地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展與探討

趙艷利 高興文

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來越大，在這種需求的影響下，我國礦產(chǎn)資源的勘查工作得到了快速的發(fā)展，并且在核心技術(shù)層次取得了巨大的進(jìn)步。由于我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究起步較晚，與其他發(fā)達(dá)國家相比尚且存在一定的距離，要想在未來的發(fā)展中獲得技術(shù)層次的突破，就需要相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行更加深入的研究。本文從地質(zhì)鉆探技術(shù)的實(shí)用意義進(jìn)行研究，對(duì)其發(fā)展?fàn)顩r予以合理的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作帶來參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探技術(shù);礦產(chǎn)資源;發(fā)展前景

引 言

如今，世界各國的資源緊缺成為公認(rèn)的問題，為緩解這一嚴(yán)峻的局勢(shì)，各國加大了對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究力度，對(duì)中國而言，由于幅員遼闊，各類地勢(shì)的因素差異巨大，地質(zhì)鉆探任務(wù)更加間距。作為聞名于世的古代鉆探發(fā)源地，中國目前的地質(zhì)鉆探技術(shù)正在向現(xiàn)代化的方向邁進(jìn)，即使與其他發(fā)達(dá)國家仍然存在差距，但在未來的幾年發(fā)展中，必然趕超其他國家。近年來，我國地質(zhì)勘探部門吸收國外成功經(jīng)驗(yàn)，不斷發(fā)掘自身的地質(zhì)鉆探潛力，致力于開發(fā)新的地質(zhì)鉆探技術(shù)，不畏艱難的進(jìn)行深入改革，開拓未知的技術(shù)領(lǐng)域，努力將我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)推向更高的層次。

一、地質(zhì)鉆探技術(shù)的實(shí)用意義

地質(zhì)鉆探技術(shù)至今已經(jīng)具有非常長遠(yuǎn)的發(fā)展歷程，對(duì)人們的生活、社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用，人們依靠地質(zhì)鉆探技術(shù)來認(rèn)識(shí)自然資源、開采自然資源，也依靠地質(zhì)鉆探技術(shù)研究更多的地質(zhì)情況。我國國土面積較大，各類礦產(chǎn)資源十分豐富，但由于地勢(shì)復(fù)雜，技術(shù)人員需要依靠地質(zhì)鉆探技術(shù)來勘探資源的可開采性。在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，國家綜合實(shí)力也體現(xiàn)在自然資源的富有程度，而地質(zhì)鉆探技術(shù)為國家的資源開采提供了重要的技術(shù)支持，所以說，地質(zhì)鉆探技術(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展是非常重要的。目前，我國的礦產(chǎn)資源已經(jīng)呈現(xiàn)出供應(yīng)不足的問題，這是由于國內(nèi)的資源可利用量僅占30%，尚有更多的資源待后人開采，但地質(zhì)鉆探技術(shù)的水平提升到一定程度之后才能開采剩余的自然資源，為支持國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，緩解資源緊張問題，有關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員要深入鉆研核心技術(shù)，迎合時(shí)代發(fā)展的需求，使地質(zhì)鉆探技術(shù)在未來的資源開采中發(fā)揮出更大的作用。

二、地質(zhì)鉆探技術(shù)的相關(guān)工藝

（一）多工藝空氣鉆進(jìn)。在干燥缺水地區(qū)中使用空氣或泡沫作為循環(huán)介質(zhì)，應(yīng)用氣舉反循環(huán)、雙壁鉆桿反循環(huán)等工藝的空氣鉆進(jìn)，其中包括常規(guī)潛孔錘、貫通式反循環(huán)潛孔錘等多種形式。潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)在我國的金礦勘查中應(yīng)用較為廣泛，或是在水井、錨桿孔等挖掘工作中得以應(yīng)用。

（二）定向鉆進(jìn)。利用地層自然規(guī)律與簡易偏斜楔打初級(jí)定向孔，在上世紀(jì)80年代時(shí)，我國開始應(yīng)用液動(dòng)螺桿鉆進(jìn)行精密的定向孔施工操作，于上世紀(jì)90年代利用定向鉆進(jìn)技術(shù)開展采鹵對(duì)接孔的使用。除地質(zhì)勘察工作以外，定向鉆進(jìn)技術(shù)還可用于水井等方面的鉆探施工。

（三）液動(dòng)錘鉆進(jìn)。這種鉆進(jìn)技術(shù)又稱為“沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)”，在上世紀(jì)60年代時(shí)開始研究該項(xiàng)技術(shù)，在80年代向?qū)嵺`工作中推廣這項(xiàng)技術(shù)，液動(dòng)錘鉆進(jìn)技術(shù)在硬巖層中的應(yīng)用能夠提升鉆進(jìn)速度，能夠有效的防止孔斜問題，一般的液動(dòng)錘直徑范圍在35mm-150mm之間，常被應(yīng)用于地表孔的孔內(nèi)勘查工作，現(xiàn)如今常使用的方式是將液動(dòng)錘與繩索取心相結(jié)合，并且研制了不提鉆換鉆頭形式的鉆具。

（四）繩索取心鉆進(jìn)。這項(xiàng)技術(shù)在上世紀(jì)70年代開始研究，常用于地表的坑內(nèi)勘查工作，該項(xiàng)技術(shù)采用摩擦焊及等離子焊接接頭來完成鉆孔工作，國產(chǎn)的合金鋼管強(qiáng)度較高，其中包含錳、釩、硼等元素，最深鉆孔深度達(dá)到2503m。

（五）金剛石鉆進(jìn)。這項(xiàng)技術(shù)在上世紀(jì)60年代時(shí)開始研究，于70年代得到了大范圍的使用，目前常見的鉆頭有人造金剛石孕鑲鉆頭，還有聚晶鉆頭等。上世紀(jì)60年代我國研究部門成功研制出人造金剛石，現(xiàn)在已經(jīng)具備年產(chǎn)1.75億ct生產(chǎn)能力。聚晶鉆頭在卡邦金剛石合成工藝的基礎(chǔ)上取得了重要的技術(shù)突破。在鉆頭制造方面，除了常見的浸漬法及熱壓法以外，還可以應(yīng)用低溫電鍍法或真空燒結(jié)法。

三、地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展情況

（一）地質(zhì)鉆探技術(shù)的國內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)。國內(nèi)資源緊缺的問題會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)產(chǎn)生一定的影響，社會(huì)大眾逐漸對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究重視起來，目前我國政府有關(guān)部門對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)的新研究取得了更多的突破，并促使地質(zhì)鉆探技術(shù)在我國社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展中起到了重要的支持作用。現(xiàn)在國內(nèi)有關(guān)地質(zhì)鉆探工作中所使用的技術(shù)多數(shù)來自于上世紀(jì)80年代研發(fā)的一些技術(shù)，這些技術(shù)在當(dāng)代社會(huì)仍能應(yīng)用，但卻稍顯落后，如金剛石鉆進(jìn)技術(shù)所使用的設(shè)備多數(shù)是技術(shù)人員從廠家購買，雖然金剛石鉆進(jìn)的技術(shù)在我國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)用方式相對(duì)成熟，但對(duì)于復(fù)雜地形中的應(yīng)用仍無可避免的會(huì)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致事故頻發(fā)，這都是由于技術(shù)落后所帶來的問題。近年來，我國政府部門對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究項(xiàng)目提供了更加全面的政策扶持，創(chuàng)造了良好的研究條件，使技術(shù)人員能夠?qū)Ｐ难芯考夹g(shù)的核心內(nèi)容。就發(fā)展趨勢(shì)而言，我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，與發(fā)達(dá)國家相比并未同速，主要表現(xiàn)為復(fù)雜地形的鉆探問題較多、深孔鉆進(jìn)能力較弱、需要資金投入較大。若要解決這些問題，有關(guān)部門還需加大對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)核心技術(shù)的研究力度，將外國成熟的經(jīng)驗(yàn)引入國內(nèi)研究中使用，從而縮小國內(nèi)與國外的差距，提升地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展速度。

（二）地質(zhì)鉆探技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢(shì)。（1）我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，舊技術(shù)應(yīng)用中所存在的漏洞與缺陷逐漸為人們所重視，就此情況來分析，地質(zhì)鉆探技術(shù)在未來的發(fā)展中仍以提升工作效率為主，將地質(zhì)鉆探技術(shù)向機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，針對(duì)不同地層的地質(zhì)鉆探技術(shù)研究有待創(chuàng)新與完善。（2）我國有關(guān)部門需要大力推廣地質(zhì)鉆探技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，向其他領(lǐng)域推廣地質(zhì)鉆探技術(shù)是該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展方向之一。（3）對(duì)于地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究要從鉆頭及鉆具等方面出發(fā)，在機(jī)械設(shè)備方面進(jìn)行深層的研究，在提升機(jī)械水平的基礎(chǔ)上推動(dòng)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展是非常有效的。（4）我國西部地區(qū)的礦產(chǎn)資源較多，但由于西部地區(qū)自身地質(zhì)條件的限制，大量的礦產(chǎn)資源難以被開發(fā)，因而給當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)鉆探工作帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在未來的發(fā)展中，西部地區(qū)的礦產(chǎn)資源開采工作必然成為地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域，全面勘查我國西部地區(qū)的礦產(chǎn)資源，將成為地質(zhì)鉆探技術(shù)研究的“試金石”。

結(jié)束語

就目前我國地質(zhì)鉆探技術(shù)的研究來說，無論是技術(shù)層次還是相關(guān)設(shè)備，都與發(fā)達(dá)國家之間有所差距，然而我國的研究人員從未停止對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)的深入鉆研，這種差距也正在快速的縮小，相信在未來的發(fā)展中，我國地質(zhì)鉆探技術(shù)將趕超發(fā)達(dá)國家，躋身于世界的前列。同時(shí)，研究人員要重視技術(shù)與設(shè)備的綜合性研究，既要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)又要改良設(shè)備，提升地質(zhì)鉆探的速度，降低地質(zhì)鉆探的成本，使地質(zhì)鉆探工作成為礦產(chǎn)資源開采的核心力量，那么我國的經(jīng)濟(jì)水平也將得到相應(yīng)的提升。我國一直重視對(duì)能源的開采保護(hù)，地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用不僅會(huì)對(duì)開采能源帶來影響，更會(huì)對(duì)資源保護(hù)起到助益作用。

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作者簡介：趙艷利（1976—），男，漢族，吉林通化人，探礦工程專業(yè)，工程師。主要從事鉆探工程施工和鉆探工藝研究。

高興文（1975—），男，漢族，吉林樺甸人，探礦工程專業(yè)，工程師。主要從事鉆探工程施工和鉆探工藝研究。