地質鉆探技術及應用研究

李俊杰

摘 要：社會的發展和科技的進步，使地質鉆探普遍進入人們的生活，并對人們的生活產生了重大影響。當前我國已開展許多地質勘探作業，不僅促進了經濟發展，還為地質鉆探技術發展積累經驗。本文主要研究地質鉆探技術的發展和運用，并將先進的地質鉆探技術進行詳細介紹，為研究人員提供思路，讓地質鉆探技術更快發展。城市化進程加快，地質鉆探技術取得顯著進步。但從當前的勘查情況看來，比較淺的容易開采的礦產資源已經被很多開發商開發完畢，開采人員就要將開發目光轉向難度大的深礦區，這就需要開采人員結合地理知識，分析待開采地區的實際狀況，采用高新技術提高開采效率，充分保證開采安全。

關鍵詞：地質鉆探；技術應用；研究

中圖分類號：P634.5 文獻標識碼：A

地質鉆探技術隨著城市化進程腳步的加快，得到了顯著的提升。就現在的勘探情況看，許多相對較淺的礦產資源，早都被開發商徹底的開采干凈，為了實現對深礦區并且開采較困難的礦產進行鉆探，對實際情況的分析必須結合地質理論知識而進行試驗，最終確保安全開采，能夠提高開采效率，確保地質鉆探質量最佳。

1地質鉆探的特點

（1）在進行工程地質勘探之前，首先應對施工所在區域的地質地貌進行詳細的了解，然后結合工程的施工特點和要求，最后確定鉆探施工所需的鉆孔位置。例如：在進行民用建筑工程施工過程中，首先根據建筑物的施工區域輪廓線，布置鉆探施工的鉆孔；對于水壩等工程施工過程中，鉆孔的位置則是按照壩軸線來選擇布置。

（2）在進行工程地質勘探過程中，如果工程對鉆探施工沒有特殊的要求，采用一般的鉆探方法進行鉆探施工；而如果工程要求較高，對地質勘探的工作要求較為復雜或者特殊，此時，要選擇深度較大的鉆孔。

（3）在進行鉆探施工過程中，鉆孔可能承載著很多勘測任務，例如鉆孔要對施工區域的巖石特性、地質結構以及水文情況進行綜合性的探測。因此，在鉆孔鉆進過程中，要緩慢進行。

（4）采用鉆探技術進行地質勘探，鉆探本身不會受到地質條件的影響，適應性較強。而且采樣后的相關數據分析比較準確，能夠清楚的反饋當地的地質情況和結構；此外，鉆探技術施工受到當地水文情況的限制較小，工作準確性和有效性較高。

2地質鉆探技術分析

2.1繩索取心鉆探技術

該技術在取芯的過程中不需要將鉆桿進行提出，便可將巖心給提取出來，當巖礦心將巖心管裝滿之后，也或出現巖心管堵塞后，通過專業的打撈提升工具，于鉆桿內部便可把巖礦心給取出來，這一過程避免提升整個鉆桿柱。

2.2液動潛孔錘鉆探技術

該技術的原理主要是通過沖洗液對液動潛孔錘進行帶動，實施鉆探工作，但液動潛孔錘在經受外部力量沖擊的過程中，其便會保這些能量向鉆頭進行傳遞，如此，巖石便可被鉆頭進行擊破。而沖洗液的輸送主要是通過泥漿泵來實現。在反復的運動過程中鉆頭能夠發出沖擊負荷，而且具有一定的節律性。而且該技術，能夠借以堅硬巖石的脆性特征，以及抗剪強度低的性質，更好確保鉆孔的質量，避免復雜狀況下出現的各種鉆進問題。

2.3反循環鉆探技術

該技術由于循環介質的差異，又有水利以及空氣反循環技術之分。前者是將水或者泥漿等向孔的底部進行輸送，通過鉆頭的提取獲得巖心。該技術可以將完整的巖石給提取出來，使得巖石的相關研究工作更加的精確，空氣反循環鉆探技術適合在干旱、缺水地區應用。

2.4組合鉆探工藝

對于組合鉆探技術而言，就是將各種鉆探技術進行有效的結合使用，彌補各技術的不同缺陷，充分發揮其技術優勢，達到良好的鉆探效果，實現揚長避短的目的。

3鉆探技術方面的具體應用

3.1繩索取心技術

繩索取心技術脫離了傳統鉆探施工的鉆桿，就可以實現對巖心的鉆進獲取。其應用方式是：在鉆探施工過程中，如果巖石的巖礦心填滿了巖心管，或者鉆桿出現了問題，這個時候可以借助繩索取心技術解決以上問題，再無需將鉆桿從鉆孔內提高來操作下，對巖心進行直接的提取。采用該方法，在鉆進較深區域的地質層，不僅降低了鉆具升降產生的時間浪費，提升了鉆探施工的工作效率，而且減少了鉆桿和鉆心的摩擦程度，避免了設備的損耗，延長了設備的壽命。現階段，在地質勘探鉆探技術施工中應用十分廣泛。

3.2液動潛孔錘鉆探技術

現階段，隨著液動潛孔錘鉆探技術的不斷成熟，在我國工程地質勘探施工中，應用十分廣泛。回轉鉆探技術借助于轉盤、回轉器、動力頭等設備，實現對鉆桿的驅動，進行鉆頭的回轉施工操作。在施工過程中，回轉使得鉆頭的壓力過大，會對巖石產生較大的破壞作用，便于對巖心的取出施工。采用液動潛孔錘技術，實現了對鉆頭能力驅動方式的改變，借助沖洗液，使得液動潛孔錘的沖擊力不斷增大，帶動了鉆頭的軸向壓力產生，從而產生較大的回轉力和沖擊力，可以有效的提升鉆工的效率，節約鉆孔過程中的施工成本，對于一些巖石層硬度較大，抗剪能力強的巖層等區域應用廣泛。

3.3組合鉆探技術

常見的組合鉆探技術是結合了繩索取心鉆探技術和反循環鉆探技術。該種組合鉆探技術可以適用于較為復雜的地質環境，對鉆探施工的工作效率有較大提升，可以有效的提升地質勘探結果的準確性和有效性。此外，還能降低鉆探施工的成本支出。

3.4新型鉆探技術

隨著科學技術的發展，越來越的先進技術被應用鉆探技術當中，尤其是新型的材料應用。例如借助超聲波技術生產的金剛石鉆頭，一定程度上提升了鉆探頭的質量，應用當一些干旱缺水的區域，鉆進的效率明顯提升，鉆頭的使用壽命也得到了大幅度的提高；沖洗液的不斷完善和革新，也提升了鉆探施工的效率，可以有效的降低施工后沖洗液的殘留問題。

4我國地質鉆探技術的發展趨勢

4.1鉆探方法的發展趨勢

目前我國鉆探方法已經無法適應社會發展的需要，其自身的缺點也就明顯暴露出來。我國地質鉆探技術發展，就是如何提高鉆探效率，減少工人施工強度，提升鉆探的深度和廣度，如何提高鉆探設備能力和改進提高目前鉆探工藝，嘗試利用最高效率的鉆探手段。我國地質鉆探方應該積極探索，不斷開發新的鉆探手段。

4.2地質鉆探設備的發展趨勢

我國地質鉆探工作越來越深入，表層和淺層的礦產資源已經十分匱乏，當下階段和未來主要進行深層鉆探。傳統的鉆探設備已經難以適應地質勘探工作進展。為了提高作業效率適應深層鉆探的需要，還需研發更高強度的鉆探設備，解決深部鉆探需要解決的相關問題，和一機多用的新型設備來適應不同的鉆探環境。地質鉆探也會根據某種具體的需求開發鉆探設備，進而研發一整套的配套設備。

4.3地質鉆探應用領域的發展趨勢

地質鉆探技術主要應用探明地下地質情況，礦藏的埋藏深度和厚度，巖芯樣品的化驗分析，目的層開發和開采工作，針對西部地區的深層礦物質的開采貢獻更為明顯。現如今，地質鉆探技術正在拓展其應用領域。不僅僅限于地質找礦，比如煤層氣和非常規天然氣的開發利用，水源地熱井利用方面，相信在不久的將來，地質鉆探技術的服務對象和服務范圍也會越來越廣。

5結束語

我國的經濟飛速發展，現階段我國鉆探技術還不完善。我們想要在地質鉆探技術方面獲得突破，最關鍵的就是提高鉆探的效率。我國需要加大新技術的推廣和普及，對于不同的使用條件和不同的地層勘探技術，也要不斷的進行完善，這樣才能使我國的地質鉆探技術才能更好地發展。

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（作者單位：新疆維吾爾自治區煤田地質局綜合地質勘查隊）