地質鉆探技術與應用研究

李訓魁

中國煤炭地質總局第二水文地質隊

地質鉆探技術與應用研究

李訓魁

中國煤炭地質總局第二水文地質隊

隨著我國經濟發展速度的快速增長，現階段很多鉆探技術都不能滿足社會發展的需求，在長時間的使用中，經常出現很多弊端，對我國地質鉆探技術的發展產生了很大影響。為了能夠有效加強我國在地質勘探方面的技術，必須要加強地質鉆探技術的應用與研究，使其能夠更好地為我國的地質勘探事業發展做出應有的貢獻。本文通過對現階段所采用的地質鉆探技術在實際應用方面進行研究，并在此基礎上對其未來的發展趨勢進行分析，以提高我國在地質勘探領域的研究水準，充分發掘我國潛在自然資源。

地質鉆探；技術；應用

1 引言

隨著工業化進程的加快，地質鉆探技術取得了明顯進展。從目前的勘查現狀來看，很多比較淺的礦產資源已經被很多開發商開發徹底，為了對其他一些比較深且開采困難的礦產資源進行鉆探，就必須結合地質理論知識，對實際情況進行分析研究并進行實驗，提高地質鉆探效率質量，保證開采安全。

2 地質鉆探

地質鉆探是地質勘探的重要組成要素，地質鉆探需要相關的鉆探機械設備，在鉆探的過程中利用鉆探器械從地表向地下鉆孔，進而獲取地層中巖石和礦樣，并對這些獲得的巖石礦樣進行分析比對，能夠對地層中的礦藏種類，質量和埋藏位置進行有效判斷，然后采取有效的開采方案，促進開采工程的實施。地質鉆探在我國最先運用于尋找水資源和鹽資源。隨著地質鉆探技術的發展和其他領域對該技術的需要，鉆探技術被引入其他領域的地質找礦中去。隨著人們生產生活的不斷發展，對能源的需求量不斷增大，人們對地質鉆探技術更加地重視起來。

3 地質鉆探技術及其應用

3.1 繩索取心技術

繩索取心技術不依賴鉆具提出直接用鋼絲繩打撈器提取出巖心，只有在鉆頭損壞或更換鉆頭時才會把鉆具提出鉆孔。采用繩索取心技術進行地質鉆探的技術要點分別是：第一、繩索取心技術設備包括具有良好性能的鉆桿、雙層或三層的巖心桿、鋼絲繩索打撈器等；第二、鉆機的鉆頭需選用金剛石材料，因其具有高強的適應性；第三、需使用高性能的鉆機和泥漿泵；第四、繩索取心技術操作人員需要進行專業的技術培訓，掌握相應的技術要領。繩索取心技術因其效率高、節省鉆進時間，廣泛應用在工程地質勘探中。例如在天然氣鉆探、石油鉆探、冰層鉆探、礦產鉆探中等多領域中。同時，繩索取心技術的鉆孔深度不大，可有效減少鉆桿與鉆進的摩擦，延長鉆孔設備使用時間。

3.2 反循環鉆探技術

反循環鉆探技術是一種全新的鉆探技術，引領了鉆探技術的一次新革命。可以將鉆探技術分為水力循環和空氣循環兩種方式，而且進行鉆探的時候，可以實現兩種技術的交替使用。水力循環具有取心質量好、判層及時、時間利用率高等特點；空氣循環技術具有循環效率高、成本低等特點，適用于干旱地區。進行地質鉆探的時候，既可以單獨使用某種技術，也可以根據地質地層結構結合使用兩種方法。這兩種方式經常使用于土資源調查中，擔當著重要任務。雖然空氣循環取樣鉆探技術利用率高、成本低，但是目前還沒有取得地質研究人員的一致認可，沒有進行推廣應用。現在我國的地質鉆探使用技術，依然停留在20世紀80年代的水平。由于我國地質鉆探新技術應用畢竟還比較少，還不能實現鉆探效率高的水平，導致進行地質狀況復雜的鉆探時，經常會出現各種各樣的問題，影響了地質資源的開采。

3.3 液動潛孔錘鉆探技術

我國在應用和研究液動潛孔錘這類鉆探技術時，所取得的研究成果在世界上都是處于領先地位的。其工作原理為用沖洗液來帶動液動潛孔錘工作，當外界的力量沖打液動潛孔錘時，液動潛孔錘同樣也會將這部分能量傳遞給鉆頭，這時鉆頭就可以擊破巖石了，施工現場的泥漿泵就是輸送沖洗液的最佳工具，鉆頭的反復運動就可以產生有節奏的沖擊負荷。作為回轉鉆探技術的一種改進技術，在沖擊力和回轉力的驅使下，液動潛孔錘鉆探技術大大的提升了設備的鉆進效率，并且也降低了鉆探的成本。液動潛孔錘鉆探技術還能夠很好的利用堅硬巖石脆性大并且抗剪強度低的特點，有效的解決鉆探復雜狀況以及無法保證鉆孔質量的問題。

3.4 組合式鉆探技術

所謂組合式鉆探技術，顧名思義便是將繩索取心以及反循環這兩項技術進行組合而創造出的一種綜合性鉆探技術，該技術實現了對這兩種技術應用范圍上的合并，因而具有極強的環境適應性，并且可以基本滿足大部分的鉆探要求。對于部分干旱缺水或者是取心有難度的地區，可以借助反循環技術對地層復雜區域展開詳細的地質鉆探以及勘察，而對于某些深層次的鉆探則可以借助繩索取心技術以完成。由于組合式的鉆探技術在工藝上是對繩索取心技術以及反循環技術的優點融合，因而能夠依據地質情況不同以及鉆探要求不同而采用不同的組合方式以適應不同需要，以便其優勢得以發揮、效率得以提高。

4 鉆探技術在今后應用中的發展趨勢

隨著國內在地質勘察方面不斷取得新的成效，各種表層地質資源基本已經處于開發殆盡的狀態，因而在今后的一段時期里地質鉆探都將會以深層次的鉆探為主，顯然傳統的設備以及技術已經很難滿足這一地質需要了，而為了能夠實現對于深層地質的勘察采樣，必須要研發具有更高強度以及更高科技的鉆探設備與技術，使其能夠適應各種環境各種要求的地質鉆探作業。在全面提高整體鉆探技術的同時，也需要針對部分特殊性任務進行設備與技術的研發，使其對于特殊任務或者是極端環境也能做到有效滿足。

5 結束語

總而言之，工程地質勘查可以檢測施工地點的地質特征、水文特征以及巖石特征等，為工程設計提供參考依據。鉆探技術在工程地質勘查中具有重要意義，在實際應用中，根據地質的具體情況選擇合適的鉆探方法、設備，保證工程地質勘探結果的準確性，提高工程施工的質量安全。目前，應該加大鉆探技術的研究投入，深入了解鉆探技術相關知識，促進鉆探技術水平的提高。

[1] 楊洪.地質鉆探技術及應用研究[J].中國新技術新產品，2016，10：111-112.

[2] 賈俊濤.地質鉆探技術與應用研究[J].科學中國人，2016，09：31.