礦山地質鉆探取樣技術方法研究

劉 鵬

(新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第二區域地質調查大隊，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手段，是地質勘探與找礦工作中非常重要的一種技術。

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 地質鉆探技術在礦產資源勘查中的作用

基于鉆探工程能夠對巖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，有的能夠達到30厘米左右，有的則在0.5厘米以下[3]。如金剛石地質巖心鉆探就是如此，因巖屑過小，無法對構造相關信息進行識別。而大的巖屑可以將礦物的微觀結構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監測鉆井液，就可對地層中的流體性質進行檢測分析，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和可溶性礦產的開采具有非常重要的作用。

2 國內鉆探技術的發展與應用

2.1 金剛石繩索取心鉆進技術

鉆探工藝的不同所使用的設備也必須要與之相適應。地質勘探中鉆探設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重要的影響，同時對其成本的投入也影響很大。現在我國的鉆探設備以及基本磨料方面還存在很多不足，多數勘探作業已讓運用比較落后的裝備以及方式來進行作業。無法適應現代社會的發展要求，給探礦事業的發展形成很大阻礙。現如今隨著經濟社會的不斷發展，國內在此方面也開展過大量的研制工作，通過技術攻關，目前已經研制出效率高以及壽命長的繩索取芯金剛石鉆頭，這些鉆頭的應用，可以為不同地層繩索取芯鉆進提供技術支撐，鉆頭質量也獲得了很好的發展，同時壽命也大大延長，極大的促進了鉆探工作的發展。

2.2 液動潛孔錘鉆進技術及應用

液動潛孔錘鉆進技術不僅可以進行回轉式鉆進，同時也可進行沖擊式鉆進，實現了兩種方式的聯合應用，對地層巖石進行破碎，相互彌補了鉆進的不足，具有很多優點。在鉆井過程中其供能主要是通過泥漿泵來實現的，直接驅動組合通過鉆具內液動潛孔錘中沖錘進行往復運動，持續的增加鉆頭的沖擊載荷，在回轉剪切的共同作用下，對地層巖石進行高效破碎。現在小口徑的液動潛孔錘鉆進技術目前以及得到了很好的應用，發揮了巨大的。

2.3 水平行對接井鉆進技術應用

該技術的應用極大的促進了鉆進速度的提升。水平行對接井鉆進技術，能夠有效地降低工程占用的土地。作業過程中，不僅要對巖鹽層進行準確鉆進，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 多工藝空氣反循環鉆進技術及應用

相較于普通的取芯鉆進技術空氣連續反循環鉆進技術的應用，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，達到了較好的鉆孔質量，可以再復雜地層進行鉆進，該技術的應用實現了繩索取心鉆探技術應用一來的又一次的技術飛躍。對于巖樣的獲取，不能進行滿足柱狀巖心獲取的標準，以至于該項技術，到現在為止還未得到很好的應用與推廣，與常規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作業，對巖石進行破碎，在此過程中隨著潛孔錘的作業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，鉆進的方法也應當有所不同。

全權液壓動力頭鉆機應用過程中，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狀間隙，以下都是如此。對反循環氣動潛孔錘進行驅動，接著通過鉆頭底部再利用內管中空通道返回地表。因導流罩未設置與上部的錘頭位置，這為這些巖屑以及氣流通過內管中心通道，完成反循環鉆進過程。

3 鉆探工程新技術的發展趨勢與研究方向

與現代社會的發展腳步以及經濟發展形式相適應，針對探礦工作進行大量的資金投入，對先進技術進行引進，并加大研發力度，不僅要研究新的設備，同時還要在工藝上下功夫，并制定相應的規范標準，實現鉆探工程的進一步發展：①對現在的鉆進技術進行改進，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，研究適用于不同地區。不同地層的鉆探工藝與設備，提升鉆探工程的水平。②研究和開發數字化程度高的能夠實時軌跡測量描繪的定向鉆探技術，加大變頻電機驅動的研究力度，同時加強相關專職和定向技術的研發，實現繩索取心鉆探技術與之相融合。③加強研究針對地層復雜應多高的鉆探技術，實現繩索取芯與螺桿馬達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合應用技術的研究。④加強超深孔鉆探技術的研發力度，不僅要加大相關技術的研究力度，而且還要加強相關設備以及預防孔內事故技術的研究，提高超深空鉆探技術水平。⑤加強新型鉆孔形式以及結構相關設計的工藝研究，依照鉆井工作的需要，在滿足鉆探要求的前提下，盡最大努力降低經濟投入，提高其實用性，促進鉆探工程的可持續發展。

4 結論

為了進一步提高鉆探技術水平，在實際工作中還應當不斷學習和研究，總結經驗，加強技術研究與開發，積極引進新技術，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.淺談地質資源勘查工程中鉆探技術[J].科技論壇；2015,(12).

[3]左汝強.推進鉆探技術與裝備現代化，加快礦產資源勘查開發[J].地質裝備，2016,(09).