巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)研究

【摘 要】隨著巖心鉆探深孔鉆進工作的不斷開展，研究其相關(guān)技術(shù)方法凸顯出重要意義。本文首先對巖心鉆探做了相關(guān)概述，分析了當前最普及的地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)。在探討巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)應用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，研究了巖心鉆探深孔鉆進的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】巖心鉆探；深孔鉆進；技術(shù)；研究

一、前言

作為鉆探工作的一項重要內(nèi)容，巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)在近期得到了長足的發(fā)展，研究其相關(guān)內(nèi)容，能夠更好地提升巖心鉆探深孔鉆進工作的實踐水平。本文從概述巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。

二、概述

資源勘探的生產(chǎn)需求促進了地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)的進步，而鉆探技術(shù)的進步為資源勘探提供了基本的條件保證，全部鉆探技術(shù)服務當中，有關(guān)地質(zhì)巖心的鉆探工作量占據(jù)了很大部分，有效提高了鉆探技術(shù)水平，為資源勘探生產(chǎn)做出了較大貢獻，與國外發(fā)達國家的巖心鉆探技術(shù)相比，我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)還有待提高，方能滿足資源勘探當中的應用。

從建國初期到2006年，我國的地質(zhì)巖心鉆探取得了十分顯著的成就，相應的工程地質(zhì)鉆探技術(shù)也取得了長足的進步。從技術(shù)上講，它一般受到以巖石破碎機理及理論、相關(guān)領(lǐng)域科學技術(shù)的發(fā)展、社會的進步與時代的需求這三個方面的影響。

在資源勘探中，地質(zhì)巖心鉆探是一種最重要的勘探技術(shù)。所指的是由鉆孔至不同深處，獲得礦樣、地質(zhì)巖心等給予專業(yè)分析，并用于基層地質(zhì)的作業(yè)數(shù)據(jù)。18世紀中期，人力驅(qū)動巖心鉆探機與天然金剛石的鉆頭出現(xiàn)，發(fā)展至今天，巖心鉆探機已經(jīng)由原來的機械傳動向液壓動力、自動化及智能化鉆機發(fā)展。在19世紀末，地質(zhì)勘探技術(shù)進入我國，一直到20世紀中期，我國才自主研發(fā)巖心鉆探機。當前，我國所應用的巖心鉆探技術(shù)，仍然應用的是20世紀八十年代設(shè)計，其技術(shù)較落后，核心部件仍然依靠進口，制造成本比較高，盡管有些先進技術(shù)已開始學習，但未得到廣泛推薦，新鉆探設(shè)備也沒得到廣泛應用，行業(yè)發(fā)展較緩慢，在鉆探當中，因巖心鉆探技術(shù)落后帶來的問題常會發(fā)生，要想有效解決鉆探技術(shù)，就應加強鉆探技術(shù)提高，積極引入先進理論，增強我國鉆探技術(shù)提高。

三、當前最普及的地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)

1.反循環(huán)連續(xù)取巖心鉆探技術(shù)

目前，世界各國中最為先進的地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)莫過于反循環(huán)連續(xù)取巖心鉆探技術(shù)，可是目前我們國家對這種技術(shù)的研究與應用還非常少。不過隨著我國對礦產(chǎn)資源的鉆探、開采政策日漸完善、對外開放的力度越來越大，很多相關(guān)的外國企業(yè)開始進入我國，這些企業(yè)對先進的鉆探技術(shù)了解較多，但他們的主要目標是探尋地礦，和我國當前需要發(fā)展鉆探技術(shù)的目的并不相同。故而，我們應該積極主動的從他們的施工中去進行學習，從而推動我國巖心鉆探技術(shù)的進步，這種方法的實用性和有效性較高，也不需要消耗學習費用。

2.繩索取心鉆探技術(shù)

在反循環(huán)連續(xù)取巖心鉆探技術(shù)出現(xiàn)之前，繩索取心鉆探技術(shù)是最為主要的一種地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)，當前也正是這種技術(shù)被使用得最為廣泛，我國對這種技術(shù)的研究與使用也較為深入。其實這種技術(shù)從出現(xiàn)到發(fā)展至今已有50年左右的歷史了，它為全球的地質(zhì)勘探事業(yè)都做出了巨大的貢獻。和反循環(huán)連續(xù)取巖心鉆探技術(shù)相比，雖然這種鉆探技術(shù)在成本和效率上都達不到前者的水平?？墒沁@種技術(shù)有一個非常好的優(yōu)點，就是通過這種技術(shù)所取得的標本對于研究人員來說更加方便分析。繩索取心鉆探技術(shù)在我國的發(fā)展在40年左右，有了這幾十年的應用與研究經(jīng)驗，這種技術(shù)和我國的很多產(chǎn)業(yè)都緊緊的聯(lián)系在了一起，并形成了特定的產(chǎn)業(yè)鏈。

反循環(huán)連續(xù)取巖心鉆探技術(shù)與繩索取心鉆探技術(shù)是當前全世界鉆探行業(yè)最普及的兩大鉆探技術(shù)。因此，我國在未來發(fā)展規(guī)劃中，應該將這兩大技術(shù)結(jié)合起來，提高鉆探效率，使得我國礦產(chǎn)資源可以得到充分利用。

四、巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)的應用現(xiàn)狀

我國是個資源相對短缺的國家，資源一直是制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，為增強資源的開采，國家投入了大量人財物，并設(shè)立了地質(zhì)勘探與探礦專項基金，隨著國家鼓勵政策的逐步落實，許多企業(yè)積極涌入巖心鉆探行業(yè)中，并積極投資，讓巖心鉆探工作量極大增加，這也凸出了地質(zhì)鉆探設(shè)備及技術(shù)方面的不足，加強地質(zhì)鉆探技術(shù)提高已是迫在眉睫的任務。在資源勘探中，鉆探技術(shù)做出了巨大貢獻，從建國至今，我國已發(fā)現(xiàn)170多種礦石，而140多種礦石均應用到了地質(zhì)鉆探技術(shù)，該技術(shù)為我國的資源需求提供了可靠保障。但通過數(shù)拜年地質(zhì)資源的開采，較淺的地質(zhì)資源基本上全被發(fā)現(xiàn)與利用，因此，加強鉆探技術(shù)水平的提高，對地質(zhì)深部的資源生產(chǎn)具有重要的意義。目前，在資源勘探領(lǐng)域，主要應用的地質(zhì)勘探技術(shù)為下列兩種。

一是繩索取心地質(zhì)鉆探技術(shù)，該技術(shù)是全世界應用最廣泛的技術(shù)，我國勘探領(lǐng)域中，此技術(shù)應用也最廣泛，繩索取心技術(shù)已有半個世紀，對全世界勘探事業(yè)做出了巨大的共現(xiàn)，該技術(shù)成本較高，但效率卻相對較低，不過該技術(shù)獲得的地質(zhì)巖心標本，對地質(zhì)研究者來說，其結(jié)果更令人滿意。在此鉆探技術(shù)領(lǐng)域，我國已與國際水平相接近，并與連續(xù)反循環(huán)巖心鉆探成為鉆探行業(yè)普及最廣的技術(shù)。

二是連續(xù)反循環(huán)巖心的鉆探技術(shù)，該技術(shù)為世界先進鉆探技術(shù)，在我國應用較少，近些年，隨著我國勘探事業(yè)不斷發(fā)展，很多投資商來到我國投資，該技術(shù)也逐步引入我國，加快了我國對該技術(shù)的了解學習。在我國未來社會發(fā)展中，繩索取芯鉆探與連續(xù)反循環(huán)巖心鉆探這兩技術(shù)將得到結(jié)合，有效提高我國資源勘探工作效率，促進我國資源勘探事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

五、巖心鉆探深孔鉆進的發(fā)展分析

1.組合鉆探技術(shù)的研究與應用

組合鉆探技術(shù)存在明顯的多用性，其掙脫了傳統(tǒng)鉆探儀器設(shè)備的束縛，組合鉆探技術(shù)在各類地質(zhì)條件下都能良好的進行鉆探。在干旱且較為復雜的地層中，準確施工并采集地質(zhì)樣品，在很大程度上解決了我國油氣勘查中的困難，改善了施工效率。

2.西部開發(fā)中的深孔巖心鉆探工藝分析

深孔巖心鉆探為我國大西北復雜地層的地質(zhì)勘探提供了良好的技術(shù)，分析了地質(zhì)。由該技術(shù)衍生的深孔繩索鉆桿技術(shù)、取心鉆具等施工技術(shù)的發(fā)展，成功施工了不少2000米以上的鉆孔。

3.評價資源的定向鉆探技術(shù)

該技術(shù)實現(xiàn)了一個主鉆孔中完成多個分支鉆孔，突破了礦體的宗旨，進而有效的降低了施工量，有利于在特殊施工環(huán)境下實施鉆探取樣作業(yè)。該技術(shù)具有較高的社會效益與經(jīng)濟效益。

4.取樣、化探及地質(zhì)填圖技術(shù)分析

這類技術(shù)屬于高效的技術(shù)手段，對于我國大比例尺化探工作、地質(zhì)測繪填圖、勘察海洋地質(zhì)等有重要意義。對我國地質(zhì)勘察事業(yè)有一定的促進作用。

5.液動潛孔錘技術(shù)的改進分析

由于近些年來，隨著我國成功研制了全新結(jié)構(gòu)的YZX127液動潛孔錘，其的穩(wěn)定性及能源利用率較之前設(shè)備而言有較大的改善，且該技術(shù)獲得了兩項世界紀錄。使世界重新對我國進行了認識。使得液動潛孔錘技術(shù)得到了有效的改進，并得到了廣泛的應用。

6.保真取樣鉆具及VDS垂鉆系統(tǒng)的研究

該系統(tǒng)是將自動控制糾偏作為主線，并不斷的將傳感器、液壓及機械技術(shù)相互融合，研制出機、液、電一體化的垂鉆閉環(huán)控制系統(tǒng)。這一任務的改革，對過去一些因操作空間過于狹窄而難以實施的作業(yè)進行準確的施工，攻克了較多難題。也不斷的將這個系統(tǒng)進行研究，正規(guī)化，完善系統(tǒng)功能，為我國巖心鉆探技術(shù)的進一步發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。隨著系統(tǒng)的應用，也研發(fā)了許多輔助性裝置，能夠有效的進行水合物的樣品取樣，使水合物樣品能夠長期保持在保真狀態(tài)，便于后續(xù)的施工。

六、結(jié)束語

通過對巖心鉆探深孔鉆進技術(shù)的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，巖心鉆探深孔鉆進的發(fā)展需求對其技術(shù)產(chǎn)生了新的要求，有關(guān)人員應該從該項工作的客觀實際出發(fā)，充分利用優(yōu)勢因素，研究制定最為科學合理的深孔鉆進技術(shù)實施方案。

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