淺析地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)及其在資源勘探中的應(yīng)用

龍秀銀

摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源緊缺問題越來越嚴(yán)重，通過加強(qiáng)地質(zhì)勘探，能夠?yàn)橘Y源開采提供可靠依據(jù)，而地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)是資源勘探中的常用技術(shù)類型。對(duì)此，本文首先對(duì)地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)在資源勘探中的作用進(jìn)行介紹，然后對(duì)地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的常見類型進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)例，對(duì)資源勘探中地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞 資源勘探;地質(zhì)巖心鉆探;具體應(yīng)用

引言

在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用中，要求根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件選擇適宜的勘探技術(shù)類型，詳細(xì)了解勘探區(qū)地質(zhì)條件，然后據(jù)此進(jìn)行資源開采。在地質(zhì)勘探中，鉆探技術(shù)能夠從地質(zhì)巖心中獲取樣本，在資源勘探中應(yīng)用范圍廣泛，能夠保證資源勘探的高效性。因此，亟須對(duì)地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)在資源勘探中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

1地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)在資源勘探中的作用

在資源勘探領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，資源勘探技術(shù)類型不斷增多，并且其應(yīng)用市場(chǎng)正逐漸朝向多元化方向發(fā)展。在資源勘探中，如果需從地下環(huán)境中取得實(shí)物巖礦樣品，只能應(yīng)用鉆探技術(shù)。由于資源勘探和開采建設(shè)速度不斷加快，同時(shí)很多礦區(qū)地質(zhì)、水文環(huán)境比較復(fù)雜，因此，原有的鉆探技術(shù)已無法滿足實(shí)際需要。為了保證資源勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，并不但優(yōu)化地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)，提升其在資源勘探中的應(yīng)用水平[1]。

2資源勘探中地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 繩索取樣技術(shù)

在資源勘探中，繩索取樣技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，繩索取樣技術(shù)的可操作性強(qiáng)，并且勘探結(jié)果準(zhǔn)確性高。在繩索取樣技術(shù)的應(yīng)用中，需采用繩索取出鉆桿柱中的取樣管，在此過程中無須移動(dòng)鉆探柱，一般只需在鉆頭檢查時(shí)提起鉆桿柱。繩索取樣技術(shù)的鉆孔效率比較高，鉆孔深度低，可保證巖心質(zhì)量。在繩索取樣技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，主要工具為巖心管以及打撈設(shè)備，鉆孔所需時(shí)間比較短。另外，在鉆探過程中升降鉆桿比較少，因此能夠有效降低鉆頭摩擦力，進(jìn)而延長(zhǎng)鉆頭使用壽命?，F(xiàn)如今，繩索取樣技術(shù)主要被應(yīng)用于石油、天然氣、地?zé)岬荣Y源勘探中。

2.2 空氣反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)

在空氣反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，有不同的鉆具組合形式，據(jù)此可分為兩種工作原理：第一，孔底局部正循環(huán)鉆進(jìn);第二，全孔反循環(huán)鉆進(jìn)。如果采用普通鉆具進(jìn)行鉆進(jìn)施工，則壓縮空氣可通過雙壁鉆桿環(huán)狀間隙傳輸至孔底，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)孔底潛孔錘，使其做功，對(duì)巖石進(jìn)行破碎，然后再通過孔壁間隙上返，并經(jīng)正反轉(zhuǎn)換接頭進(jìn)入內(nèi)管中心通道中，最后返回地面。在鉆探過程中，壓縮空氣不僅可作為沖洗介質(zhì)，同時(shí)還能夠提供充足動(dòng)力。另外，如果采用貫通式鉆頭，則在鉆探過程中，壓縮空氣可通過雙壁鉆桿之間的間隙專遞至孔底，然后再通過鉆頭進(jìn)入內(nèi)管的中心通道中，最后返回地面。具體的工作原理如圖1和圖2所示[2]。

3地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)在資源勘探中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

某鐵礦勘察區(qū)域地勢(shì)平坦，在資源勘探中，采用鉆探技術(shù)，鉆孔位于黃土覆蓋區(qū)，植被較少，V字形溝谷發(fā)育，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土類型、環(huán)境因素以及人類活動(dòng)等因素的影響下，容易引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。在本次資源鉆探中，采用繩索取心鉆探技術(shù)。

3.2 鉆具級(jí)配

在本次鉆探施工過程中，為了保證鉆探施工安全性，采用三開井身結(jié)構(gòu)形式，在第三開完鉆后，即可終孔。對(duì)于鉆機(jī)額定災(zāi)害，可綜合考慮最大鉆具的重量以及卡鉆時(shí)允許上提的載荷進(jìn)行計(jì)算。在本次鉆進(jìn)施工中，設(shè)計(jì)鉆孔深度為1400m，在鉆機(jī)設(shè)備配置方面，應(yīng)堅(jiān)持鉆機(jī)負(fù)荷選擇原則，同時(shí)滿足井控配套要求，確保滿足2000m鉆井施工要求。鉆井設(shè)備要求如下：①鉆井深度應(yīng)控制在2000m以上;②在轉(zhuǎn)盤面高度控制方面，必須保證防噴器組設(shè)備安裝施工要求;③準(zhǔn)備全套鉆井工具以及儀表;④鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤底座、游動(dòng)滑車、井架、絞車等均必須符合質(zhì)量控制要求;⑤井控設(shè)備。

3.3 采樣要求

①根據(jù)巖心的筒順序，采用從下而上的方式依次擺放，確定巖芯順序。②對(duì)準(zhǔn)巖芯茬口，清理假巖心，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)布置情況擺放磨光面以及破碎巖心，采用鋼卷尺對(duì)巖心長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并做好編號(hào)。③對(duì)于取樣巖心，應(yīng)畫出指示鉆頭方向的箭頭，對(duì)頂?shù)孜恢米龊迷敿?xì)記錄，并標(biāo)注巖樣編號(hào)。④對(duì)于普通巖心，可采用直徑為1：1的比例進(jìn)行劈分，對(duì)于部分可進(jìn)行化驗(yàn)取樣，其余部分可入庫(kù)保存。⑤在較大巖樣中，選擇一塊進(jìn)行鏡下觀察，多余部分可裝袋，用于其他化驗(yàn)項(xiàng)目中。

3.4 繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)

在礦區(qū)鉆進(jìn)施工過程中，如果鉆壓突然升高，則巖心已充滿巖心管，或者巖心已發(fā)生堵塞問題，對(duì)此，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，然后卡斷巖心，并提起鉆具。采用夾持器夾住鉆桿，卸載鉆桿，并采用下放打撈器進(jìn)行打撈。如果水位正常，則可通過孔口投入內(nèi)管總成，然后與鉆桿進(jìn)行連接，在開泵后，通過應(yīng)用沖洗液進(jìn)行向下壓送。如果泵壓升高，則內(nèi)管總成已安裝到位，可進(jìn)行鉆進(jìn)施工。在將內(nèi)總管提升至地面后，可從接頭處卸載，然后從巖心管中取出巖心，在此過程中，可采用橡膠錘敲擊內(nèi)管，然后再對(duì)內(nèi)管總成進(jìn)行清洗。

3.5 鉆探技術(shù)成果

在該礦區(qū)資源勘探中，通過應(yīng)用繩索取心鉆探技術(shù)，鉆探效率比較高，能夠有效減少勘探人員工作強(qiáng)度。另外，通過采用適宜的鉆孔結(jié)構(gòu)形式，能夠保證鉆孔施工的順利進(jìn)行[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，本文主要對(duì)資源勘探中幾種常見的地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)例，對(duì)繩索取樣技術(shù)在礦區(qū)資源勘探中的應(yīng)用方式進(jìn)行詳細(xì)探究?，F(xiàn)如今，各行各業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量也不斷增加，在資源勘探中逐漸涌現(xiàn)出很多新型技術(shù)類型，對(duì)此，應(yīng)根據(jù)不同資源類型、不同地質(zhì)環(huán)境選擇適宜的勘探技術(shù)，并加強(qiáng)鉆探設(shè)備質(zhì)量管控，保證其使用性能，提升資源開發(fā)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜德鵬.地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)及其在資源勘探中的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2019（8）：673.

[2] 王小俊.資源勘探中地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科學(xué)與信息化，2018（23）：89.

[3] 張彪.地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)及其在資源勘探中的應(yīng)用研究[J].世界有色金屬，2018，514（22）：242-243.

作者簡(jiǎn)介

龍秀銀（1986-），男，重慶大足人;學(xué)歷：大專，職稱：水工環(huán)工程師，現(xiàn)就職單位：重慶華地資環(huán)科技有限公司，研究方向：勘察與鉆探。