地質鉆探技術與應用研究

王延英

摘 要：隨著我國經濟發展的速度不斷加快，當前的鉆探技術難以適應社會發展的需求，而其暴露的問題也越來越多。針對這種情況，建議重點工作應當提升鉆探的效率。為此，結合相關工作經驗，探究了地質鉆探技術與應用的相關課題。一方面可以與同行進行有關的交流，另一方面也希望得到相關讀者對研究不足的批評和指導。

關鍵詞：地質鉆探技術；地質工程；反循環式鉆探技術；繩索取心鉆探技術

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672 3198.2016.22.101

地質鉆探技術屬于學科技術，具有較強的復雜性。在中國，地質鉆探技術發展歷史很久遠，很早以前就開始大范圍的應用。我國土地遼闊，礦產資源種類很多，儲量也是巨大的。我國的領土面積位居世界第三，擁有大量的資源，實行改革開放之后，更加注重地質勘探工作，積極開發礦產，更好的促進了國內經濟發展，從而也推動了社會的進步。最近幾年，中國的現代化建設步伐越來越快，這也帶動了工程地質鉆探技術的深入發展。就如今來說，社會經濟的發展是離不開礦產資源的支撐的，現階段，大部分處于淺層而且易開采的礦產都被開發了，余下的都是處于深層、地質復雜、很難開采的礦產資源，或者是開采難度非常大的礦產，在探測開采這類礦產資源時，不但要根據有關的理論知識，還要實地研究和實驗鉆探技術。這就對地質鉆探技術工藝和設施提出了更高的要求，需要提高地質鉆探技術的應用效率，確保鉆探技術的安全使用，合理控制實施鉆探技術時的成本，只有這樣，才能最大程度的保證地質鉆探的質量。

1 簡單概述地質鉆探技術

在人們的生產活動當中，很多方面都會應用到地質鉆探技術，例如勘察礦產資源以及收集地質狀況信息等等。對于巖土工程勘探來說，地質鉆探工作是很關鍵的一部分。鉆探工作的施工過程，會受到鉆探技術、鉆探設施以及鉆探工藝的重要影響，從某種程度上來說，上述因素決定了工程的工期以及質量。在鉆探作業的事前準備階段，必須要結合當地的地質條件，合理的選擇施工設備，同時還要應用最新的鉆探技術以及工藝流程，這樣有利于高質量的完成鉆探技術。在具體實施地質鉆探技術時，經常會遇到復雜的地質條件。舉個例子，某些地層取芯很困難，取芯鉆探之中孔壁不是很穩固，鉆孔漏水或者是滲水，這體現出鉆探技術在施工時常見的問題。如果鉆進中孔壁時，穩定性達不到要求，就會導致成孔十分困難，鉆進不能很好的運轉，取芯成為一個難題，巖芯的采用率不能滿足地質的需要。所以，為了提高巖土工程勘探的質量，必須要重視地質勘探取芯率和鉆孔成孔這兩個方面。

2 鉆探技術在地質工程當中的重要作用

我國是世界上的領土大國，擁有眾多的人口數量，從某種意義上來說，會導致礦產資源的緊缺，這種情況會給國內的經濟建設和國民經濟收入帶來嚴重的影響，因此也引起了國家領導人以及政府的更多關注。中國通過有關的文件，進一步規定了地質工程工作，同時也明確了此項工作的主要任務，其中最為關鍵的任務是“突出能源礦產勘查”和“加強非能源重要礦產勘查”。在地質工程領域，政府提供大量的資金支持，不但有正在實行的國土資源大調查專項基金，還有剛剛開啟的地質勘查基金和危機礦山接替資源找礦專項基金。在部分地區，還存在地方和個人尋找礦產資源的現象，并且這種勢頭一直不減，愿意在這個方面投入大量的資金。最近幾年，地質工程工作得到了快速的發展，地質鉆探作業的工作量也持續上升，在個別省份地區，鉆探作業工作量年均超過了幾十萬米。通常來說，鉆探項目的資金主要來自于幾個方面，分別是中央財政補貼、地方財政補貼、省資源補償費、國土資源大調查、市場項目以及礦產資源補償費等。隨著鉆探工作量的不斷上升，對于鉆探技術和鉆探設備有了更多的需求。對于我國目前來說，最需要解決的問題就是使地質鉆探技術符合國內現階段的實際環境。就現如今來說，人們所面臨的新情況，就是探索地質鉆探技術如何才可以適應新形勢的需要，跟上社會發展的腳步。

3 目前工程地質鉆探技術的運用情況

世界上有很多發達國家擁有最新的鉆探技術，和他們比較起來，我國的工程地質鉆探技術具有一定的滯后性。在利用鉆探技術進行施工時，經常會用到的巖心鉆機是立軸式的，這款機型設計完成于二十世紀八十年代左右。而就目前來說，主要是應用從國外進口的全液壓動力頭鉆機，現階段，中國也開始進一步研究開發此類產品，并且投向了市場，不過卻還沒有實現大范圍的推廣使用，目前的市場上僅有很少的鉆機具有鉆深的功能，相關的市場還有待成熟。從鉆探工藝的角度來說，有不少先進的鉆進工藝方案僅僅在小范圍內適用，還需要進一步的推廣。

3.1 反循環式鉆探技術

對于地質鉆探技術來說，反循環的鉆探技術屬于目前比較新的鉆探技術。地質鉆探界將反循環的鉆探技術看成是鉆探技術的重大變革。反循環鉆探技術包括水利反循環以及空氣反循環，這種技術可以通過上述兩種方法在一個鉆孔中應用一套鉆具，進行鉆進的轉換。其中空氣反循環具有較高的效率且不需要較大的成本，主要適用于干旱的地區。而水利反循環在取芯方面比較好，及時的判層有利于節省時間。在實際操作當中，可以結合地層的現實條件，將兩種鉆探方法結合起來使用，也可以單獨的使用空氣反循環鉆進或者是水利反循環鉆進，其對于國土資源調查來說，發揮著巨大的作用。利用空氣反循環取樣鉆進這個辦法效率是很高的，且不需要太多的成本，不過就目前來說，這種方法并沒有被有關的地質工作人員所認可，因此也不可能大范圍的推廣開來。現階段，在運用地質施工鉆探技術時，所采用的某些技術還處于二十世紀八十年代的水平。由于我國目前地質工程當中，鉆探技術水平還是比較落后的，因此地質工程鉆探工作的效率以及效果都沒有達到一定的要求，具體來說，主要表現為臺月效率不高，在某些復雜地層進行鉆進時，存在很多的問題，嚴重缺乏對深孔進行鉆進的能力，鉆進的成本很高等。由于存在上述這些問題，就導致鉆探技術應用在地質工作當中時不能發揮出應有的作用。

3.2 繩索取心鉆探技術

繩索取心這種鉆探技術不提鉆取心，它的工作原理是：用巖心管填滿巖礦心，或者是在巖礦心發生堵塞時，不必把孔內的鉆桿柱提到地表，而只需要通過專用繩索和打撈工具將巖礦心的容納管從鉆桿柱里取上來。在具體的操作當中，鉆頭僅僅是在需要更換或者是檢查磨損度的時候，才有必要將鉆桿柱全部提升。繩索取心鉆探技術可以縮短升降鉆具的時間，從而為純鉆進爭取了更多的時間，從而使鉆進更有效率。同時，還可以降低鉆探機械的升降系統磨損以及動力損耗，也可以減弱升降鉆桿柱沖洗液給孔壁帶來的沖擊，從而保證孔內的安全性。金剛石繩索取心鉆進這個辦法應用在很多方面，但是并沒有真正的普及開來。雖然液動錘鉆進這種手段有很多優勢，也得到了大多數人的認可，不過這種手段如果在環境惡劣的情況下使用，鉆具的壽命和可靠性存在問題，從而會影響到鉆探現場勘測和施工管理水平，因此，在地質工程鉆探當中，很少應用這種手段。在鉆探時，更換鉆頭有很好的效果，不過在實際當中，運用的也不多。

4 結束語

我國的經濟一直保持著飛速發展的狀態，中國現階段所擁有的鉆探技術，越來越不能滿足新形勢下的需要，某些不完善的地方也逐漸的顯現出來。就目前的形勢來看，中國想要在地質鉆探技術方面獲得突破，最關鍵的就是提高鉆探的效率。目前世界上多個國家在地質鉆探施工當中，通常都會使用金剛石繩索鉆探取心法，因此我國也需要加大推廣以及普及的力度，同時，針對那些不同的使用條件和不同的地層勘探技術，也要不斷的進行完善，對于中國來說，需要積極吸收西方發達國家地質工程鉆探技術的先進理念，只有這樣，我國的地質工程鉆探技術才能跟得上世界的發展潮流，進一步的發展下去。

參考文獻

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