關(guān)于地質(zhì)鉆探技術(shù)的探討

劉輝 陳俊亮

【摘要】所謂勘探技術(shù)是指在地質(zhì)勘探工作中，為了探明礦體的形態(tài)、深度、規(guī)模以及結(jié)構(gòu)中所用到的技術(shù)。通常情況下，鉆探工程、坑探工程是地質(zhì)勘探的主要工程。在地質(zhì)勘探鉆探過程中，往往要依據(jù)地質(zhì)的設(shè)計(jì)，在規(guī)定的地點(diǎn)借助鉆探設(shè)備鉆穿巖層獲得巖樣、水樣以及土樣等實(shí)物資料。同時(shí)借助鉆孔來觀測地下水動態(tài)，測量地下物理。本文主要分析了鉆探設(shè)備以及鉆探技術(shù)，還闡述了鉆探技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。力求通過筆者努力，找到促進(jìn)地質(zhì)鉆探技術(shù)不斷提升的可靠途徑，希望為相關(guān)人士提供部分可借鑒的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)；鉆探技術(shù)；分析

通過分析當(dāng)前我國地質(zhì)工作對鉆探技術(shù)的需求以及地質(zhì)鉆探技術(shù)的現(xiàn)狀，提出了我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的長期發(fā)展目標(biāo)、中期發(fā)展目標(biāo)以及短期發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)還明確了當(dāng)前研發(fā)工作的重點(diǎn)，并且強(qiáng)調(diào)了科技創(chuàng)新的方法。為了能夠確保地質(zhì)勘察工作的順利開展，這就要加大力度推廣新技術(shù)以及新方法。

一、鉆探設(shè)備及技術(shù)創(chuàng)新

（一）鉆探設(shè)備

在鉆探科學(xué)中，鉆探設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。鉆探設(shè)備水平高低已經(jīng)成為衡量鉆探行業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。當(dāng)前，鉆探工作往往是由人與機(jī)械共同完成的，為了能夠改變這一狀態(tài)，這就要求科技工作者要繼續(xù)努力。XY-4是二十世紀(jì)八十年代探礦鉆機(jī)的代表，其能探索到800米以內(nèi)孔深的資源。自從進(jìn)入二十世紀(jì)以后，礦產(chǎn)資源變得越來越稀少，此時(shí)探礦設(shè)備是以XY-44、XY-5機(jī)型為主體，它們具有探索到1200米的礦產(chǎn)的能力。在此之后開采礦產(chǎn)資源的方向開始發(fā)生變化，首先，淺部資源越來越少，此時(shí)開始向著深部的方向發(fā)展；其次，充分利用國外資源。此后在設(shè)計(jì)鉆探設(shè)備時(shí)，往往要促使其向著人性化、電子化的方向發(fā)展。近幾年來，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，相關(guān)設(shè)計(jì)者也要不斷提高鉆探技術(shù)，解決我國能源供應(yīng)與需求緊張的問題。

（二）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新

在發(fā)明、創(chuàng)造科學(xué)技術(shù)時(shí)，最主要的任務(wù)就是創(chuàng)新技術(shù)。如果技術(shù)得到了創(chuàng)新，那么科學(xué)技術(shù)也會得到進(jìn)步，整個社會的生產(chǎn)力發(fā)展水平也得到了明顯的提高，最終推動我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。通過技術(shù)創(chuàng)新還可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越式的發(fā)展，在較短的時(shí)間內(nèi)會獲得較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，同時(shí)還可以解決一些常規(guī)方法無法解決的問題。以我國大陸科學(xué)鉆探工程科鉆一井為例子，該項(xiàng)目是在堅(jiān)硬的結(jié)晶巖中進(jìn)行施工，并且要在5000米處取心鉆孔。在此之前我們沒有這種例子。該井在施工過程中采用了新的技術(shù)，如：取心鉆井技術(shù)、擴(kuò)孔鉆井技術(shù)、井斜控制技術(shù)等，從而取得令人滿意的施工效果。由于采用螺桿馬達(dá)——液動錘——金剛石取心鉆進(jìn)方法，該方法不僅提高了機(jī)械鉆井速度，還增加了回次長度，最終節(jié)省了較多的施工時(shí)間以及施工成本。

（三）加強(qiáng)新方法、新技術(shù)推廣應(yīng)用

當(dāng)研發(fā)出新方法、新技術(shù)之后，要想將這些新方法、新技術(shù)運(yùn)用到鉆探施工中，這就要花費(fèi)較多的時(shí)間，并且要做更多的推廣工作。其中推廣工作包括了宣傳這些新方法以及新技術(shù)、現(xiàn)場演示這些新方法以及新技術(shù)、技術(shù)培訓(xùn)等。這些環(huán)節(jié)工作效果的好與壞會影響到科技成果是否能夠轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)還會對地質(zhì)鉆探技術(shù)的現(xiàn)代化進(jìn)程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。為了能夠取得更好的效果，這就要有計(jì)劃的開展此項(xiàng)工作，究其原因在于研發(fā)單位僅僅站在自身的利益上來進(jìn)行推廣，然而該項(xiàng)目的實(shí)施卻需要考慮到長遠(yuǎn)利益。這幾年來，科技成果推廣應(yīng)用在鉆探技術(shù)研究與應(yīng)用的范圍較小，因此要加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

（四）加強(qiáng)探礦工程專業(yè)委員會的作用

在改革完地勘單位管理體制之后，我國已經(jīng)沒有全國性的探礦工程專業(yè)技術(shù)管理部門。雖然我國地質(zhì)調(diào)查局組織相關(guān)的學(xué)者來研究開發(fā)、推廣應(yīng)用鉆探技術(shù)，但是由于其與地質(zhì)鉆探技術(shù)地質(zhì)單位之間的關(guān)系并不大，僅僅借助項(xiàng)目來加強(qiáng)與某一些單位的聯(lián)系，并且我國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)鉆探技術(shù)重新確定了工作重點(diǎn)，那就是把握與該局責(zé)任、該局任務(wù)之間的關(guān)系，但是卻不重視與地質(zhì)鉆探技術(shù)有關(guān)的聯(lián)系。所以我國地質(zhì)調(diào)查局并沒有全面規(guī)劃全國地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前只有中國地質(zhì)學(xué)會探礦工作專業(yè)委員會有權(quán)利來規(guī)劃全國地質(zhì)鉆探技術(shù)。探礦工程專業(yè)委員會這個組織具有行業(yè)性的特點(diǎn)，在整個地質(zhì)鉆探行業(yè)中，探礦工程專業(yè)委員會具有較強(qiáng)的號召力。該委員會會號召相關(guān)的專家來共同探討地質(zhì)鉆套技術(shù)，并且他們還會探討未來的發(fā)展計(jì)劃，制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)等。

二、鉆探新技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用實(shí)例

（一）鉆探技術(shù)應(yīng)用越來越專業(yè)化

鉆探技術(shù)的專業(yè)化具體表現(xiàn)如下：其一，從礦種上來講，其越來越專業(yè)化。比如：鹽井鉆探、砂礦鉆探等。其二，從施工區(qū)域上來講，其越來越專業(yè)化。例如：黃土地區(qū)鉆探、凍土層鉆探等。近幾年來，我國開始加大投資力度來向地質(zhì)尋找礦勘查傾斜，尤其加強(qiáng)鐵礦、勘查煤炭。

（二）在不同地區(qū)所使用的鉆探技術(shù)是不同的

我們都知道，很多西部地區(qū)存在著干旱缺少、地質(zhì)層破碎的地質(zhì)特點(diǎn)，因此在鉆探施工過程中如果依據(jù)傳統(tǒng)做法采用水作為循環(huán)液，那么在整個施工過程中必須要有供水車，并且要到很遠(yuǎn)的地方來拉水，這種做法勢必會增加成本。在總施工費(fèi)用中，供水的施工費(fèi)用占據(jù)非常重要的比例，雖然有時(shí)候采用了節(jié)水鉆探技術(shù)，但是由于水造成的成本高的狀況卻不能得到改變。為了能夠?qū)O度缺水地區(qū)鉆探的問題解決掉，那么就要研發(fā)新的技術(shù)。在研發(fā)新技術(shù)時(shí)，要把握住空氣無處不在的特點(diǎn)來將高效空氣鉆井與繩索取心鉆探技術(shù)充分結(jié)合起來，鉆探效率得到了明顯的提高，并且成本也得到降低。從中可以看出，通過應(yīng)用新技術(shù)可以獲得更多的經(jīng)濟(jì)利益。

在膠結(jié)松散、振動容易碎的地層中，一直以來取心率較低，通常取心率范圍在10%到30%這一范圍內(nèi)，從傳統(tǒng)鉆具中所取出的“巖心”，僅僅有幾個礫石，那些松散膠結(jié)物都已經(jīng)被磨損掉，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致人們錯誤的認(rèn)為上地層與下地層之間被顛倒了。這些年來，鉆探界的技術(shù)人員會受到多種問題的影響，當(dāng)他們研發(fā)出射流式雙管鉆具之后就可以解決了勘查過程中的問題。當(dāng)應(yīng)用了該技術(shù)之后，不僅提高了鉆探采心率，還能夠保持地層的原狀。

用射流式取心工具采取的巖心為柱狀，此時(shí)的采取率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了90%，并且地質(zhì)資料都已經(jīng)被完成的取了出來。經(jīng)過幾十年的實(shí)踐之后，在該地區(qū)的鉆探施工中，此項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

三、結(jié)束語

總而言之，為了能夠加強(qiáng)地質(zhì)工作，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查工作的要求，這就要求相關(guān)學(xué)者要努力研發(fā)出最先進(jìn)的鉆探技術(shù)以及鉆探設(shè)備，加快鉆探設(shè)備更新?lián)Q代的步伐。當(dāng)前在地質(zhì)鉆探過程中，往往采用最新的鉆探技術(shù)，這樣做不僅可以促使礦產(chǎn)勘查的技術(shù)水平得以提高，還可以促使礦產(chǎn)勘查的經(jīng)濟(jì)效益得以提高。