地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究

楊 洪（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司15114鉆井隊，黑龍江 大慶 163000）

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地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究

楊 洪
（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司15114鉆井隊，黑龍江 大慶 163000）

摘 要：隨著人類社會的發(fā)展和進(jìn)步，地質(zhì)鉆探已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到人們生活中，對人們的生活產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。改革開放實施以來，我國已經(jīng)進(jìn)行了很多地質(zhì)勘探作業(yè)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為工作地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展鑒定了基礎(chǔ)。本文主要對地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行研究，并詳解介紹了比較先進(jìn)的地質(zhì)鉆探技術(shù)，希望可以為相關(guān)研究人員提供參考，促進(jìn)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探；礦產(chǎn)資源；應(yīng)用研究

隨著城市化進(jìn)程的加快，地質(zhì)鉆探技術(shù)取得了明顯進(jìn)展。從目前的勘查現(xiàn)狀來看，很多比較淺的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被很多開發(fā)商開放徹底，為了對其他一些比較深且開采困難的礦產(chǎn)資源進(jìn)行鉆探，就必須結(jié)合地質(zhì)理論知識，對實際情況進(jìn)行分析研究并進(jìn)行實驗，提高開采的效率，保證開采安全，保證地質(zhì)鉆探質(zhì)量。

一、地質(zhì)鉆探技術(shù)的意義和作用

運用地質(zhì)鉆探技術(shù)可以將深層地質(zhì)資源開采出來，在采礦行業(yè)中取得了顯著成效，個別建筑行業(yè)也開始應(yīng)用此種技術(shù)。在此種技術(shù)的應(yīng)用下，人們可以深入地了解地下層的狀況，讓施工人員及時了解基層中存在的不安全因素。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地質(zhì)鉆探技術(shù)也取得了顯效成就，已經(jīng)從傳統(tǒng)的測量方法轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔y量技術(shù)，可以使用計算機設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成數(shù)據(jù)計算和分析等任務(wù)。地質(zhì)鉆探技術(shù)不僅是一種地質(zhì)資源的開采技術(shù)，同時可以結(jié)合各種勘查技術(shù)施工，能夠?qū)崿F(xiàn)功能互補，促進(jìn)了工程的發(fā)展。

此種技術(shù)的使用，可以幫助采礦人員了解清楚資源所處位置，及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)中可能存在的風(fēng)險。傳統(tǒng)的勘探技術(shù)對深層地質(zhì)情況了解較少，很難對施工風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測和防范，容易產(chǎn)生不安全隱患，對采礦方案的選擇造成了很大影響。在鉆探技術(shù)的應(yīng)用下，不僅增加了探測深度，而且可以幫助鉆探人員了解深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，同時判斷不安全因素，對施工方案的確定具有很大幫助。

二、地質(zhì)鉆探技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r

由于我國礦物資源開采起步時間比較晚，所有鉆探技術(shù)具有很大的發(fā)展空間。隨著資源使用需求的不斷變化，鉆探技術(shù)也取得了新進(jìn)展。為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，采礦量也在逐年上升，對鉆探技術(shù)的發(fā)展提供了很大的發(fā)展空間，實現(xiàn)了傳統(tǒng)鉆探技術(shù)向信息技術(shù)的發(fā)展。地質(zhì)鉆探技術(shù)于1980年起步，起初應(yīng)用的時候，需要耗費大量的施工時間，而且要不斷更換勘探位置。隨著勘探技術(shù)的發(fā)展，在液壓技術(shù)的作用下，實現(xiàn)了探測頭輸送，可以在非常短暫的時間內(nèi)檢測出探測深度，不僅節(jié)省了勘探時間，還簡化了勘探環(huán)節(jié)，同時提高了勘探結(jié)果的精準(zhǔn)度，提升了使用效率。

技術(shù)的快速發(fā)展對采礦行業(yè)的進(jìn)步起到了很大作用。相關(guān)部門加大建設(shè)資金投入的同時，還應(yīng)該加強新技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。由于我國勘探技術(shù)發(fā)展的時間非常晚，而且缺少專業(yè)化鉆探人才，導(dǎo)致施工中遇到的很多問題很難得到及時解決，不能化解風(fēng)險，影響了我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的進(jìn)展。在實際施工中，如果不進(jìn)行較深的地質(zhì)鉆探，就不能高效地完成任務(wù)，一旦出現(xiàn)地質(zhì)位置較深的問題，就會影響地質(zhì)鉆探技術(shù)的正常應(yīng)用，對鉆探質(zhì)量產(chǎn)生了很大影響。在未來的發(fā)展中，必須借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，同時根據(jù)我國采礦技術(shù)的特征不斷創(chuàng)新，縮短與發(fā)達(dá)國家之間的距離，促進(jìn)我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展。

三、地質(zhì)鉆探技術(shù)的運用狀況

我國使用地質(zhì)鉆探技術(shù)的時間比較短，與發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距。立軸式巖心鉆機是鉆探技術(shù)常用的施工方法，在20世紀(jì)80年代設(shè)計率先設(shè)計完成。隨著科技水平的提升，我國現(xiàn)在已經(jīng)主要應(yīng)用全液壓鉆頭機，并主動進(jìn)行此類機器的研發(fā)，已經(jīng)應(yīng)用到市場上，但還未廣泛進(jìn)行推廣。在鉆探技術(shù)方面，我國還沒有形成較先進(jìn)的工藝。下面對地質(zhì)鉆探中比較常用的幾種技術(shù)進(jìn)行分析。

（一）反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)是一種全新的鉆探技術(shù)，引領(lǐng)了鉆探技術(shù)的一次新革命。可以將鉆探技術(shù)分為水利循環(huán)和空氣循環(huán)兩種方式，而且進(jìn)行鉆探的時候，可以實現(xiàn)兩種技術(shù)的交替使用。水利循環(huán)具有取心質(zhì)量好、判層及時、時間利用率高等特點；空氣循環(huán)技術(shù)具有循環(huán)效率高、成本低等特點，適用于干旱地區(qū)。進(jìn)行地質(zhì)鉆探的時候，既可以單獨使用某種技術(shù)，也可以根據(jù)地質(zhì)層機構(gòu)結(jié)合使用兩種方法。這兩種方式經(jīng)常使用于土資源調(diào)查中，擔(dān)當(dāng)著重要任務(wù)。雖然空氣循環(huán)取樣鉆探技術(shù)利用率高、成本低，但是目前還沒有取得地質(zhì)研究人員的一致認(rèn)可，沒有進(jìn)行推廣應(yīng)用。現(xiàn)在我國的地質(zhì)鉆探使用技術(shù)，依然停留在20世紀(jì)80年代的水平。由于我國地質(zhì)鉆探新技術(shù)應(yīng)用畢竟還比較少，還不能實現(xiàn)鉆探效率高的水平，導(dǎo)致進(jìn)行地質(zhì)狀況復(fù)雜的鉆探時，經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題，影響了地質(zhì)資源的開采。

（二）繩索取心鉆探技術(shù)

繩索取心是一種不提鉆取心的技術(shù)?；驹砣缦拢寒?dāng)巖礦心灌滿巖心管，或者巖礦心發(fā)生堵塞時，不用將樁內(nèi)鉆桿柱上升到地表面，可以直接使用繩索和相關(guān)打撈工具從桿柱理念將巖礦心容納管取上來。進(jìn)行實際作業(yè)時，只有對鉆頭磨損狀況進(jìn)行檢查的時候，才需要提升全部的鉆桿柱。繩索取心鉆探技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提升鉆進(jìn)效率，還可以縮短鉆進(jìn)時間，同時還減少了鉆探機械在工作中的磨損，降低了鉆桿柱沖洗液對孔壁的沖擊力，讓孔內(nèi)安全得到了保證。金剛石繩索取心鉆進(jìn)方法目前已經(jīng)得到了較多的使用，但是市場面還沒有正式進(jìn)行推廣應(yīng)用。雖然金剛石繩索取心鉆進(jìn)方法得到了很多人員的認(rèn)可，但是在惡劣環(huán)境下進(jìn)行工作的時候，對鉆具壽命依然有很大影響，直接影響了了鉆探施工管理水平，在實際操作中應(yīng)用得比較少。

（三）液動潛孔錘鉆探技術(shù)

液動潛孔錘鉆探技術(shù)具有堅硬、致密等特點，常用于脆性地層鉆進(jìn)中，極大地提升了鉆進(jìn)效率。因為此種技術(shù)是在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)基礎(chǔ)上通過增加液動錘而實現(xiàn)的，在進(jìn)行鉆進(jìn)時，必須對設(shè)備的緊固件松緊情況進(jìn)行檢查。當(dāng)液動潛孔錘鉆探技術(shù)應(yīng)用于大直徑、潛孔等施工環(huán)境時，可以同時聯(lián)合減震穩(wěn)流平壓的空氣室操作，這種方式對液動潛錘性能的穩(wěn)定具有很大作用，同時還可以保護(hù)泥漿泵和地面設(shè)備。液動錘可以在含量較多的固相和微粒泥漿環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)轉(zhuǎn)動，所以必須使用質(zhì)量較好的高質(zhì)量泥漿。如果泥漿質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，不僅造成了液動潛孔錘的內(nèi)部零件損壞，還會阻礙液動錘的正常作業(yè)。進(jìn)行操作的時候，泥漿必須保證含沙量低、粘度密度低、潤滑性能好。泥漿材料必須具有低粘、低密度、低失水、高潤華性。進(jìn)行直徑液動錘鉆進(jìn)的時候，還應(yīng)該及時觀察泥漿的凈化工作，可以使用凈化設(shè)備或者沉淀的方法進(jìn)行操作，除此之外，還要在泥漿泵的蓮蓬頭位置設(shè)置過濾裝置。

（四）組合鉆探工藝

組合鉆探工藝是一種將空氣循環(huán)連續(xù)取樣和水利反循環(huán)結(jié)合的新技術(shù)，與空氣反循環(huán)連續(xù)取樣原理一樣，但是此種技術(shù)主要以液體作業(yè)循環(huán)介質(zhì)，使用連續(xù)取柱狀巖心方式鉆進(jìn)，可以結(jié)合金剛石繩索、空氣反循環(huán)等的優(yōu)點，具有取心質(zhì)量好、勞動強度低等特點，但是與反循環(huán)鉆探技術(shù)相比，鉆進(jìn)效率比較低下，而且不能及時了解鉆地層的結(jié)構(gòu)。此種技術(shù)經(jīng)常使用于干旱缺水、取心艱難的地質(zhì)勘查中。該技術(shù)自推廣以來，率先在青海、新疆等地區(qū)得到應(yīng)用，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以將操作效率提升5倍以上，同時降低了成本。此種技術(shù)在國內(nèi)地質(zhì)鉆探中具有很好的應(yīng)用前景。

（五）新型節(jié)水鉆探技術(shù)

新型節(jié)水鉆探技術(shù)經(jīng)常使用于干旱地區(qū)或者地質(zhì)層深部有水的鉆探中，在工作柱塞反復(fù)運動和驅(qū)動力孔內(nèi)節(jié)水鉆具等的作業(yè)工作，不接觸孔壁，不耗費水資源，具有鉆探效率高、節(jié)省水資源的特點。在此種技術(shù)的廣泛使用下，解決了干旱地區(qū)寶貴的水資源，降低了作業(yè)人員的勞動強度，而且此種技術(shù)應(yīng)用到漏失鉆探孔中，不用填充堵漏料，減少了對環(huán)境產(chǎn)生的污染。該技術(shù)已經(jīng)在山西、河南、內(nèi)蒙等地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用。經(jīng)過應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，此種技術(shù)可以節(jié)省85%的地表水，將鉆探速度提高15%，而且減輕了鉆探人員的勞動強度，保護(hù)了環(huán)境，可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的快速增長，現(xiàn)階段很多鉆探技術(shù)都不能滿足社會發(fā)展的需求，在長時間的使用中，經(jīng)常出現(xiàn)很多弊端，對我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了很大影響。從我國目前鉆探技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，目前最重要的就是提升地質(zhì)鉆探的效率。本文主要分析了地質(zhì)鉆探中比較常用的幾種技術(shù)，進(jìn)行推廣的時候，地質(zhì)鉆探使用人員可以根據(jù)地質(zhì)鉆探的條件和鉆探技術(shù)的發(fā)展不斷更新，同時還可以借鑒西方技術(shù)，促進(jìn)我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展。

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中圖分類號：P62

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A