機械設備在地質勘查與地質鉆探中的應用研究

■梁麗 張駿 張鋒

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院河南鄭州450001）

機械設備在地質勘查與地質鉆探中的應用研究

■梁麗 張駿 張鋒

（河南省地質礦產勘查開發局第四地質勘查院河南鄭州450001）

隨著我國社會經濟快速發展，促使我國地質工作獲得了前所未有進步與發展。現階段，由于我國礦產資源還是十分緊缺，可以開發的地質表層礦床也變得越來越少。由于我國絕大多數礦床為深層，然而在鉆探和勘查這種深層礦床時要求十分高。而礦產資源本身又屬于一種不可再生的資源，使得我國對礦產資源的需求量越來越多。本文分析了在地質勘察以及地質鉆探過程中機械設備的應用情況。

機械設備地質勘查地質鉆探應用策略

近些年來，在我國的地質勘察過程中已經相繼取得了一些成效，并且在實際的地質勘探過程中，機械設備也獲得了很大的發展。并且成為地質研究中不可或缺的地質機械設備。利用機械設備能有效的完成各種難度較高的工作。同時還能將其對工作人員自身安全的損害降低，最終將地質勘察工作的真實性大大提升，實現大幅度提高工作效率的目的。

1　合理應用地質鉆探技術

隨著我國社會經濟的高速發展，促使我國在地質勘查尋找礦產方面逐漸加大了投資的力度，特別是在勘查鐵礦以及煤礦方面，逐步加大了力度，將很多新的勘察鉆探技術廣泛地運用到了勘察鐵礦以及煤礦兩個領域，例如：在勘查煤礦時有相當一部分的勘察部門已經應用到了MRD鉆探技術，如果在運用這種鉆探技術時能夠將一個孔事先打好，并且找準孔的合理位置，并且將這種鉆探技術在勘察天然氣以及勘察石油領域得到了廣泛地應用。

2　加強新工藝技術的應用，切實注重成本的優化

對于我國很多地區而言，由于本身十分干旱和缺水，使得地質情況出現了很嚴重的破碎以及漏失的問題，所以，我們在實際對地質進行鉆探施工時如果僅僅是采用傳統的方式，將循環液用水來代替，那么勢必需要配備專門的供水車，甚至還要到很遙遠的地方去拉水，因此，會大大增加運輸水的成本。即使應用了節水的鉆探技術，但是，其供水成本依舊是很高的。所以，為了能夠將缺水地方的鉆探問題有效地解決，逐步研究出了一種空氣組合新技術，促使這一問題得到了有效地解決。而這種空氣組織新技術，主要是在傳統的節水鉆探技術上逐漸發展起來的，主要是對空氣以及少量水的泡沫進行了應用，從而通過有機結合科學先進的空氣鉆進技術以及繩索取芯鉆探技術，促使這種鉆探技術的鉆探效率獲得了大幅度地提高。與此同時還將所耗費的資金也很大程度上減少了。所以，對于空氣組合新技術而言，它有著很好的節約資金的優點。

3　加強射流式的雙管鉆具技術的應用

由于一些地方的膠結是比較松散的，所以，在對其振動時常常會將容易破碎的地方破壞，使得取心率大大降低，僅有10%到30%，所以，要想將這一問題得以有效地解決，需要將射流式雙管鉆具技術加以合理的應用，從而將鉆探的采心率很大程度上提高，保證地質的完整性［2］。以某新型單動雙管鉆具為例，其結構如下圖所示。由于其超前側噴鉆頭能改變沖洗液流向，使得沖洗液通過鉆頭的側面而噴出，這樣就能確保巖心在鉆頭內不被腐蝕，也能將沖洗液流速降低，確保鉆頭前部巖心得到保護。而在破碎和軟弱地層利用這一技術進行鉆芯時主要是考慮到卡簧的作用在此時已經失去，所以主要是利用爪簧在巖心上行過程中張開，而在下行過程中收攏，進而確保巖心只進不出。尤其是將爪簧和超前側噴鉆頭進行有機結合，能更好地的在復雜地層中，進行鉆樣取芯。

4　地質勘查以及鉆探機械設備的發展前景

4.1逐步廣泛推廣和使用液壓技術

對于地質工作來說，液壓技術屬于一種十分重要的技術，所以，在實際應用這項技術時應該在卡夾聯動的過程中，逐步實現鉆具的機械化?，F階段，在我國所研發出來的眾多地質機械設備中，潛孔錘跟管的設計思路得到了高度地重視，由于這些機械設備本身的鉆進速度是十分快的，所以，能夠將傳統機械設備的一些問題有效地解決。相信在未來，隨著我國不斷發展的地質勘查工作，傳統的地質機械設備一定會被先進的機械設備所代替，從而不斷推廣和使用液壓技術。

4.2逐步實現地質機械設備的多能化

隨著我國科學技術的不斷發展，已經在各個領域應用到了機械設備智能化技術。也正是因為這一技術的廣泛應用，不但使得機械設備的性能得到了有效地豐富，同時還能從不同的地質類型出發，將不同的鉆井技術選擇出來，從而大大提高地質工作的效率。所以，在未來，智能化的地質機械設備必將會成為其發展的趨勢，并且會很大程度上促進我國地質工作的順利進行。例如在一臺設備中加強智能化技術的應用，就能結合不同的鉆孔口徑和深度以及地層的實際，采取針對性的鉆井工藝就顯得尤為必要。以水井型的鉆機為例，其從傳統的單一性沖擊、回轉等方式，逐步演變成回轉、沖擊甚至將二者進行有機結合的方式進行鉆進。而在這一鉆井過程中，鉆桿式的鉆機，主要是采取沖擊回轉循環、潛孔錘以及大扭矩螺旋和雙層管等多元化的方式實施鉆進，而立軸式的轉機，主要是采取高速回轉和小口徑等方式實施鉆進，而為了低速鉆進，則需要采取低速大扭矩的方式和相關的輔助裝置下就能完成。

4.3逐步實現養護形式多元化

在現代地質工作中，我們所面臨的地質環境正變得日益惡劣。為了更好地將機械設備在地質勘探工作中的作用有效的發揮出來，我們應從細節入手，切實強化地質機械設備的管理和維護。尤其是在運輸環節，必須做好對其的防護，才能更好地促進其性能發揮的同時提高地質勘探工作效率。例如在地質勘探工作中采用的定向鉆進機械設備，我們只有切實強化的對其的養護，才能促進其穩定性以及承載力的提高，使得機械設備的使用壽命大大延長，保障地質工程的安全、穩定開展［3］。但是養護的方式應不斷的改進和完善，從傳統的人工養護逐步轉移到專業化的養護上來，加強養護專業技術的學習和應用，尤其是應注重細節，對其實施全生命周期的養護，才能更好地促進其性能的發揮。

5　結束語

綜上所述，要想切實提高地質勘探工作的質量與效率，就要不斷加大研究鉆探技術與設備的力度，從而將更加先進的鉆探技術以及工藝流程應用到其中，很大程度上促進我國地質工作的順利進行與完成，這就需要我們在技術、資金、人才等方面強化對其的投資，才能更好地應對日益復雜的地質勘查環境。

［1］俞寶鹿.鉆探設備點檢制在地質勘查單位中的應用 ［J］.裝備制造技術，2007，04：91-94.

［2］王春蓮.論地質勘查鉆探設備及其技術創新策略 ［J］.機電信息，2011，36：98-99.

［3］趙慶年.地質勘查中鉆探設備及技術應用探索 ［J］.產業與科技論壇，2013，17：68-69.

F407.1［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-322-1