地質鉆探技術及應用研究

梁 瑋 張義森 黃少華

東北煤田地質局一二八勘探隊

地質鉆探技術及應用研究

梁 瑋 張義森 黃少華

東北煤田地質局一二八勘探隊

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。基于此，本文將著重分析探討地質鉆探技術及應用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

地質；鉆探；技術

1 地質鉆探技術要求

在工程建設中，地質勘察工作是確保工程建設能夠順利實施的關鍵。工程施工建設對于地質鉆探技術的要求很高，在具體的鉆探施工過程中，需要綜合考慮多個方面，比如巖層提取率必須在 80%以上，而夾層的采取率必須在60%以上。對于不同巖層，需要采用不同的鉆探技術，而且還需要及時調節鉆探速度。另外，在水文地質勘察中，為了確保地下水位測試以及水文地質試驗能夠順利進行，必須綜合考慮水層位置以及水文實驗要求確定鉆進位置以及鉆進方法。除此以外，對于不同含水層，還需要進行分層止水隔離處理。

2 地質鉆探技術應用

2.1 反循環式鉆探技術

反循環式鉆探技術是地質鉆探技術中一種全新的鉆探技術。反循環式鉆探技術可以被認為是地質鉆探領域的一次偉大的革命。反循環式鉆探技術包括兩種空氣反循環和水利反循環。反循環式鉆探技術的優勢在于可以在同一個鉆孔中使用兩種方法進行鉆進轉換。空氣反循環成本低、效率高，在干旱地區應用具備極強的現實意義水利反循環能夠獲得優質的取心，判層及時，應用效率高。因此，在進行地質鉆探的時候，可以將反循環式鉆探技術的兩種模式搭配起來使用，也可以分離開來使用。反循環式鉆探技術應用成本低，工作效率高，在國土資源調查過程中占據著舉足輕重的地位，然而現階段還未獲得地質工作者的普遍認可，因此，現階段我國使用的很多技術還是傳統的上個實際年代左右留存下來的技術。受技術條件的制約，地質鉆探工作的質量、效率普遍不高，而成本卻往往較大，嚴重的制約了鉆探技術在地質工作中的發展以及應用。

2.2 繩索取心鉆探技術

與其它地質鉆探技術相比，繩索取心鉆探技術最大的優勢在于不必提鉆取心，其工作原理是在巖礦心里裝滿巖心管或巖礦心堵塞的時候，利用專用的繩索與打撈工具將巖礦心從鉆桿柱中吸納出來，孔內的鉆桿柱不必被上提出地面，只有更換鉆頭或是檢查鉆頭磨損情況的時候才需要將鉆桿柱提出地表。毋庸置疑，繩索取心鉆探技術有效的減少了升降鉆具的輔助時間，鉆進的效率得以提升。另外，因為不必“提上放下”，鉆探機械因升降磨損消耗的情況被最大程度的避免，升降鉆桿柱沖洗液沖擊孔壁的作用力被降低，孔的質量以及安全性得以保障。現階段，繩索取心鉆探技術運用的地方比較多，但也未實現普及。

2.3 液動潛孔錘鉆探技術

液動潛孔錘鉆探技術具有堅硬、致密等特點，常用于脆性地層鉆進中，極大地提升了鉆進效率。因為此種技術是在回轉鉆進基礎上通過增加液動錘而實現的，在進行鉆進時，必須對設備的緊固件松緊情況進行檢查。當液動潛孔錘鉆探技術應用于大直徑、潛孔等施工環境時，可以同時聯合減震穩流平壓的空氣室操作，這種方式對液動潛錘性能的穩定具有很大作用，同時還可以保護泥漿泵和地面設備。液動錘可以在含量較多的固相和微粒泥漿環境下進行反復轉動，所以必須使用質量較好的高質量泥漿。如果泥漿質量達不到標準，不僅造成了液動潛孔錘的內部零件損壞，還會阻礙液動錘的正常作業。進行操作的時候，泥漿必須保證含沙量低、粘度密度低、潤滑性能好。泥漿材料必須具有低粘、低密度、低失水、高潤華性。進行直徑液動錘鉆進的時候，還應該及時觀察泥漿的凈化工作，可以使用凈化設備或者沉淀的方法進行操作，除此之外，還要在泥漿泵的蓮蓬頭位置設置過濾裝置。

2.4 組合鉆探工藝

組合鉆探工藝是一種將空氣循環連續取樣和水利反循環結合的新技術，與空氣反循環連續取樣原理一樣，但是此種技術主要以液體作業循環介質，使用連續取柱狀巖心方式鉆進，可以結合金剛石繩索、空氣反循環等的優點，具有取心質量好、勞動強度低等特點，但是與反循環鉆探技術相比，鉆進效率比較低下，而且不能及時了解鉆地層的結構。此種技術經常使用于干旱缺水、取心艱難的地質勘查中。該技術自推廣以來，率先在青海、新疆等地區得到應用，與傳統技術相比，可以將操作效率提升5倍以上，同時降低了成本。此種技術在國內地質鉆探中具有很好的應用前景。

2.5 新型節水鉆探技術

新型節水鉆探技術經常使用于干旱地區或者地質層深部有水的鉆探中，在工作柱塞反復運動和驅動力孔內節水鉆具等的作業工作，不接觸孔壁，不耗費水資源，具有鉆探效率高、節省水資源的特點。在此種技術的廣泛使用下，解決了干旱地區寶貴的水資源，降低了作業人員的勞動強度，而且此種技術應用到漏失鉆探孔中，不用填充堵漏料，減少了對環境產生的污染。

總而言之，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，也就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步研究探討。

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