探討地質鉆探中新技術的應用

高明

通化鋼鐵集團板石礦業有限責任公司 吉林白山 134300

隨著科學技術不斷進步和快速發展，很多領域要想在當代社會背景下實現穩定的發展，提高其綜合競爭力，就必須要對一些先進的技術手段進行合理利用，這樣才能夠取得良好的發展成效。其中，地質鉆探技術在實際應用過程中，其主要是對鉆機進行合理利用，直接從地表向地下進行不斷深入地鉆進。與此同時，在鉆孔的各個不同深度背景下，對礦樣、土樣等進行合理的選擇和利用。在實踐中，要結合實際要求，對地質鉆探技術進行科學合理的利用，這樣不僅可以實現對各種不同類型樣本物理、化學特性的有效檢測，而且還可以根據檢測結果，對地層的特性等進行合理的劃分和利用。

1 鉆探特點及適合應用條件

鉆探工程施工期間要進行鉆孔布置，不僅要對自身的自然地質條件情況進行全面考慮，而且還要全面結合工程的具體特點和類型進行分析。例如，水壩要順應著壩軸線布孔，民用與建筑在實際施工期間，要依據建筑的具體輪廓線完成相應布孔，進而為后續各項作業的開展提供支持[1]。

鉆探技術在具體應用期間，鉆進深度通常都較淺，除了針對工程建設中的一些深埋隧道、大型水利工程，以及控探測巖溶類的專門地質問題之外，探孔深度一般都在十米以內，因此，在實際施工期間，可以采用輕便鉆機和簡易鉆探完成相應作業。

工程地質鉆探是對技術要求很高的一項作業，該項作業對后續建設的工程質量也會產生直接影響，工程地質鉆探作業開展期間在鉆孔結構、鉆井方法、鉆井過程中的觀測編錄等不同方面都有特殊要求。鉆探與坑探、物探技術相比，鉆探具有獨特優點，其可以在不同環境中應用，并且應用不受地質環境限制，應用范圍十分廣泛。通過對鉆探技術的應用，能夠直接對采樣和巖心情況進行觀察，勘探精度高，同時，勘探深度也不會受地下水深度的限制，鉆進速度快，這也是坑探方法在應用期間無法比擬的。

2 地質鉆探中鉆探設備新技術的應用

2.1 反循環清孔工藝

反循環清孔的定義其實就是沉渣直接從導管當中排出，這種工藝手段就可以稱之為是反循環清孔。這種工藝手段在實際應用過程中，其中會涉及多種使用方式，比如比較常見的就是泵吸法、空氣洗泥機法等。這種工藝在應用時的整個操作過程相對比較簡單，而且清孔的效果也比較明顯，所以推廣速度普遍比較快。該方法在利用時，主要是通過對空壓機內部的壓縮空氣進行合理利用，對導管內的鳳管進行合理安裝，并且將其直接輸送到對應的樁孔當中，高壓氣在此時可以與泥漿實現有效混合，最終在導管內部可以形成一種密度與泥漿相比要更小的漿氣混合物。這樣在實踐中，可以不斷形成流動，由于導管的內斷面積在其中相對比較大，所以就會形成具有非常大流速、流量的反循環[2]。

2.2 反循環鉆進技術

反循環鉆進技術在實際應用中，其整體應用效果普遍比較良好。該技術在應用時，其主要是利用沖洗液循環方式，實現傳統正循環相反的一種循環方式。在實際應用過程中，比較適合被應用在一些大口徑的巖心鉆探、水井施工等各個方面。在該技術的實際鉆進應用過程中，鉆孔內部必須要保持相對比較高的水位。與此同時，還需要注意的一點就是，必須要保證沖洗液的靜壓力與地層壓力之間可以保持非常良好的平衡狀態。如果在實踐中，沖洗液自身的壓力比較高，那么可以實現對孔底集聚巖屑有針對性的排除和處理。通過這種方式在其中科學合理的利用，不僅可以從根本上促使巖屑不會受到重復破碎的影響，而且在鉆進時，還不會輕易發生嚴重的堵鉆等現象。這樣可以最大限度保證鉆進的速度得到有效提升，現階段，比較常見的幾種使用方式包括泵吸反循環、壓縮空氣反循環以及射流分循環等。其中，壓力反循環鉆進方式在實際應用過程中，其主要是直接將壓縮空氣通過供氣管路在其中科學合理的利用，直接輸送到井內相對應的汽水混合室當中[3]。這樣做的根本目的是為了促使壓氣與鉆桿內的水可以實現有效混合，這樣可以形成比重不超過1 的汽水混合體。

2.3 巖心鉆探技術

資源勘探中，地質巖心鉆探技術的運用中，鉆孔結構設計十分重要，其直接影響著鉆桿、鉆具、鉆頭的選擇；關系到鉆頭獲取的孔底環狀巖石面積的大??；取心鉆桿直徑不同導致驅動鉆桿回轉的鉆機動力消耗存在差異；泥漿體積不同；人工、機械消耗量不同。

根據鉆孔設計要求、地層情況，合理選擇鉆探設備，我國常用地質巖心鉆探技術有金剛石繩索取心、沖擊回轉鉆進、空氣泡沫鉆探技術。目前，繩索取心依舊是最常用的鉆探技術，施工機械以國產液壓立軸式鉆機為主；空氣泡沫鉆探法中，必須保證空壓機具有強大動力，在選擇空壓機時，需考慮空氣泡沫排量、供液情況等，由此切實保證鉆探效率與質量。

深部鉆探對鉆井液的要求并非是量的累積，而是質的提高，對此必須要加強對鉆井液綜合性能的研究，不同環境下鉆井液的性能變化存在較大差異，因此必須要從多專業的角度出發，加強微觀機理研究，豐富鉆井液基礎理論，為深部巖心鉆探鉆井液革新提供可靠的依據。隨著各種非常規能源探采技術的發展、城市地質工作的轉型，在進行鉆井液體系的設計時，還需考慮環保性、儲層保護能力等指標，進一步關注無/ 低固相高密度鉆井液、高溫泡沫鉆井液、環保鉆井液、可降解鉆井液、儲保鉆井液等鉆井液體系的研究。

3 結語

隨著新型技術的不斷研發和使用，對我國地質鉆探技術的未來發展具有非常重要的影響和作用。在地質鉆探新技術的實際應用過程中，要結合實際要求，對其進行不斷創新和優化，這樣不僅可以保證該技術的應用效果，而且還可以保證鉆探的效率、質量等都能夠得到有效提升。