地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：隨著我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，地質(zhì)鉆研技術(shù)成為了生產(chǎn)和生活中不能夠缺少的，因?yàn)槿藗兊纳铍x不開(kāi)礦物質(zhì)和能源。我國(guó)的地質(zhì)鉆探技術(shù)和使用設(shè)備比先進(jìn)國(guó)家的水平差很多，但是近年我國(guó)的技術(shù)發(fā)展水平得到了很大的進(jìn)步，與先進(jìn)國(guó)家的距離在不斷地減小，我國(guó)地質(zhì)鉆探形成了一套新型、先進(jìn)的硬巖深井科學(xué)鉆探技術(shù)體系。本文就地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的解析。介紹了地質(zhì)鉆探技術(shù)，并和當(dāng)前的實(shí)際情況有效融合，提出我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì) 鉆探 技術(shù) 應(yīng)用

一、引言

我國(guó)是一個(gè)礦產(chǎn)資源非常豐富的國(guó)家，礦產(chǎn)資源種類多，儲(chǔ)藏量大，隨著我國(guó)的地質(zhì)勘探和探礦技術(shù)的快速發(fā)展，鉆探技術(shù)和工藝裝備都有了很大的進(jìn)步。由于國(guó)家建設(shè)和發(fā)展，也加速了礦產(chǎn)資源的開(kāi)采和鉆探技術(shù)的發(fā)展，但是我國(guó)的國(guó)土面積大，地質(zhì)復(fù)雜，加大了鉆探技術(shù)的難度，所以針對(duì)不同地域和地勢(shì)需要不同的鉆探技術(shù)和裝備，要針對(duì)特殊要求、鉆探方法、鉆探設(shè)備、鉆孔設(shè)備進(jìn)行了深入的討論。

地下找礦需要鉆機(jī)，由鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具向地下鉆，獲取實(shí)物地質(zhì)資料并進(jìn)行實(shí)際的檢測(cè)分析，根據(jù)巖土鉆掘工程的施工對(duì)象和地質(zhì)環(huán)境不同，鉆機(jī)分為巖心鉆機(jī)、石油鉆機(jī)、水文地質(zhì)鉆機(jī)、水井鉆機(jī)、工程地質(zhì)勘查鉆機(jī)、坑道鉆機(jī)和工程施工鉆機(jī)等。與外國(guó)先進(jìn)技術(shù)相比，我國(guó)的鉆探技術(shù)發(fā)展的晚，技術(shù)水平低，我國(guó)的立軸式鉆機(jī)已經(jīng)很落后了，現(xiàn)在的全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)一般都是由國(guó)外進(jìn)口的，我國(guó)的鉆探技術(shù)水平不高，大大影響了地質(zhì)調(diào)查的工作效率。

二、地質(zhì)鉆探技術(shù)的分析

地質(zhì)鉆探技術(shù)就是向地下鉆孔，提取地下實(shí)物，進(jìn)行分析和估測(cè)地下巖層材質(zhì)、地下礦物質(zhì)儲(chǔ)量、地下礦物質(zhì)的品級(jí)。我國(guó)鉆探技術(shù)常用的方法有：繩索取心鉆探技術(shù)、液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)、反循環(huán)鉆探技術(shù)、組合鉆探工藝、定向?qū)泳夹g(shù)、新型節(jié)水鉆探工藝、新型沖洗液技術(shù)等。下面我們就以上常用的幾種技術(shù)進(jìn)行具體的探討分析。

1.繩索取心鉆探技術(shù)

繩索取心是不需要提取鉆桿就能將巖心取出的鉆探技術(shù)，是用繩索和工藝設(shè)備來(lái)完成的，利用繩索取心鉆探技術(shù)提取巖心是通過(guò)巖心管和打撈工具產(chǎn)生堵塞狀況時(shí)，提取巖礦心。繩索取心鉆探技術(shù)是現(xiàn)在鉆探工程中普遍使用的，繩索取心鉆探技術(shù)具有取心質(zhì)量高、技術(shù)操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、效率高、鉆進(jìn)深度低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用?？梢詼p少鉆具的在升降過(guò)程中的輔助時(shí)間，出現(xiàn)堵塞問(wèn)題時(shí)，可以隨時(shí)打撈，繩索取心鉆探技術(shù)常用在鉆探地?zé)?、冰層、天然氣、坑道、固體礦產(chǎn)等工程項(xiàng)目中，能夠在完成任務(wù)的前提下省時(shí)、省力、省錢。

2.液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)是基于回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，大大節(jié)省了鉆孔的時(shí)間和成本，用泥漿泵內(nèi)的沖洗液沖擊潛孔錘，壓縮工作彈簧儲(chǔ)存能量，當(dāng)打開(kāi)閥門，液流暢通工作室壓力降低，工作彈簧釋放儲(chǔ)存能量驅(qū)動(dòng)沖錘下行產(chǎn)生沖擊，液動(dòng)潛孔錘力作用給鉆頭，從而鉆頭做功，鉆碎巖層，液動(dòng)潛孔錘對(duì)鉆頭不斷實(shí)踐有節(jié)奏的沖擊負(fù)荷，在沖擊和回轉(zhuǎn)的共同作用下碎巖，可以大大的增加鉆進(jìn)速度，減輕孔斜。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)也能夠很好利用巖石抗剪強(qiáng)度特性克服其鉆孔質(zhì)量低的問(wèn)題，液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)基本都是應(yīng)用在巖石堅(jiān)硬、脆性大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，工作量大，所以在使用液動(dòng)潛孔錘鉆探設(shè)備時(shí)，應(yīng)定期的檢查設(shè)備的狀況，避免設(shè)備部件的松動(dòng)或損壞，讓設(shè)備磨損度降到最低。當(dāng)前，這種鉆探技術(shù)主要應(yīng)用在地質(zhì)勘探、石化、金屬礦產(chǎn)、水電建材等領(lǐng)域。

3.反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)分為兩種，水力反循環(huán)鉆探技術(shù)和空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)。兩種反循環(huán)鉆探技術(shù)是根據(jù)其傳播介質(zhì)的不同就行區(qū)分的，水力反循環(huán)鉆探技術(shù)是通過(guò)將水、泥漿等循環(huán)介質(zhì)通過(guò)循環(huán)方式傳送到其孔底，取得巖石材料并返回地面?？諝夥囱h(huán)是以壓縮空氣作為循環(huán)介質(zhì)，通過(guò)雙壁鉆桿的外管將壓縮空氣送至孔底，空氣的劇烈膨脹變化產(chǎn)生空氣沖擊壓力促使?jié)摽状棺矒艨椎讕r石，取得巖石材料并返回地面。水力循環(huán)鉆探技術(shù)得到的巖石是整塊的，能對(duì)巖層進(jìn)行全面的分析，但是其工作效率和鉆進(jìn)效率低，應(yīng)用到巖石硬度低的地區(qū)效果較好?？諝庋h(huán)鉆探技術(shù)勞動(dòng)成本低，氣舉反循環(huán)鉆井液流在鉆具內(nèi)直接上返，攜帶巖屑能力強(qiáng)，巖樣清晰。但是得到的是巖石的碎屑，無(wú)法完全反映地層結(jié)構(gòu)，，也給進(jìn)一步的分析帶來(lái)難度，這種方法比較適用一些缺水或者干旱地質(zhì)環(huán)境。

4.其它工藝技術(shù)

還有很多新工藝、新材料、新材料在地質(zhì)鉆探中得到應(yīng)用。新型節(jié)水鉆探工藝是專門針對(duì)干旱地區(qū)的地下水進(jìn)行勘探。在新鉆頭研發(fā)方面，采用超聲波電鍍技術(shù)制造金剛石鉆頭的新方法，大大的提高了生產(chǎn)效率、鉆頭使用壽命、鉆進(jìn)速度。在實(shí)際地質(zhì)勘察工程中，由于地理環(huán)境問(wèn)題，表現(xiàn)出巖層性質(zhì)的多樣性，所以要組合鉆探技術(shù)，在不同環(huán)境條件下，根據(jù)每種鉆探技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)來(lái)組合，從而能降低一定的成本并提高工作效率和效益。沖洗液在繩索取心雙壁鉆桿內(nèi)壁結(jié)垢的嚴(yán)重問(wèn)題也隨著新型沖洗液處理劑的研發(fā)得到解決，能夠有效的保護(hù)鉆具、提高其使用壽命.新的泥漿材料、泥漿體系也廣泛應(yīng)用于地質(zhì)探礦、水資源鉆探等領(lǐng)域。

三、地質(zhì)鉆探技術(shù)設(shè)備

鉆探技術(shù)設(shè)備是是鉆探技術(shù)的關(guān)鍵所在，隨著鉆探工藝和鉆探方法的不斷發(fā)展，地質(zhì)鉆探的水平也得到了很大的提高，地質(zhì)鉆探設(shè)備是直接的用于鉆探施工過(guò)程中的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備包括鉆機(jī)、動(dòng)力機(jī)、泥漿泵等。鉆機(jī)包括：全液壓動(dòng)力頭巖芯鉆機(jī)、新型中深孔鉆機(jī)、自動(dòng)化智能化鉆機(jī)、立軸式巖芯鉆機(jī)等。目前，國(guó)內(nèi)地質(zhì)鉆探設(shè)備的主力機(jī)型仍為立軸式巖芯鉆機(jī)，而對(duì)于深部礦山區(qū)的鉆探工程，國(guó)產(chǎn)的坑道鉆機(jī)使用很便捷，得到了大規(guī)模地發(fā)展。在煤氣層鉆探中所采用的煤層氣鉆機(jī)大多采用水源鉆機(jī)、物探鉆機(jī)或進(jìn)口鉆機(jī)，這也使得國(guó)內(nèi)的煤層氣鉆機(jī)能有個(gè)廣闊的市場(chǎng)。

結(jié)語(yǔ)：

地質(zhì)鉆探技術(shù)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，鉆探技術(shù)涉及到各行各業(yè)，這就要求地質(zhì)工作人員了解和掌握各方面的知識(shí)。由于我國(guó)國(guó)土面積過(guò)大，地理環(huán)境和地勢(shì)環(huán)境的不同決定著地質(zhì)勘察工程和項(xiàng)目的施工手段也是不同的，這要根據(jù)具體的情況進(jìn)行分析，來(lái)制定具體的施工措置。地質(zhì)鉆探的技術(shù)和施工人員應(yīng)不斷努力和探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高我國(guó)鉆探工藝水平，為促進(jìn)礦產(chǎn)資源綜合效益的提高而不斷努力。

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作者簡(jiǎn)介：

朱蘭濤，1985年06月20日出生，男，漢族，籍貫：山東省臨沂市，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：地質(zhì)技術(shù)。