地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究

朱道軍

摘 要：隨著人類社會(huì)不斷地發(fā)展，人們的生活水平得到了大幅度的提升，并且各個(gè)領(lǐng)域中所使用的技術(shù)也在不斷地更新?lián)Q代。在這之中，地質(zhì)鉆探逐漸地成為了人們生活中非常重要的組成部分，其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展程度也直接地影響到了現(xiàn)代城市的發(fā)展進(jìn)度。本文對(duì)現(xiàn)在人們已經(jīng)掌握的地質(zhì)鉆探相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地介紹，分析了鉆探技術(shù)對(duì)地質(zhì)工程的重要性，希望能夠?yàn)榈刭|(zhì)工作者提供幫助。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)；鉆探技術(shù)；應(yīng)用研究

地質(zhì)鉆探技術(shù)是一門(mén)比較復(fù)雜的學(xué)科技術(shù)。地質(zhì)鉆探技術(shù)具有悠久的發(fā)展歷程，早就在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。從中國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，就進(jìn)行過(guò)很多大規(guī)模的地質(zhì)勘探工作，開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)，并且有效的推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)而為我國(guó)的發(fā)展作出了相應(yīng)的貢獻(xiàn)。就目前而言，許多淺層容易開(kāi)采的礦產(chǎn)多數(shù)都已經(jīng)被開(kāi)發(fā)了，剩下的大多都是地質(zhì)比較復(fù)雜、深層難以開(kāi)采的礦產(chǎn)資源以及開(kāi)采難度系數(shù)非常大的礦產(chǎn)，在對(duì)這種礦產(chǎn)資源進(jìn)行探測(cè)開(kāi)采時(shí)，不僅需要結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)，還需要對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行實(shí)地的研究以及實(shí)驗(yàn)。這對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)工藝以及設(shè)施都提出了許多要求。

一、地質(zhì)鉆探技術(shù)的意義和作用

地質(zhì)鉆探能夠幫助發(fā)現(xiàn)深層的礦產(chǎn)資源，廣泛應(yīng)用于采礦行業(yè)中，建筑工程前期規(guī)劃也會(huì)使用到。開(kāi)展地質(zhì)勘探，可以更深入的了解地下層情況，幫助判斷基層中是否存在不穩(wěn)定因素。地質(zhì)鉆探技術(shù)是不斷發(fā)展進(jìn)步的，從傳統(tǒng)的勘探測(cè)量方法逐漸進(jìn)步到應(yīng)用信息化技術(shù)，將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)設(shè)備中，在系統(tǒng)內(nèi)部完成運(yùn)算分析的任務(wù)。地質(zhì)鉆探并不是單一的技術(shù)，而是將多種勘探技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)，更好的為工程現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。

采礦前技術(shù)人員需要判斷礦產(chǎn)資源所在的具體位置，常規(guī)的勘探方法對(duì)深層地質(zhì)結(jié)果了解少，并且很難發(fā)現(xiàn)地質(zhì)層中含有的風(fēng)險(xiǎn)因素，可能會(huì)對(duì)采礦方案的確定帶來(lái)影響。鉆探技術(shù)可以根據(jù)使用需求增大探測(cè)的深度，幫助技術(shù)人員了解深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并判斷是否存在不穩(wěn)定因素，所確定的開(kāi)采方案也更具有可行性。

二、主要的地質(zhì)鉆探技術(shù)種類和應(yīng)用分析

（一）反循環(huán)式鉆探技術(shù)

反循環(huán)式鉆探技術(shù)是地質(zhì)鉆探技術(shù)中一種全新的鉆探技術(shù)。反循環(huán)式鉆探技術(shù)可以被認(rèn)為是地質(zhì)鉆探領(lǐng)域的一次偉大的革命。反循環(huán)式鉆探技術(shù)包括兩種：空氣反循環(huán)和水利反循環(huán)。反循環(huán)式鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以在同一個(gè)鉆孔中使用兩種方法進(jìn)行鉆進(jìn)轉(zhuǎn)換?？諝夥囱h(huán)成本低、效率高，在干旱地區(qū)應(yīng)用具備極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義；水利反循環(huán)能夠獲得優(yōu)質(zhì)的取心，判層及時(shí)，應(yīng)用效率高。因此，在進(jìn)行地質(zhì)鉆探的時(shí)候，可以將反循環(huán)式鉆探技術(shù)的兩種模式搭配起來(lái)使用，也可以分離開(kāi)來(lái)使用。反循環(huán)式鉆探技術(shù)應(yīng)用成本低，工作效率高，在國(guó)土資源調(diào)查過(guò)程中占據(jù)著舉足輕重的地位，然而目前還未獲得地質(zhì)工作者的普遍認(rèn)可，也因此，現(xiàn)階段我國(guó)使用的很多技術(shù)還是傳統(tǒng)的上個(gè)實(shí)際80年代左右留存下來(lái)的技術(shù)。受技術(shù)條件的制約，地質(zhì)鉆探工作的質(zhì)量、效率普遍不高，而成本卻往往較大，嚴(yán)重的制約了鉆探技術(shù)在地質(zhì)工作中的發(fā)展以及應(yīng)用。

（二）繩索取心鉆探技術(shù)

繩索取心鉆探技術(shù)的核心部分就是利用巖心管的阻塞，借助專門(mén)的打撈工具將工具提升，就能夠在鉆桿的內(nèi)部將巖心管內(nèi)的巖礦心提取出來(lái)，但是不需要將鉆桿柱提升出來(lái)。繩索取心鉆探技術(shù)的適用范圍比較廣泛，使用率也比較高。例如，在石油天然氣鉆探、固體礦產(chǎn)鉆探、水域鉆探、科學(xué)深孔鉆探、地?zé)徙@探等領(lǐng)域都有該技術(shù)的應(yīng)用。繩索取心鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就是取心質(zhì)量高、鉆井深度低，同時(shí)由于不用對(duì)鉆桿柱進(jìn)行提升提下，也就很大程度上降低了因機(jī)械升降磨損產(chǎn)生的能量消耗。然而，盡管該技術(shù)的應(yīng)用比較多，但也未能實(shí)現(xiàn)普及。

（三）液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

液動(dòng)錘鉆探技術(shù)是目前我國(guó)最為成熟的鉆探技術(shù)，在我國(guó)的發(fā)展和使用處于國(guó)際先進(jìn)水平。液動(dòng)錘鉆探技術(shù)的工作原理是以回轉(zhuǎn)鉆探為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，沖洗液的驅(qū)動(dòng)力使液動(dòng)錘受到?jīng)_擊并將沖擊產(chǎn)生的能量向鉆頭傳遞，利用鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行破碎。一般情況下，用泥漿泵進(jìn)行沖洗液的傳遞和配送，液動(dòng)錘處于鉆頭和鉆桿中間，跟隨著鉆頭向孔內(nèi)深入，并給予鉆頭持續(xù)而有一定頻率的沖擊，形成負(fù)荷為鉆頭增力。

三、我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）鉆探方法的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)有的鉆探方法已經(jīng)不能夠滿足社會(huì)的需要，不足之處已經(jīng)不斷的顯現(xiàn)出來(lái)。就目前的狀況，我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展的重要方向就是進(jìn)行高效率的鉆探。目前世界領(lǐng)先技術(shù)的金剛石繩索鉆探取芯法在我國(guó)應(yīng)該進(jìn)行大范圍的普及型推廣，而那些針對(duì)不同地層和使用條件的勘探技術(shù)也需要更進(jìn)一步的發(fā)展。

（二）地質(zhì)鉆探設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)地質(zhì)工作的不斷開(kāi)展，表層或淺層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)開(kāi)發(fā)殆盡，其他表層鉆探活動(dòng)也日益減少，現(xiàn)階段和未來(lái)將以深層鉆探為主，因此，傳統(tǒng)的鉆探設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足地質(zhì)勘探工作的開(kāi)展。為了適應(yīng)深層作業(yè)任務(wù)和提高作業(yè)效率，未來(lái)將會(huì)研發(fā)更高強(qiáng)度的鉆探探頭和一機(jī)多用適應(yīng)不同鉆探環(huán)境的鉆探設(shè)備。同時(shí)，地質(zhì)鉆探行業(yè)也會(huì)針對(duì)某種特殊需要進(jìn)行鉆探設(shè)備的開(kāi)發(fā)。另外，鉆機(jī)、鉆頭以及鉆具等一些小型設(shè)備或者是配套的能源供給等其他設(shè)備或?qū)?shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

（三）地質(zhì)鉆探應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)地質(zhì)勘探技術(shù)將在地質(zhì)鉆探、地?zé)徙@探、石油鉆探、文物勘察鉆探、工程勘察鉆探、地下水污染在線檢測(cè)、泥石流滑坡檢測(cè)等諸多方面應(yīng)用。但是最主要的地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域仍然會(huì)是在礦產(chǎn)資源勘察方面的應(yīng)用，尤其是西部高品位深層礦產(chǎn)的勘探方面。

四、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今世界經(jīng)濟(jì)在迅速地發(fā)展著，各個(gè)國(guó)家為了能夠順應(yīng)世界形勢(shì)也在努力地發(fā)展著各自的科學(xué)技術(shù)。在我國(guó)，鉆探技術(shù)與相關(guān)的裝備水平還跟國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家存在著非常大的差距，但是最近幾年隨著我國(guó)相關(guān)研究人員的不懈努力，這一差距正在逐漸地減小。所以，相關(guān)的研究人員應(yīng)該對(duì)地質(zhì)鉆探所設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新與完善，提高其鉆探速度，降低鉆探的成本，才能使施工的單位獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，使我國(guó)的施工水平登上更高的臺(tái)階，最終促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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