淺談地質(zhì)資源勘查工程中的鉆探技術(shù)

文/胡川 新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局綜合地質(zhì)勘查隊(duì) 新疆烏魯木齊 830009

1、地質(zhì)鉆探技術(shù)概述

1.1 地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展

我國礦物資源開發(fā)發(fā)展時間較短，因此我國鉆探技術(shù)距離先進(jìn)國家存在巨大差距。目前，隨著我國社會發(fā)展對資源需求量的不斷增加，鉆探技術(shù)也獲得了較好的發(fā)展，為我國的礦物資源的開發(fā)做出了巨大貢獻(xiàn)。我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)起源是20世紀(jì)80年代，在使用初步階段，施工工藝較為落后，不僅需要耗費(fèi)大量的時間，操作難度也較大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)在地質(zhì)探測領(lǐng)域得到應(yīng)用，有效提高了勘探效率。在未來的發(fā)展中，我國一方面要加強(qiáng)對國外先進(jìn)鉆探技術(shù)的引進(jìn)，另一方面要結(jié)合我國采礦行業(yè)的發(fā)展情況加強(qiáng)鉆探技術(shù)創(chuàng)新，為我國地質(zhì)勘探奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

經(jīng)過幾十年的探索和發(fā)展，地質(zhì)鉆探技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍越來越廣泛。目前，地質(zhì)鉆探技術(shù)主要應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，對礦產(chǎn)、金屬資源進(jìn)行勘查。其次，地質(zhì)鉆探技術(shù)也應(yīng)用于地下水資源的勘測。通過地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Φ叵滤Y源的狀況進(jìn)行初步了解，為資源的開發(fā)利用提供依據(jù)。其三，地質(zhì)鉆探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害的防治以及環(huán)境工程中也得到了有效應(yīng)用。目前，人類社會建設(shè)對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致泥石流、坍塌、地面沉降以及地震等自然災(zāi)害頻發(fā)，將地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的防治工程建設(shè)中，為工程設(shè)計(jì)方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。其四，在工程基礎(chǔ)施工中，地質(zhì)鉆探技術(shù)也應(yīng)用于軟土地基的加固處理中。此外，在考古鉆探中也有地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用。由此可見，地質(zhì)鉆探技術(shù)已經(jīng)滲透到了人們生產(chǎn)生活的許多領(lǐng)域，為社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2、目前我國幾種常用的地質(zhì)鉆探技術(shù)

2.1 繩索取心鉆探技術(shù)

對于繩索取新而言，其是一種提鉆取心的重要技術(shù)，只有在鉆頭出現(xiàn)問題，需要對其進(jìn)行檢查或者是更換的時候才將鉆桿進(jìn)行提升。基本的原理是：當(dāng)在巖心管內(nèi)裝滿巖礦心或者是巖礦心被堵塞的時候，才需要對專門的繩索打撈工具進(jìn)行運(yùn)用，在鉆桿當(dāng)中，對嚴(yán)礦心容納管進(jìn)行提取，不需要將鉆桿柱提升到地表上來。

2.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆井技術(shù)本身有其自身的分類，區(qū)別點(diǎn)在重要因素循環(huán)介質(zhì)中不同，分為液壓反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)。前者的循環(huán)介質(zhì)是水或泥，兩種循環(huán)模式之間無顯著性差異。兩者都用鉆桿作為介質(zhì)輸送到井底，在這個過程中可以借助取心鉆頭獲得圓柱形巖心。這些核心也可以被帶到地面。該鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是我們最終得到的巖石是完整的，取心是高質(zhì)量的，它非常有效地降低了我們的勞動強(qiáng)度，特別值得指出的是，合理使用時間和準(zhǔn)確判斷巖層是可以進(jìn)行判定的元件。但該技術(shù)的缺點(diǎn)是，和空氣反循環(huán)鉆井技術(shù)相比，鉆井速度和效率都比較低，而且能耗也比較高。通過空氣反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)的名稱我們還可以看出，這種技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)是壓縮空氣，由雙臂鉆桿的外管驅(qū)動的壓縮空氣將被輸送到鉆孔底部。然后空氣劇烈膨脹產(chǎn)生沖擊力，孔蒂潛孔錘隨之被驅(qū)動起來，讓它在巖石上順利地發(fā)揮作用。工人們需要把這些作為鉆孔樣品，并對巖屑進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。該技術(shù)能很好地提高鉆井效果，還具有勞動強(qiáng)度低、成本低的優(yōu)點(diǎn)。更重要的是，它可以及時判斷巖層的變化。但這種方法是有缺陷的：它采用巖屑作為判斷巖石樣品的標(biāo)準(zhǔn)，這與我們的常規(guī)原因不符，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)不能準(zhǔn)確地反映地層結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷。反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘察、安克雷奇施工、復(fù)雜地層注漿等工程中，可順利地形成井眼。

2.3 組合鉆探工藝

組合鉆井技術(shù)顧名思義是一種結(jié)合多種鉆井技術(shù)的鉆井技術(shù)。特別是將繩索取心、反循環(huán)取樣和取心技術(shù)結(jié)合在一起，形成鉆進(jìn)工藝。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，該技術(shù)可以根據(jù)地質(zhì)要求和地層的實(shí)際情況，提高鉆井效率，減少額外的勞動和成本。

3、鉆探工程鉆探施工技術(shù)工藝的應(yīng)用

3.1 鉆探施工工藝要點(diǎn)

（1）上部地層鉆探工藝：與實(shí)際的地層特點(diǎn)想結(jié)合，對鋼管進(jìn)行下放，指導(dǎo)其可以達(dá)到巖石層，為了使得鋼管出現(xiàn)斷裂的情況得到有效地防治，所以在必要條件喜愛可以考慮利用兩路鋼管來進(jìn)行勘探。（2）坍塌嚴(yán)重孔壁的鉆探工藝：利用對鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、鉆探壓力方面的控制，對于鉆進(jìn)進(jìn)行減壓。如果坍塌情況比較嚴(yán)重的話，就需要對鉆探措施做好及時的更換。（3）地層傾角較大地層的鉆探工藝：如果底層傾角比較大的話，就會導(dǎo)致坍塌情況的出現(xiàn)，在這一過程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全孔進(jìn)漿，通過這種措施利用新漿來對臟泥漿進(jìn)行代替；第二，應(yīng)當(dāng)對鉆進(jìn)參數(shù)加以注意，對于鉆速要加以保證，以免有抱鉆的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.2 鉆探施工注意事項(xiàng)

（1）對泥漿進(jìn)行清理。對新泥漿進(jìn)行使用，并更換臟泥漿；對新泥漿的攪拌責(zé)任人進(jìn)行確定，保證新泥漿達(dá)到均勻攪拌的目的，使其質(zhì)量得到有效地保證。（2）對內(nèi)管進(jìn)行檢查。相關(guān)鉆探人員應(yīng)當(dāng)對內(nèi)管進(jìn)行仔細(xì)的檢查，特別是對軸承的使用狀態(tài)，并且壓對鉆屑進(jìn)行及時的清掃，從而使得內(nèi)管的使用性能得到有效地保證。

總之，隨著社會對礦產(chǎn)資源使用需求的不斷增加，礦產(chǎn)資源的開發(fā)也成了我們首要關(guān)注的內(nèi)容。在工程地質(zhì)勘中利用鉆探工程具有非常重要的意義，保證建筑物合理施工，因此需要重點(diǎn)加強(qiáng)研究。