地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究

程建文　田旭超

摘 要：社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，使地質(zhì)鉆探普遍進(jìn)入人們的生活，并對(duì)人們的生活產(chǎn)生了重大影響。當(dāng)前我國(guó)已開展許多地質(zhì)勘探作業(yè)，不僅促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還為地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)。本文主要研究地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，并將先進(jìn)的地質(zhì)鉆探技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，為研究人員提供思路，讓地質(zhì)鉆探技術(shù)更快發(fā)展。城市化進(jìn)程加快，地質(zhì)鉆探技術(shù)取得顯著進(jìn)步。但從當(dāng)前的勘查情況看來，比較淺的容易開采的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被很多開發(fā)商開發(fā)完畢，開采人員就要將開發(fā)目光轉(zhuǎn)向難度大的深礦區(qū)，這就需要開采人員結(jié)合地理知識(shí)，分析待開采地區(qū)的實(shí)際狀況，采用高新技術(shù)提高開采效率，充分保證開采安全。

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.083

0 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷增速，許多鉆探技術(shù)無法滿足社會(huì)發(fā)展的需要，長(zhǎng)期使用后，也會(huì)有很多不足暴露出來，這對(duì)我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著較大影響。就當(dāng)前我國(guó)鉆探技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r看來，提升地質(zhì)鉆探的工作效率是重中之重。文中主要介紹了地質(zhì)鉆探中常用的技術(shù)，在進(jìn)行設(shè)備更新和設(shè)備推廣時(shí)，操作人員可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件，不斷更新鉆探技術(shù)，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，更好地為我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)服務(wù)。

1 鉆探技術(shù)現(xiàn)狀

地質(zhì)鉆探技術(shù)是人類賴以生存的重要技術(shù)，其歷史久遠(yuǎn)，使用范圍廣泛。地質(zhì)鉆探為我國(guó)資源開發(fā)開采提供了詳細(xì)的地質(zhì)資料，對(duì)各類礦藏的開發(fā)利用起到了不可磨滅的作用。面積廣闊且地況復(fù)雜是我國(guó)地理環(huán)境的主要特點(diǎn)，地層中存儲(chǔ)著大量種類繁多的礦產(chǎn)資源。促進(jìn)我國(guó)科技和社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)就是研發(fā)先進(jìn)的鉆探技術(shù)。地質(zhì)鉆探技術(shù)的內(nèi)容十分豐富，能促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，鉆探技術(shù)的更新和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是息息相關(guān)的，相輔相成的，鉆探技術(shù)的提高自然有助于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

任何資源礦藏都是有限的，隨著我國(guó)資源儲(chǔ)量越來越少，環(huán)境保護(hù)逐漸加強(qiáng)，開采難度和開采要求也會(huì)越來越大，嚴(yán)重阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。地質(zhì)鉆探技術(shù)的改進(jìn)和開發(fā)，是應(yīng)對(duì)當(dāng)下開采困難這個(gè)難題的主要手段。新的地質(zhì)項(xiàng)目的開發(fā)，對(duì)于礦物開采和使用的人員來說，既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，地質(zhì)鉆探新技術(shù)的開發(fā)，讓地質(zhì)鉆探技術(shù)向一個(gè)全新的發(fā)展階段邁進(jìn)。實(shí)踐中的鉆探技術(shù)的更新并不是一帆風(fēng)順的，金剛石繩索鉆探取芯法，作為一個(gè)國(guó)際領(lǐng)先的鉆探，由于種種困難，目前并沒有在國(guó)內(nèi)普及。有時(shí)候越先進(jìn)的技術(shù)，迫于和成本和配套的設(shè)備技術(shù)等壓力，即使十分便捷高效，往往也會(huì)在推廣時(shí)遭遇瓶頸，引進(jìn)難度過大等問題使推廣面臨困境。

2 地質(zhì)鉆探技術(shù)的意義

地質(zhì)鉆探技術(shù)在人們進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)中涉及到比較多的領(lǐng)域，礦產(chǎn)資源位置的探測(cè)和地質(zhì)、地況信息的檢測(cè)和了解等都需要鉆探技術(shù)的幫助。地質(zhì)鉆探技術(shù)的合理運(yùn)用會(huì)有效提高生產(chǎn)效率，改善生產(chǎn)質(zhì)量。從宏觀的方面考慮，地質(zhì)鉆探技術(shù)能有力推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。微觀來看，人們的生活和地質(zhì)鉆探的相關(guān)技術(shù)聯(lián)系密切。我們當(dāng)前需要重點(diǎn)考慮的問題，是如何讓地質(zhì)鉆探技術(shù)與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程適應(yīng)，如何讓地質(zhì)鉆探技術(shù)滿足環(huán)保要求，不破壞生態(tài)平衡，服務(wù)目前和今后的礦藏開發(fā)，適應(yīng)我國(guó)目前的環(huán)境狀況。地質(zhì)鉆探技術(shù)能夠適應(yīng)新的要求，趕上人類前行的步伐，是地質(zhì)鉆探的重要任務(wù)。

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

3.1 鉆探方法的發(fā)展趨勢(shì)

目前我國(guó)鉆探方法已經(jīng)無法適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，其自身的缺點(diǎn)也就明顯暴露出來。我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展，就是如何提高鉆探效率，減少工人施工強(qiáng)度，提升鉆探的深度和廣度，如何提高鉆探設(shè)備能力和改進(jìn)提高目前鉆探工藝，嘗試?yán)米罡咝实你@探手段。我國(guó)地質(zhì)鉆探方應(yīng)該積極探索，不斷開發(fā)新的鉆探手段。

3.2 地質(zhì)鉆探設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)地質(zhì)鉆探工作越來越深入，表層和淺層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)十分匱乏，當(dāng)下階段和未來主要進(jìn)行深層鉆探。傳統(tǒng)的鉆探設(shè)備已經(jīng)難以適應(yīng)地質(zhì)勘探工作進(jìn)展。為了提高作業(yè)效率適應(yīng)深層鉆探的需要，還需研發(fā)更高強(qiáng)度的鉆探設(shè)備，解決深部鉆探需要解決的相關(guān)問題，和一機(jī)多用的新型設(shè)備來適應(yīng)不同的鉆探環(huán)境。地質(zhì)鉆探也會(huì)根據(jù)某種具體的需求開發(fā)鉆探設(shè)備，進(jìn)而研發(fā)一整套的配套設(shè)備。

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

地質(zhì)鉆探技術(shù)主要應(yīng)用探明地下地質(zhì)情況，礦藏的埋藏深度和厚度，巖芯樣品的化驗(yàn)分析，目的層開發(fā)和開采工作，針對(duì)西部地區(qū)的深層礦物質(zhì)的開采貢獻(xiàn)更為明顯?，F(xiàn)如今，地質(zhì)鉆探技術(shù)正在拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。不僅僅限于地質(zhì)找礦，比如煤層氣和非常規(guī)天然氣的開發(fā)利用，水源地?zé)峋梅矫?，相信在不久的將來，地質(zhì)鉆探技術(shù)的服務(wù)對(duì)象和服務(wù)范圍也會(huì)越來越廣。

4 地質(zhì)鉆探技術(shù)的運(yùn)用狀況

我國(guó)使用地質(zhì)鉆探技術(shù)的時(shí)間短，跟發(fā)達(dá)國(guó)家相比較差距還不小。經(jīng)過不斷地改進(jìn)和探索，我國(guó)目前廣泛使用的是機(jī)械和液壓鉆機(jī)，整體設(shè)備和工藝已逐漸不能滿足目前的整體發(fā)展趨勢(shì)，采用更加完善的鉆探工藝和采用先進(jìn)的鉆探設(shè)備迫在眉睫。按鉆探的方法分主要是回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)，還有回轉(zhuǎn)和沖擊鉆進(jìn)；按照循環(huán)液循環(huán)方式還可分為正循環(huán)和反循環(huán)鉆進(jìn)；按照地質(zhì)要求可分為取芯鉆探和不取芯鉆探。在鉆探技術(shù)方面，我國(guó)還沒有形成十分先進(jìn)的工藝和技術(shù)水平。

下面就地質(zhì)鉆探中常用的幾種技術(shù)展開分析。

4.1 反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)引領(lǐng)了鉆探技術(shù)的革命，是一種全新的鉆探技術(shù)工藝。按照循環(huán)介質(zhì)不同，分為水（或泥漿）循環(huán)和空氣循環(huán)兩種。他的循環(huán)方式和正循環(huán)相反，泥漿或者空氣通過鉆具環(huán)空到達(dá)鉆孔底部，經(jīng)過鉆頭通過鉆具內(nèi)返到地表，進(jìn)行地質(zhì)鉆探的時(shí)候，既可以單獨(dú)使用某種鉆探工藝技術(shù)，也可以根據(jù)地層結(jié)構(gòu)結(jié)合使用兩種或者以上鉆探工藝和方法。反循環(huán)鉆探技術(shù)具有循環(huán)速度快，鉆探效率高，有利于保護(hù)地層的特點(diǎn)。空氣循環(huán)技術(shù)具有循環(huán)效率高、成本低等特點(diǎn)，適用于干旱地區(qū)鉆探施工。

4.2 繩索取心鉆探技術(shù)

應(yīng)用繩索取心鉆探技術(shù)工藝減少了起下鉆具的時(shí)間，能有效縮短鉆探時(shí)間，進(jìn)而提高鉆探效率。主要應(yīng)用于各種對(duì)于巖芯采取率要求較高的鉆孔或者是有些參數(shù)井的巖芯樣的特別要求。常規(guī)的鉆探工程中實(shí)際應(yīng)用不是很廣泛，主要是工藝較為復(fù)雜其應(yīng)用起來還是較為繁瑣和成本較高，缺點(diǎn)是回次進(jìn)尺受限制。在惡劣環(huán)境下進(jìn)行工作的時(shí)候，對(duì)鉆具壽命依然有很大影響，會(huì)直接影響鉆探施工管理的整體水平，因此這種操作技術(shù)在實(shí)際操作中應(yīng)用得并不多。只有在地質(zhì)條件較好的情況下，這種鉆探技術(shù)才能發(fā)揮它的最大價(jià)值，因此鉆探人員對(duì)于繩索取心鉆探技術(shù)還是比較認(rèn)可的，只是這種鉆探技術(shù)本身對(duì)環(huán) 境的要求比較高，也就不適合在復(fù)雜地況的惡劣環(huán)境中使用。

4.3 新型節(jié)水鉆探技術(shù)

新型節(jié)水鉆探技術(shù)經(jīng)常在干旱地區(qū)或者地質(zhì)層深部有水的地區(qū)使用，在作業(yè)中不接觸孔壁，不浪費(fèi)水資源，因此具有鉆探效率高、節(jié)省水資源的特點(diǎn)。廣泛使用這種技術(shù)，能有效面對(duì)干旱地區(qū)水資源缺乏的狀況，減少作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，這種技術(shù)還會(huì)避免環(huán)境污染。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，現(xiàn)階段我國(guó)鉆探技術(shù)還不完善。我們想要在地質(zhì)鉆探技術(shù)方面獲得突破，最關(guān)鍵的就是提高鉆探的效率。我國(guó)需要加大新技術(shù)的推廣和普及，對(duì)于不同的使用條件和不同的地層勘探技術(shù)，也要不斷的進(jìn)行完善，這樣才能使我國(guó)的地質(zhì)鉆探技術(shù)才能更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐勇.地質(zhì)鉆探技術(shù)的安全管理探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018（24）：236-237.

[2]尚超.地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦技術(shù)的分析[J].世界有色金屬，2018（17）：77+79.

[3]郝智光.地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究[J].中國(guó)煤炭地質(zhì)，2018，30（S2）：53-54+65.

[4]吳越琛.地質(zhì)工程鉆探技術(shù)及工藝探討[J].世界有色金屬，2018（12）：251-252.

作者簡(jiǎn)介：程建文（1973-），男，陜西戶縣人，本科，鉆探中級(jí)，研究方向：工程技術(shù)和工程管理。