小孔徑固體巖芯深孔鉆探技術(shù)的探討

【摘要】眾所周知我國(guó)礦產(chǎn)資源十分豐富，因此礦產(chǎn)資源的開(kāi)采力度不斷加大，地勘單位開(kāi)采礦產(chǎn)使其成為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。隨著科技的飛速發(fā)展鉆探技術(shù)也在不斷發(fā)展，為了能找到大礦，找到好礦，地勘單位一直在不斷地研究新的高科技探礦技術(shù)，是開(kāi)發(fā)礦業(yè)走向探采一體化的道路。地質(zhì)找礦是不能缺少鉆探工程這一方法的，也為此獲取經(jīng)濟(jì)效益，提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，探礦工程成為不可或缺的手段。本文將從深孔鉆探技術(shù)的方面分析探礦工程。

【關(guān)鍵詞】小孔徑；固體巖芯；深孔鉆探

緒言

近年，隨著國(guó)家關(guān)于地質(zhì)工作的政策出臺(tái)，很多企業(yè)為了獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，都紛紛的投入到找礦、采礦這一地質(zhì)工作中。隨著巖芯鉆探的工作量度增大，我國(guó)地質(zhì)表層的礦產(chǎn)變得所剩無(wú)幾，這使得越來(lái)越多的企業(yè)向地質(zhì)深層的礦產(chǎn)伸出了觸角，因此巖芯鉆探的深度變得越來(lái)越大，讓地勘單位找礦、采礦的成本和風(fēng)險(xiǎn)也在不斷地增大。地標(biāo)深層的各類(lèi)巖層和巖石是鉆探施工的對(duì)象，隨著巖芯鉆探深度的增加，鉆探生產(chǎn)的效果受巖層間的接觸特征、巖石的性質(zhì)、完整的程度、地下水位等的影響也變得越來(lái)越大。

一、淺析鉆探工程

1、鉆探工程在地質(zhì)工作中的地位

地質(zhì)工作是地質(zhì)勘查單位的核心工作，地質(zhì)工作的前期不能缺少地球物理、化學(xué)、遙感、測(cè)量和槽井探地表工程等方法和手段，當(dāng)?shù)刭|(zhì)工作的前期準(zhǔn)備完畢后就會(huì)對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證。然后控制礦體的規(guī)模、形態(tài)和厚度，再取出礦產(chǎn)巖石的巖礦心交到化驗(yàn)室，由化驗(yàn)室對(duì)礦石的品味進(jìn)行鑒定。運(yùn)用空中物探的方法便能獲知地質(zhì)的很多信息，但隨著鉆探深度的不斷增大，空中物探的方法和手段不能準(zhǔn)確的控制抗體的空間位置和礦石的品味，為了能找到地標(biāo)深層的礦產(chǎn)，鉆探工程就成了不可或缺的手段。

2、鉆探工程帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益

豐富的礦產(chǎn)資源代表著良好的經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)采礦產(chǎn)增大經(jīng)濟(jì)效益是地勘單位的目的，隨著地表淺層的礦產(chǎn)的銳減，地標(biāo)深層的礦產(chǎn)成了地勘單位的目標(biāo)。礦產(chǎn)深度的增加帶來(lái)礦產(chǎn)開(kāi)采的難度，而鉆探工程的發(fā)展克服了開(kāi)采深層礦產(chǎn)的困難，使得地勘能夠開(kāi)采到地標(biāo)深層的礦產(chǎn)，從而帶了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。地勘單位需要大量的職工進(jìn)行鉆探工作，這樣穩(wěn)定了勘地工作的隊(duì)伍，延續(xù)和發(fā)展了鉆探技術(shù)，降低了地質(zhì)工作的成本，提高了礦產(chǎn)的生產(chǎn)能力，增加了礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，全國(guó)多省一年完成的鉆探工作量大約在35-60萬(wàn)米年產(chǎn)值創(chuàng)造了3-4億元，這表明鉆探工程給我們國(guó)家?guī)Я司薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益，下圖為單孔段經(jīng)濟(jì)效益的變化

二、深孔鉆探技術(shù)的探討

1、深孔鉆探技術(shù)設(shè)備

因?yàn)槭┕さV區(qū)的巖層和巖石擁有各種特性，所以在深孔鉆探工程中會(huì)遇到破碎帶和蝕變帶取心、硬巖鉆進(jìn)、鉆孔彎曲等技術(shù)問(wèn)題。如果要在老礦區(qū)的周?chē)偷撞窟M(jìn)行勘察的話，鉆探施工將會(huì)因?yàn)椴傻V區(qū)密布、巖石松動(dòng)等問(wèn)題變得難上加難。

鉆機(jī)的選擇是鉆探工程的重要一環(huán)，鉆孔在勘察深度為1500-2000米時(shí)，會(huì)收到鉆孔口徑、鉆孔設(shè)計(jì)頂角等因素的影響，因此在深孔鉆探工程中需要高性能的鉆機(jī)，例如重心較低、變速范圍較廣、立軸行程較大的油壓鉆機(jī)等，此類(lèi)鉆機(jī)在深孔鉆探工程中使用會(huì)減少很多不必要的麻煩。而其他的配套設(shè)備的選擇應(yīng)用則是為了提高鉆探速度和質(zhì)量這一目的，不同深度的鉆孔用不同型號(hào)的鉆機(jī)，而配套的動(dòng)力機(jī)應(yīng)該與使用的鉆機(jī)和泥漿泵相一致，這樣在深孔鉆探施工時(shí)才不會(huì)因?yàn)榕涮自O(shè)備的原因而遇到麻煩。鉆桿的型號(hào)和規(guī)格在選擇是要嚴(yán)格仔細(xì)，因?yàn)樵谏羁足@探施工時(shí)不確定的因素較多。而鉆桿的受力十分復(fù)雜，承受的扭矩程度也比較大，因此鉆桿和鉆機(jī)的接頭所使用的材質(zhì)必須要有足夠的抗拉、抗壓、抗扭、抗彎強(qiáng)度。在改變鉆桿的壁厚時(shí)，一定要增加鉆桿的重量和回轉(zhuǎn)阻力，并且需要降低配套鉆機(jī)的鉆井深度。鉆頭的結(jié)構(gòu)和壽命也要求嚴(yán)格，深孔鉆探技術(shù)是使用繩索取心的鉆井工藝，在遇到不同的特性的巖石時(shí)，鉆頭的外徑等要根據(jù)實(shí)際情況增減。對(duì)著深孔鉆探技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鉆探工程中使用的設(shè)備的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

2、深孔鉆探技術(shù)的探討

地勘單位對(duì)深孔鉆探技術(shù)的投入比較大，一次地勘單位對(duì)深孔鉆探的地質(zhì)期望值也相應(yīng)的變高，為了保證每個(gè)鉆孔都達(dá)到設(shè)計(jì)的目的，地勘單位在進(jìn)行深孔鉆探前都會(huì)制定一套完整的施工技術(shù)。根據(jù)巖石的完整度等因數(shù)的不同，對(duì)于鉆孔的孔徑要求也不相同，導(dǎo)致深層鉆孔的沖洗液的性能會(huì)隨著孔徑的變化而變化。針對(duì)底層的復(fù)雜程度深孔鉆井營(yíng)合理的配置沖洗液，保證護(hù)壁性能良好，這樣會(huì)大大提高鉆井的效率和鉆孔的質(zhì)量。在配備沖洗液時(shí)，一定要檢測(cè)沖洗液的指標(biāo)，然后配好有效的除砂的設(shè)備，保證深孔鉆探設(shè)備的完好。深孔鉆探進(jìn)行前要進(jìn)行深孔地質(zhì)的檢驗(yàn)和測(cè)驗(yàn)，例如抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)等，深孔地質(zhì)達(dá)到檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行深孔地質(zhì)鉆探。小孔徑固體巖芯進(jìn)行鉆探時(shí)，根據(jù)鉆孔參數(shù)保證鉆機(jī)不能傾斜，這樣鉆孔才不會(huì)彎曲。為了防止深孔鉆井的傾斜，可以通過(guò)控制鉆桿和孔壁的間隙，瞎用不同型號(hào)的鉆頭并嚴(yán)格控制鉆壓等方法。如果鉆頭的尺寸變大，可以使用扶正器等工具來(lái)保證深層鉆井在偏轉(zhuǎn)程度上保持一定的幅值。即此深孔鉆探技術(shù)能為找礦、采礦帶來(lái)很多便利，解決很多問(wèn)題，但是深孔鉆探技術(shù)還不是很成熟，在施工時(shí)還應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。

三、結(jié)語(yǔ)

深孔鉆探技術(shù)是地勘單位找礦采礦的重要手段，正因?yàn)檫@種技術(shù)的使用使得地標(biāo)深層的礦產(chǎn)得以被挖掘，大大的提高了我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用率。加之小孔徑固體巖芯深孔鉆探技術(shù)的應(yīng)用，在地勘單位采礦時(shí)同時(shí)保證了地質(zhì)結(jié)構(gòu)不被嚴(yán)重破壞，這樣就大大的減少了采礦帶來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害。雖然深孔鉆探技術(shù)的應(yīng)用給我國(guó)的帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益，但是深孔鉆探技術(shù)還不是很完善，因此在使用深孔鉆探技術(shù)進(jìn)行采礦時(shí)要盡量保證施工人員和地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及深孔鉆探設(shè)備的安全，將采礦風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

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