的問題，合理地開發(fā)利用資源作為當(dāng)前頭等任務(wù)，各行各業(yè)應(yīng)當(dāng)在資源勘探中嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，以針對(duì)性地開發(fā)與高效地利用杜絕不合理開發(fā)的情況，將資源的利用率大大提高，將當(dāng)前資源短缺的問題有效緩解?？碧郊夹g(shù)在資源勘探中的應(yīng)用為我國(guó)帶來了諸多成果，至今為止我國(guó)一共勘探出了170余種礦石，其中140余種是使用此類勘探技術(shù)發(fā)現(xiàn)的。由此可以看出地質(zhì)巖芯此類勘探技術(shù)為我國(guó)的勘探事業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)，在勘探工作中具有鮮明的意義。

3.2 主要應(yīng)用技術(shù)

3.2.1 繩索取芯地質(zhì)鉆探技術(shù)

此類技術(shù)運(yùn)用的設(shè)備較為簡(jiǎn)單，需要投入的人力較少，是目前資源勘探工作中最常見的技術(shù)，但相對(duì)來說此類技術(shù)需要投入大量的作業(yè)成本。在進(jìn)行鉆探工作時(shí)，技術(shù)人員通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鉆進(jìn)參數(shù)的操作試探作業(yè)，例如對(duì)鉆探時(shí)的具體速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，適當(dāng)調(diào)整進(jìn)給量等。鉆探作業(yè)時(shí)需要嚴(yán)格把控鉆頭鉆速，一旦其轉(zhuǎn)速失控將會(huì)給鉆頭帶來不可逆類型的傷害，并且此類設(shè)備的價(jià)格較為昂貴，其維修成本較大，維修的難度較高。通常需要將鉆頭允許時(shí)的圓周線速度牢牢把控于每秒1.5m～3.2m，此范圍內(nèi)的鉆頭速度應(yīng)用效果最佳。鉆探過程中需要依據(jù)不同的轉(zhuǎn)速作業(yè)選擇不同直徑的鉆頭（如圖2）。一般來說直徑較小的鉆頭適用于高轉(zhuǎn)速作業(yè)，直徑較大的鉆頭適用于低轉(zhuǎn)速作業(yè)。鉆探中還需要以實(shí)際情況為依據(jù)對(duì)鉆孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，有效避免重復(fù)鉆孔的時(shí)間與流程，使作業(yè)效率得到充分保障。在進(jìn)行沖洗液的選擇時(shí)，既可以選用低固相類型的沖洗液，也可以選擇無固相類型的沖洗液。無固相類型的沖洗液與低固相類型相比具有更強(qiáng)的浮懸能力幫助其于鉆井壁上快速地形成薄膜，以達(dá)到潤(rùn)滑的目的，使其在降低阻力的同時(shí)對(duì)井壁進(jìn)行保護(hù)。繩索取芯類型的鉆探技術(shù)在使用中還需要注意報(bào)信裝置的安裝，此類裝置是在進(jìn)水管上安裝緩沖管，該緩沖管的頂部配備壓力表，可以對(duì)孔內(nèi)具體的作業(yè)情況隨時(shí)進(jìn)行讀取。通常來說壓力的上升范圍在0.5-1.0兆帕之間說明總成到位，處于正常狀態(tài)時(shí)，可調(diào)整設(shè)備進(jìn)行作業(yè)準(zhǔn)備，在勘探作業(yè)的過程中，一旦發(fā)生巖芯滿管的情況或有堵塞問題出現(xiàn)，則壓力將會(huì)出現(xiàn)異常升高的情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)報(bào)信裝置中的壓力發(fā)生異常升高的情況時(shí)，需要立刻停止勘探實(shí)施應(yīng)對(duì)。如果忽視此類信號(hào)則很有可能導(dǎo)致設(shè)備被嚴(yán)重?fù)p傷，且此類型的損傷不可逆轉(zhuǎn)。

3.2.2 連續(xù)反循環(huán)巖心鉆探技術(shù)

此類技術(shù)的開發(fā)時(shí)間較晚，由于我國(guó)較晚才引進(jìn)此類技術(shù)導(dǎo)致其于國(guó)內(nèi)的勘探工作中應(yīng)用并不廣泛。此類技術(shù)最大的特點(diǎn)是其高科技，其被譽(yù)為最先進(jìn)的勘探技術(shù)。此類技術(shù)的原理在于將某類介質(zhì)壓進(jìn)套筒使其具備潤(rùn)滑的效果，進(jìn)而使鉆桿內(nèi)外處于潤(rùn)滑之中或構(gòu)成了空隙，使其反復(fù)循環(huán)。循環(huán)中造成的阻力能完成取樣操作與打孔操作，使空隙的截面減少。雖然此項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)當(dāng)前尚未在資源勘探中獲得廣泛的應(yīng)用，但隨著我國(guó)對(duì)科技的逐漸重視，制造業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)家對(duì)于勘探技術(shù)的開發(fā)工作越來越關(guān)注，政府不斷對(duì)此類技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用投入扶持資金，開發(fā)技術(shù)平臺(tái)讓專業(yè)人才更好地交流，在不久的將來，連續(xù)反循環(huán)類型的鉆探技術(shù)勢(shì)必成為勘探資源中的重要技術(shù)，將資源勘探作業(yè)的效率拉上一個(gè)臺(tái)階。

4 地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)在資源勘探中的應(yīng)用前景

地質(zhì)巖芯相關(guān)的鉆探技術(shù)在我國(guó)資源勘探工作中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。在我國(guó)不間斷地人才輸出與大量資金投入的幫扶下，鉆探技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用取得了較大進(jìn)展，在鉆頭、鉆機(jī)以及其他工具上取得了迅猛的進(jìn)步。但就目前看來，我國(guó)在大型機(jī)械設(shè)備研發(fā)上沒有取得理想的研發(fā)成果，因此未來應(yīng)將科研目光逐漸轉(zhuǎn)移至大型設(shè)備的研發(fā)上，不斷吸取以往的教訓(xùn)，以歷史數(shù)據(jù)的累積作為研發(fā)的數(shù)據(jù)支持進(jìn)行設(shè)備的革新。除此之外，還要對(duì)開采資源的渠道實(shí)施深入地研究，例如進(jìn)行頁(yè)巖油、氣的開采，通過此類拓寬開采渠道的方式將能源短缺的問題有效解決。除此之外，還可以利用此類鉆探技術(shù)對(duì)其他資源進(jìn)行利用，例如海洋資源，海洋作為豐富資源的載體，合理的開發(fā)與利用也能夠在一定程度上緩解陸地上的資源問題。要想對(duì)海洋資源進(jìn)行高效地開采，應(yīng)該對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗牧迹蛊溥m應(yīng)海洋開采的環(huán)境，同時(shí)陸地開采時(shí)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)也需應(yīng)用于海洋鉆探之中。

5 加強(qiáng)地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)在資源勘探中應(yīng)用的措施

5.1 加強(qiáng)人才建設(shè)

為了使地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)其得到更好的應(yīng)用，需要從人才方面對(duì)此類技術(shù)進(jìn)行投入。在人才方面，需要關(guān)注企業(yè)和院校的技術(shù)研發(fā)人員，為其提供充足的研究經(jīng)費(fèi)，使其在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)時(shí)沒有任何后顧之憂。進(jìn)行人才建設(shè)時(shí)需要積極引進(jìn)優(yōu)秀人才。雖然當(dāng)前的地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)具有較好的應(yīng)用效果，但對(duì)資源勘探工作要求較高，因此對(duì)資源勘探人員的技術(shù)水平以及知識(shí)儲(chǔ)備具有更高的要求，在應(yīng)用此類技術(shù)進(jìn)行資源勘探時(shí)必須要注意勘探流程以及技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用，要求資源勘探人員對(duì)地質(zhì)巖心勘探技術(shù)的特性具有深入地了解，能夠根據(jù)實(shí)際勘探現(xiàn)狀選用最合適的勘探技術(shù)。在招聘過程中，優(yōu)先錄取綜合能力較強(qiáng)的人員，考核其資源勘探方面的知識(shí)與鉆探技術(shù)，探討其對(duì)資源勘探與鉆探技術(shù)未來發(fā)展的認(rèn)知，注意其專業(yè)性與綜合素質(zhì)。必須要求其具備相關(guān)工作的專業(yè)資格，最好對(duì)資源勘探以及地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)具有一定的熟練度，能夠順利解決資源勘探過程中的突發(fā)問題。招募的人才還需要能夠跟隨時(shí)代發(fā)展的步伐，不斷學(xué)習(xí)新的地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)，提高自身的技術(shù)水平。由于地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)大多屬于新型技術(shù)，因此需要幫助資源勘探工作者進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。因此除了從社會(huì)上招募優(yōu)秀的資源勘探人才之外，對(duì)于現(xiàn)存的工作人員，相關(guān)部門需要為其定期培訓(xùn)應(yīng)用地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)進(jìn)行資源勘探的業(yè)務(wù)。資源勘探部門需要定期派遣人員進(jìn)行地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)的指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作演示，通過具體的講解使相關(guān)工作人員熟悉各項(xiàng)地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)的使用流程和步驟，確保相關(guān)工作人員能夠熟練掌握地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)的使用方法，提升實(shí)際工作效率，還需要定期理論技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)工作人員對(duì)地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)理論知識(shí)考核和實(shí)際操作檢驗(yàn)，培養(yǎng)優(yōu)秀的社會(huì)人才。時(shí)代瞬息萬變，只有不斷地學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)、進(jìn)行專業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，才能保證工作不落伍，思想不滑坡，提高資源勘探工作人員的專業(yè)水平。同時(shí)相關(guān)部門和企業(yè)還可以舉辦業(yè)內(nèi)交流會(huì)，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)工作人員的經(jīng)驗(yàn)交流，構(gòu)建良性競(jìng)爭(zhēng)的培訓(xùn)氛圍。除此之外，研發(fā)人員與作業(yè)人員還需要不斷提高自身的政治覺悟和道德素養(yǎng)。只有讓其發(fā)自內(nèi)心地為人民服務(wù)，了解到自然資源高效開發(fā)的意義，對(duì)人類社會(huì)有基本的共情感，才會(huì)在其工作崗位上盡職盡責(zé)。

5.2 增加資金投入

在資金方面，政府需要出臺(tái)相關(guān)政策來保護(hù)鉆探技術(shù)研發(fā)企業(yè)的生存與發(fā)展，由于此類技術(shù)需要花費(fèi)大量的資金，因此政府需要給予充分的資金支持，除了工作人員的補(bǔ)貼之外，更要對(duì)企業(yè)的研究設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)貼。資金支持是資源勘探工作中鉆探技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的基礎(chǔ)保障，只有充足的資金才能夠確保資源勘探工作的順暢。為了更好地運(yùn)用資金，相關(guān)企業(yè)必須要完善此類專項(xiàng)資金的使用管理辦法，全力做到合理合法地?？顚Ｓ?，最好建立專門賬戶，將各項(xiàng)補(bǔ)貼資金的來源進(jìn)行專業(yè)分類，并在企業(yè)內(nèi)做好定期公示的工作，接受政府和員工監(jiān)督，防止資金的截留和挪用。

5.3 加強(qiáng)技術(shù)宣傳

地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)的發(fā)展有目共睹，但仍有部分人員固步自封，堅(jiān)持用傳統(tǒng)的技術(shù)方法進(jìn)行資源勘探工作，該現(xiàn)象是地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)應(yīng)用宣傳的不到位引起的。要想讓技術(shù)人員更快地接受地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)走進(jìn)資源勘探工作，必須要加強(qiáng)該技術(shù)的宣傳，讓其充分認(rèn)識(shí)到地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)的創(chuàng)新性與實(shí)用性。因此資源勘探的相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)開辦地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)的相關(guān)講座，號(hào)召技術(shù)人員學(xué)習(xí)地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)的使用，還可以邀請(qǐng)地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)應(yīng)用較強(qiáng)的技術(shù)人員進(jìn)行演講或者派遣技術(shù)人員去其他應(yīng)用較好的企業(yè)或資源勘探項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)，只有切身體會(huì)到地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)在資源勘探工作中的強(qiáng)大作用，才能夠激發(fā)其使用地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)進(jìn)行資源勘探的欲望。

5.4 完善配套設(shè)備

光有技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，企業(yè)還需要積極引進(jìn)大量先進(jìn)的配套設(shè)備。隨著資源勘探工作的不斷深入，各項(xiàng)地質(zhì)巖芯鉆探技術(shù)逐漸融入了勘探工作者的日常之中。尤其是在落實(shí)地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)的過程中，為了實(shí)現(xiàn)更好的資源勘探效果，提高工作效率，配套設(shè)備必不可少。研發(fā)部門需要將科研目光逐漸轉(zhuǎn)移至大型設(shè)備的研發(fā)上，不斷吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以歷史數(shù)據(jù)的累積作為研發(fā)的數(shù)據(jù)支持進(jìn)行設(shè)備的革新，為地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)提供設(shè)備保障，勘探工作者在接受了先進(jìn)的技術(shù)培訓(xùn)之后可以利用相應(yīng)的設(shè)備減輕工作壓力。

6 結(jié)論

總而言之，地質(zhì)巖芯此類鉆探技術(shù)經(jīng)過漫長(zhǎng)的發(fā)展已經(jīng)逐漸被勘探作業(yè)應(yīng)用，其中多種勘探技術(shù)在資源勘探中發(fā)揮著重要作用。除了不斷更新新技術(shù)以提高資源勘探效率之外還可以轉(zhuǎn)換勘探視角，從陸地資源的勘探轉(zhuǎn)向其他類型資源勘探，為鉆探技術(shù)提供更大的發(fā)展空間。