論地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

朱美健

摘要：隨著我國(guó)地質(zhì)勘察、探礦和建立事業(yè)的快速開展，鉆探技術(shù)與工藝配備都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，觸及范疇普遍，有些曾經(jīng)到達(dá)國(guó)際先進(jìn)程度。但目前關(guān)于鉆探技術(shù)的選擇存在一定了解上的誤區(qū)，本文經(jīng)過(guò)對(duì)目前比擬成熟的鉆探技術(shù)辦法細(xì)致引見，對(duì)各自的工作原理進(jìn)行了剖析，討論了各種鉆探技術(shù)的優(yōu)缺陷和適用范圍，為科學(xué)合理的選擇鉆探技術(shù)，進(jìn)步鉆探作業(yè)效率提供協(xié)助。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)；技術(shù)；分析

我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源非常豐厚的國(guó)度，資源品種齊全、蘊(yùn)藏量豐厚，但是探礦、鉆探技術(shù)開展較晚，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)度相比還有很大差距。但是隨著國(guó)度不時(shí)建立開展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量不時(shí)增加，鉆探技術(shù)隨同著地質(zhì)探礦、勘察事業(yè)的開展而不時(shí)進(jìn)步。工程地質(zhì)勘察中的鉆探技術(shù)具有非常準(zhǔn)確的分析力，已經(jīng)成為工程地質(zhì)勘察重要的技術(shù)。雖然我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家比較還有很大的差距，但是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于礦產(chǎn)的需求量也逐年增大，而鉆探技術(shù)的技術(shù)與設(shè)備已在我國(guó)眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且隨工程地質(zhì)勘察的發(fā)展，帶動(dòng)整個(gè)鉆探技術(shù)的進(jìn)步。

一、四種常用地質(zhì)鉆探技術(shù)分析

地質(zhì)鉆探技術(shù)是向公開鉆孔破碎孔底巖石的辦法及鉆進(jìn)工藝的總稱，它是一種獲取公開實(shí)物材料、考證公開巖土層材料信息、計(jì)算儲(chǔ)量、評(píng)價(jià)礦石品位的重要技術(shù)手腕。不同的鉆探目的請(qǐng)求不同的技術(shù)配備和工藝。我國(guó)鉆探技術(shù)和配備程度得到飛速開展，大量的人力物力資金的投入，使得我國(guó)鉆探技術(shù)有了一定的技術(shù)體系，繩討取心鉆探技術(shù)、液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)、反循環(huán)鉆探技術(shù)、組合鉆探工藝、定向?qū)泳夹g(shù)、新型節(jié)水鉆探工藝以及新型沖洗液技術(shù)得到了進(jìn)一步的完善和開展。

（一）繩討取心鉆探技術(shù)

繩討取心是一種不需求提取鉆桿而將巖心取出的鉆探技術(shù)，只是當(dāng)鉆頭呈現(xiàn)問(wèn)題需求檢查或改換的狀況下才提升鉆桿。中心局部就是當(dāng)巖心管內(nèi)裝滿了巖礦心時(shí)，或者發(fā)作阻塞時(shí)，借助特地的打撈提升工具，在鉆桿內(nèi)部就將巖礦心提取出來(lái)，而不需求把鉆桿柱都提升出來(lái)。

（二）液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

我國(guó)是該技術(shù)研討和應(yīng)用方面做的最好的國(guó)度之一，液動(dòng)潛孔錘鉆探是樹立在回轉(zhuǎn)鉆探的根底上，應(yīng)用沖洗液驅(qū)動(dòng)液動(dòng)潛孔錘，液動(dòng)潛孔錘再將遭到的具有一定沖擊力的能量傳送給鉆頭，鉆頭來(lái)破巖。其中沖洗液是由現(xiàn)場(chǎng)配套的泥漿泵進(jìn)行配送，液動(dòng)潛孔錘在鉆桿和鉆頭之間，隨鉆頭的深化而潛入，對(duì)鉆頭不時(shí)理論有節(jié)拍的沖擊負(fù)荷。

（三）反循環(huán)鉆探技術(shù)

該辦法分為空氣反循環(huán)和水力反循環(huán)兩種，不同之處在于循環(huán)介質(zhì)的不同?？諝夥囱h(huán)是以緊縮空氣作為循環(huán)介質(zhì)，經(jīng)過(guò)雙壁鉆桿的外管將緊縮空氣送至孔底，空氣收縮提供沖擊力驅(qū)動(dòng)孔底潛孔錘作用在巖石上，而空氣作用后經(jīng)過(guò)雙壁鉆桿的中心通道返回地表，同時(shí)還夾帶著巖屑，以此巖屑作為地質(zhì)鉆探取樣的樣本進(jìn)行化驗(yàn)剖析。

水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探技術(shù)是以清水或泥漿作為循環(huán)介質(zhì)，循環(huán)方式和空氣反循環(huán)分歧，也是應(yīng)用雙壁鉆桿將液體介質(zhì)經(jīng)管環(huán)隙保送到孔底，取心鉆頭得到的是柱狀巖心，將其經(jīng)內(nèi)管中心通道攜帶至地表。

（四）組合鉆探工藝

望文生義，組合鉆探技術(shù)就是將繩討取心鉆探技術(shù)和反循環(huán)連續(xù)取心、取樣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充沛分離起來(lái)的一種綜合地質(zhì)鉆探辦法，交融了各種鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

二、地質(zhì)鉆探技術(shù)優(yōu)、缺點(diǎn)分析

（一）繩討取心鉆探技術(shù)

1.優(yōu)缺陷剖析。該技術(shù)是目前運(yùn)用比例最高的一種鉆探技術(shù)，取心質(zhì)量高、鉆進(jìn)深度低。它可以進(jìn)步鉆探的效率，減少鉆具的在升降過(guò)程中的輔助時(shí)間，增加純鉆進(jìn)時(shí)間；呈現(xiàn)梗塞問(wèn)題時(shí)，能夠隨時(shí)打撈，為減少了鉆桿工具與礦心的磨損，減少了礦石的零落，取心率較高；減少了頻繁的升降、卸鉆頭帶來(lái)的磨損，延長(zhǎng)鉆頭的運(yùn)用時(shí)間；不用頻繁的提升鉆桿，減少了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；頻繁的提升也會(huì)帶來(lái)能量燃料上的耗費(fèi)，以及沖洗液對(duì)孔壁的沖擊，這種鉆探技術(shù)就是減少提升次數(shù)來(lái)降低能耗，維護(hù)孔內(nèi)平安。

2.適用狀況。該鉆探技術(shù)優(yōu)點(diǎn)多，適用范圍也比擬普遍，根本上涵蓋了各個(gè)專業(yè)范疇：工程地質(zhì)鉆探、固體礦產(chǎn)鉆探、石油自然氣鉆探、水域鉆探、坑道鉆探、冰層、地?zé)徙@探、科學(xué)深孔鉆探等。置信隨著地質(zhì)勘探事業(yè)的開展，該鉆探技術(shù)的將不時(shí)伸入到各個(gè)范疇。

（二）液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

1.優(yōu)缺陷。液動(dòng)潛孔錘鉆探是對(duì)常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆探的改造，在沖擊和回轉(zhuǎn)力的共同作用下，可以大幅進(jìn)步硬巖的鉆進(jìn)效率，減輕了井孔的傾斜度，降低打孔本錢。其最大的優(yōu)勢(shì)就是較好天時(shí)用了堅(jiān)硬巖石的脆性大、抗剪強(qiáng)度低的特性，堅(jiān)硬巖石、復(fù)雜地層的鉆探、鉆孔質(zhì)量差的問(wèn)題都能夠經(jīng)過(guò)應(yīng)用該鉆探技術(shù)來(lái)處理。

2.適用狀況剖析。該鉆探技術(shù)適用于堅(jiān)硬巖層、脆性較大的地層的地質(zhì)鉆探，運(yùn)用時(shí)由于是高頻振動(dòng)，設(shè)備的緊固需求留意，液壓泥漿的質(zhì)量好壞決議液動(dòng)錘的磨損大小，影響運(yùn)用壽命，泥漿要光滑性好、含砂量低、稀薄度低。從小口徑的巖心鉆探正在向水文水井、錨固施工、水下爆破等范疇開展。其缺乏和有待開展之處就是在高強(qiáng)工作條件下的潛孔錘的運(yùn)用壽命、工作性能與牙輪鉆頭的合理匹配等方面。目前該液動(dòng)錘已普遍應(yīng)用與地質(zhì)、石油、化工、金屬礦山、水電建材等范疇。

（三）反循環(huán)鉆探技術(shù)

1.優(yōu)缺陷?？諝夥囱h(huán)鉆探取樣這種辦法的鉆探效率高、本錢低廉、勞動(dòng)強(qiáng)度低、判別巖層變化及時(shí)、合適干旱缺水地域鉆探等優(yōu)點(diǎn)，但是巖樣確實(shí)定以巖屑為評(píng)判規(guī)范就顯得不是很合理，不可以真實(shí)反映地層的構(gòu)造和存在的一些結(jié)構(gòu)缺陷，在某些對(duì)這樣地質(zhì)鉆探請(qǐng)求的狀況下還不能滿足。

水力反循環(huán)的取心鉆探技術(shù)由于是取到較為完好的巖塊，取心質(zhì)量好，對(duì)巖層的判別精確、時(shí)間應(yīng)用率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低。但是其效率和鉆進(jìn)速度沒有空氣反循環(huán)連續(xù)取樣的辦法高，耗能也比擬大。

2.適用狀況。反循環(huán)鉆探技術(shù)適用于地質(zhì)勘探取樣工程，除此之外還可用于水文水井的勘察與施工、松軟易塌陷地層中的爆破孔成孔以及復(fù)雜地層中的注漿、錨固施工，這些適用工程都是充沛應(yīng)用雙壁鉆桿的隔空性能，來(lái)判別孔底狀況、進(jìn)步裝藥率和順利成孔。

大層次范圍上講，該技術(shù)在固體礦產(chǎn)勘探中適用外，還在石油物探爆破、工程地質(zhì)施工、地質(zhì)災(zāi)禍管理等范疇特別干旱地域的鉆探施工有著普遍的應(yīng)用前景。

（四）組合鉆探工藝

1.優(yōu)缺陷。該技術(shù)是研發(fā)交融空氣反循環(huán)、水力反循環(huán)和繩討取心三種鉆探技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的雙壁鉆桿、鉆具和相應(yīng)的施工辦法、施工工藝。它可以依據(jù)地質(zhì)鉆探請(qǐng)求、地層狀況，簡(jiǎn)單的組合，充沛發(fā)揮各種鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)步綜合鉆探效率，降低本錢，減少不用要的額外勞動(dòng)。

2.適用狀況。組合鉆探工藝的適用范圍、條件狀況交融了三種技術(shù)的條件范圍，其中的空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)合適干旱缺水或無(wú)水區(qū)、取心艱難的復(fù)雜地層的地質(zhì)勘探、取樣鉆探施工。水力反循環(huán)適用于完好巖層的鉆探施工。關(guān)于更深地層的取樣工程，繩討取心鉆探技術(shù)能夠滿足地質(zhì)取樣的請(qǐng)求。

三、其他工藝技術(shù)

除了上述四種較普遍成熟的技術(shù)工藝以外，還有一些新工藝、新材料、新材料的研討和應(yīng)用。新型節(jié)水鉆探工藝是特地針對(duì)干旱地域、淺部地域無(wú)水而深部有水的地域，研討的節(jié)水鉆探技術(shù)。 在新鉆頭研發(fā)方面，采用超聲波電鍍技術(shù)制造金剛石鉆頭的新辦法，消費(fèi)效率得到進(jìn)步、鉆頭的壽命也得到了進(jìn)步，鉆進(jìn)速度比普通電鍍鉆頭進(jìn)步20%以上。沖洗液在繩討取心雙壁鉆桿內(nèi)壁結(jié)垢的嚴(yán)重問(wèn)題也隨著新型沖洗液處置劑的研發(fā)得到處理，可以有效的維護(hù)鉆具、進(jìn)步其運(yùn)用壽命。新的泥漿材料、泥漿體系也普遍應(yīng)用于地質(zhì)探礦、水資源鉆探等范疇。

四、結(jié)語(yǔ)

鉆探技術(shù)是取得地下實(shí)物資料、驗(yàn)證地下信息推斷與解釋、最終圈定礦體、計(jì)算儲(chǔ)量、評(píng)估品位唯一的技術(shù)手段，是實(shí)現(xiàn)取得宏觀影響大成果的重要技術(shù)支撐。我國(guó)鉆探技術(shù)和裝備水平與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比有很大的差距，但近些年來(lái)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。在國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)土資源部科技項(xiàng)目以及地質(zhì)大調(diào)查專項(xiàng)項(xiàng)目等的支持下，通過(guò)地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究和應(yīng)用，在繩索取心鉆探技術(shù)、液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)、反循環(huán)鉆探技術(shù)、組合鉆探工藝、定向?qū)泳夹g(shù)、新型節(jié)水鉆探工藝、系列全液壓巖心鉆機(jī)、全液壓動(dòng)力頭水文水井鉆機(jī)、地質(zhì)調(diào)查淺層取心取樣鉆探裝備與技術(shù)、系列新型金剛石鉆頭以及新型沖洗液技術(shù)等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為我國(guó)地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘查提供了現(xiàn)代化的鉆探技術(shù)和裝備。