礦山地質(zhì)鉆探取樣技術(shù)方法研究

劉 鵬

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 昌吉 831100 )

鉆探是獲得地下實物資料、對策是通道進行建立，推斷和解釋地下地質(zhì)信息，并對礦體進行圈地，儲量計算、評估品位唯一的工程技術(shù)手段，是地質(zhì)勘探與找礦工作中非常重要的一種技術(shù)。

鉆探以及坑探和槽探等是鉆探工程的主要形式。通過鉆探不僅能夠有效的獲取各種樣品治療而且，能夠綜合物理測試等工作提供有效的通道[1,2]。

1 地質(zhì)鉆探技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查中的作用

基于鉆探工程能夠?qū)r心以及巖屑和地層流體等地下實物進行獲取。巖心的獲取，是在鉆探過程中利用鉆具在地下將巖體的實物給獲取出來，通過巖心能夠獲取豐富的地下地質(zhì)信息。由于碎巖的方法以及工具存在很大差異，造成的巖屑尺寸也大小不一，有的能夠達(dá)到30厘米左右，有的則在0.5厘米以下[3]。如金剛石地質(zhì)巖心鉆探就是如此，因巖屑過小，無法對構(gòu)造相關(guān)信息進行識別。而大的巖屑可以將礦物的微觀結(jié)構(gòu)以及其成分給充分的反映出來。能夠有效地識別地層的變化與鑒定巖礦等。

氣體以及液體是地層流體的主要形式，在沖洗液中通過專門的取樣器就能將其充分的分離出來。石油錄井則是利用連續(xù)監(jiān)測鉆井液，就可對地層中的流體性質(zhì)進行檢測分析，從而對油氣儲層進行判斷。鉆探過程中形成的鉆孔還可發(fā)揮測井的通道作用，有效的測量和觀察地層的具體情況，同時對于特種資源以及流體礦產(chǎn)和可溶性礦產(chǎn)的開采具有非常重要的作用。

2 國內(nèi)鉆探技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.1 金剛石繩索取心鉆進技術(shù)

鉆探工藝的不同所使用的設(shè)備也必須要與之相適應(yīng)。地質(zhì)勘探中鉆探設(shè)備起著非常重要的作用，對于整個勘探項目的效果有著至關(guān)重要的影響，同時對其成本的投入也影響很大?，F(xiàn)在我國的鉆探設(shè)備以及基本磨料方面還存在很多不足，多數(shù)勘探作業(yè)已讓運用比較落后的裝備以及方式來進行作業(yè)。無法適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展要求，給探礦事業(yè)的發(fā)展形成很大阻礙?，F(xiàn)如今隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，國內(nèi)在此方面也開展過大量的研制工作，通過技術(shù)攻關(guān)，目前已經(jīng)研制出效率高以及壽命長的繩索取芯金剛石鉆頭，這些鉆頭的應(yīng)用，可以為不同地層繩索取芯鉆進提供技術(shù)支撐，鉆頭質(zhì)量也獲得了很好的發(fā)展，同時壽命也大大延長，極大的促進了鉆探工作的發(fā)展。

2.2 液動潛孔錘鉆進技術(shù)及應(yīng)用

液動潛孔錘鉆進技術(shù)不僅可以進行回轉(zhuǎn)式鉆進，同時也可進行沖擊式鉆進，實現(xiàn)了兩種方式的聯(lián)合應(yīng)用，對地層巖石進行破碎，相互彌補了鉆進的不足，具有很多優(yōu)點。在鉆井過程中其供能主要是通過泥漿泵來實現(xiàn)的，直接驅(qū)動組合通過鉆具內(nèi)液動潛孔錘中沖錘進行往復(fù)運動，持續(xù)的增加鉆頭的沖擊載荷，在回轉(zhuǎn)剪切的共同作用下，對地層巖石進行高效破碎。現(xiàn)在小口徑的液動潛孔錘鉆進技術(shù)目前以及得到了很好的應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的。

2.3 水平行對接井鉆進技術(shù)應(yīng)用

該技術(shù)的應(yīng)用極大的促進了鉆進速度的提升。水平行對接井鉆進技術(shù)，能夠有效地降低工程占用的土地。作業(yè)過程中，不僅要對巖鹽層進行準(zhǔn)確鉆進，同時還要與之相互平行在幾百米的距離上進行穿行，這些都可以看出其施工的難度。

2.4 多工藝空氣反循環(huán)鉆進技術(shù)及應(yīng)用

相較于普通的取芯鉆進技術(shù)空氣連續(xù)反循環(huán)鉆進技術(shù)的應(yīng)用，極大的促進了工作效率的不斷提升，同時也有效的降低了成本的投入力度，達(dá)到了較好的鉆孔質(zhì)量，可以再復(fù)雜地層進行鉆進，該技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了繩索取心鉆探技術(shù)應(yīng)用一來的又一次的技術(shù)飛躍。對于巖樣的獲取，不能進行滿足柱狀巖心獲取的標(biāo)準(zhǔn)，以至于該項技術(shù)，到現(xiàn)在為止還未得到很好的應(yīng)用與推廣，與常規(guī)鉆井手段還有很大的距離。

通過對空氣進行壓縮來為潛孔錘鉆進提供強大的動力，使得進行鉆進工作，鉆頭在潛孔錘的作用下進行往復(fù)作業(yè)，對巖石進行破碎，在此過程中隨著潛孔錘的作業(yè)過程中形成的廢氣將巖屑帶出地表。但該方法也存在一些不足，不能適用于各種地層的鉆進，巖石的硬度不同，鉆進的方法也應(yīng)當(dāng)有所不同。

全權(quán)液壓動力頭鉆機應(yīng)用過程中，將一個氣盒子安裝到單通道動力頭以及雙通道動力頭的下部位置上，通過空氣壓縮通過進氣口將其送至雙壁鉆桿環(huán)狀間隙，以下都是如此。對反循環(huán)氣動潛孔錘進行驅(qū)動，接著通過鉆頭底部再利用內(nèi)管中空通道返回地表。因?qū)Я髡治丛O(shè)置與上部的錘頭位置，這為這些巖屑以及氣流通過內(nèi)管中心通道，完成反循環(huán)鉆進過程。

3 鉆探工程新技術(shù)的發(fā)展趨勢與研究方向

與現(xiàn)代社會的發(fā)展腳步以及經(jīng)濟發(fā)展形式相適應(yīng)，針對探礦工作進行大量的資金投入，對先進技術(shù)進行引進，并加大研發(fā)力度，不僅要研究新的設(shè)備，同時還要在工藝上下功夫，并制定相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)鉆探工程的進一步發(fā)展：①對現(xiàn)在的鉆進技術(shù)進行改進，加強研究鉆進速度快以及智能化程度高，自動化以及精確化方面鉆探取樣技術(shù)，研究適用于不同地區(qū)。不同地層的鉆探工藝與設(shè)備，提升鉆探工程的水平。②研究和開發(fā)數(shù)字化程度高的能夠?qū)崟r軌跡測量描繪的定向鉆探技術(shù)，加大變頻電機驅(qū)動的研究力度，同時加強相關(guān)專職和定向技術(shù)的研發(fā)，實現(xiàn)繩索取心鉆探技術(shù)與之相融合。③加強研究針對地層復(fù)雜應(yīng)多高的鉆探技術(shù)，實現(xiàn)繩索取芯與螺桿馬達(dá)以及液動潛孔錘的相互融合使用，以及繩索取芯和液動潛孔錘的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)的研究。④加強超深孔鉆探技術(shù)的研發(fā)力度，不僅要加大相關(guān)技術(shù)的研究力度，而且還要加強相關(guān)設(shè)備以及預(yù)防孔內(nèi)事故技術(shù)的研究，提高超深空鉆探技術(shù)水平。⑤加強新型鉆孔形式以及結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計的工藝研究，依照鉆井工作的需要，在滿足鉆探要求的前提下，盡最大努力降低經(jīng)濟投入，提高其實用性，促進鉆探工程的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

為了進一步提高鉆探技術(shù)水平，在實際工作中還應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)和研究，總結(jié)經(jīng)驗，加強技術(shù)研究與開發(fā)，積極引進新技術(shù)，降低成本投入，縮短工期，提高勘探成效。

[1]譚宏利.淺析資源勘查工程要點[J].中國科技信息，2016，（03）.

[2]曹穎，孟繁鑫.淺談地質(zhì)資源勘查工程中鉆探技術(shù)[J].科技論壇；2015,(12).

[3]左汝強.推進鉆探技術(shù)與裝備現(xiàn)代化，加快礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)[J].地質(zhì)裝備，2016,(09).