地質(zhì)鉆探技術與實踐分析

曾廣濤

云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局816隊

摘要：社會的發(fā)展和科學技術的進步，對資源和土地提出了更高的要求，所以，地質(zhì)鉆探技術對國民經(jīng)濟發(fā)展有重大的促進作用。地質(zhì)鉆探技術的提高，解決了當今社會在發(fā)展過程中出現(xiàn)的資源短缺問題，對人類可持續(xù)發(fā)展有著深遠的意義。地質(zhì)鉆探技術是取得地下實物資料、驗證地下信息并作出判斷，最后圈定礦體，評估品位的技術手段。鉆探技術是實現(xiàn)了宏觀影響大成果的支撐。我國的鉆探技術雖然跟國外先進水平有差距，但是經(jīng)過長期經(jīng)驗的積累和發(fā)展，也取得了一定的成果。本文分析一下地質(zhì)鉆探技術和實踐。

關鍵詞：地質(zhì)；鉆探技術；實踐

跟隨世界各國對礦物和金屬越來越大的需求，全球固體礦物采礦投資增長了20%，說明了鉆探技術的重要性。國外的地質(zhì)鉆探技術并沒有根本性的突破，普遍都是用口徑小的金剛石繩索取芯鉆探技術，然后如果有不同的礦種或者不同的情況，再輔佐其他的鉆探技術。我國的鉆探技術雖然和國外的先進技術有差距，但是經(jīng)過中國專業(yè)人員的研究和實踐，已經(jīng)有了很大的發(fā)展，取得了不錯的成果，已經(jīng)有了一套具有國際先進水平的硬巖深井科學鉆探技術體系。而研制的螺桿馬達、液動錘和金剛石的結合，屬于世界首創(chuàng)，在國際中占據(jù)重要的地位，是先進的技術。

一、鉆探技術及其現(xiàn)狀

地質(zhì)鉆探技術歷史悠久，也是人類賴以生存的重要技術，我國的地理環(huán)境，廣闊又復雜，同時也存儲著大量的礦產(chǎn)資源，而且資源種類很多。研發(fā)先進的鉆探技術是促進我國科技和社會進步的基礎。地質(zhì)鉆探技術包含的內(nèi)容非常廣泛，對國民經(jīng)濟能夠起到促進的作用，人類的發(fā)展跟鉆探技術是不可分割的，鉆探技術的提升，就是提升社會經(jīng)濟。

目前，我國資源短缺的問題制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展，所以，地質(zhì)鉆探技術越來越受到重視，地質(zhì)鉆探技術新技術、新項目的開發(fā)，使地質(zhì)鉆探技術進入了一個新的時期。但是實踐中的鉆探技術并非如此[1]。當前最先進的金剛石繩索鉆探取芯法，在國內(nèi)還沒有得到廣泛的普及，而且雖然一些其他的技術投入使用，但是實踐中沒有想象中大范圍的推廣使用。

二、鉆探技術的分析

（一）多工藝空氣鉆進技術和定向鉆井技術

多工藝空氣鉆在干旱地區(qū)應用很廣，可利用空氣、泡沫等物質(zhì)作為循環(huán)的介質(zhì)，潛孔錘在我國金礦的勘察中以及非開挖鋪設管線的施工中的到廣泛的利用，而且效果非常好。在實踐中，定向鉆進除了廣泛的運用到了礦產(chǎn)開發(fā)中，還用在水井、坑內(nèi)鉆探等工作中。

（二）液動錘鉆進技術

液動錘鉆進技術也被稱為液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術，重要是應用在硬巖層中，可以提高地質(zhì)工程的鉆進速度，效果非常明顯。這個技術防止孔斜效果也很好，液動錘的直徑在35-150mm之間，所以經(jīng)常用在地表孔和坑內(nèi)勘察孔工作中[2]。

（三）繩索取芯鉆進技術

繩索取芯鉆進技術，經(jīng)常用在地表、坑內(nèi)的地質(zhì)勘查鉆孔的工作中，采用的設備是摩擦焊和等離子焊接頭，還有國產(chǎn)的650N級高強度低合金鋼管，可以實現(xiàn)2503米的鉆孔深度，有效的提高了鉆探的速度和取芯質(zhì)量。

（四）金剛石鉆進技術

地質(zhì)工程中用到的鉆頭種類很多，有人造金剛石孕鑲鉆頭，聚晶鉆頭還有天然金剛石鉆頭，這些鉆頭使用量大，應用也很廣泛。國內(nèi)鉆頭制作包括浸漬法和熱壓法的鉆頭，還有使用了低溫電鍍和真空燒結法的鉆頭，同時還開發(fā)了震動鉆進、水力噴射和沖擊反循環(huán)鉆進技術，效果也很好。

三、地質(zhì)鉆探技術的實踐分析

對于地質(zhì)鉆探技術的實踐，本文會舉兩個例子來進行描述分析。

（一）烏深1井的實踐分析

烏深1井在河北省南皮縣烏馬營鎮(zhèn)。主要的任務是探查烏馬營鎮(zhèn)潛在山構造帶。本井為四開井，底層復雜，穿過多個不同的壓力層系。

1、優(yōu)化井身結構。為了使井身結構更加的科學合理，專家經(jīng)過研究在本來的兩套設計方案中，選取了其中一套。選取的方案存在著大尺寸井眼裸眼井段長、成本高，機械鉆速低等困難，因此在井身結構中留了一層儲備套管，應付狀況的出現(xiàn)。

2、提高大尺寸井眼的機械鉆速。烏深1井的全井平均機械鉆速為1.51m/h，全井共用660.4mm舊牙輪一只，444.5mm牙輪鉆頭17只，311mm鉆頭38只，215.9mm牙輪鉆頭3只[3]。影響機械鉆速的主要因素是鉆頭類型和鉆井參數(shù)還有水力作用。只有鉆頭類型和地層匹配得當，才能發(fā)揮其他因素。選擇材質(zhì)優(yōu)良的鉆頭類型，有利于聲波曲線確定巖石的可鉆性，合理的使用PDC鉆頭，在本井的三開井段使用了川克鉆頭廠生產(chǎn)的金系列鉆頭7只，效果很好。

3、鉆井液工藝技術。烏深1井自上而下根據(jù)所鉆地性特性的不同，設定了不同的體系。通過采用硅穩(wěn)定劑、加大磺化類處理劑用量、嚴格的控制高溫高壓、提高鉆井液的密度四個方面提高了硅基防塌鉆井液的防塌能力。

（二）對煤層氣鉆探技術的實踐分析

我國煤層氣鉆機的理論和技術研究不足，而且，煤層氣的開發(fā)很晚，設備借用的常規(guī)油氣鉆井設備，體積大而且成本高。結合我國煤層氣的資源狀況，要加強對煤層氣鉆井設備的理論和技術研究。

采用繩索取芯技術的注意事項。鉆進過程要注意，如果井斜度過大，就會對后期的割芯和取芯過程造成很大的影響，在鉆進的開始，就要保證鉆塔的安全，按照規(guī)定驚醒，鉆機的中心、鉆桿、井口在一條直線上，確保鉆機處于水平狀態(tài)。取芯過程中，保證井內(nèi)的清潔，加強對沖洗液的控制度，確保在取芯過程中，遇到的巖屑能夠排除，不然會對取芯造成影響。在鉆井場地準備好高密度鉆井材料，如果有井噴的情況發(fā)生，就及時的采取邊循環(huán)邊加重壓井法。

結語：

世界各國對能源的需求逐漸升高，一些常規(guī)能源已經(jīng)不能滿足社會的發(fā)展，所以，就要開采更多更好的資源，所以鉆探技術就顯得越來越重要，世界各國也致力于對鉆探技術的研究。地質(zhì)鉆探技術也一直是我國重視研究的技術之一，鉆探技術的發(fā)展是我國社會發(fā)展的支撐。

參考文獻：

[1]王興龍.解析資源勘探中地質(zhì)巖心鉆探技術的應用[J].江西建材，2014，（7）：221-221.

[2]陳兵.論地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術[J].黑龍江科技信息，2013，（24）：118-118.

[3]崔海龍，駱建文.有關地質(zhì)工程鉆探技術與工藝分析[J].赤子，2012，（12）：151.