淺析地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用

龍秀銀

摘 要 隨著社會經濟的快速發展，資源緊缺問題越來越嚴重，通過加強地質勘探，能夠為資源開采提供可靠依據，而地質巖心鉆探技術是資源勘探中的常用技術類型。對此，本文首先對地質巖心鉆探技術在資源勘探中的作用進行介紹，然后對地質巖心鉆探技術的常見類型進行分析，并結合實例，對資源勘探中地質巖心鉆探技術的應用要點進行詳細探究。

關鍵詞 資源勘探;地質巖心鉆探;具體應用

引言

在礦產資源開發利用中，要求根據礦區地質條件選擇適宜的勘探技術類型，詳細了解勘探區地質條件，然后據此進行資源開采。在地質勘探中，鉆探技術能夠從地質巖心中獲取樣本，在資源勘探中應用范圍廣泛，能夠保證資源勘探的高效性。因此，亟須對地質巖心鉆探技術在資源勘探中的應用進行深入研究。

1地質巖心鉆探技術在資源勘探中的作用

在資源勘探領域，科學技術發展迅速，資源勘探技術類型不斷增多，并且其應用市場正逐漸朝向多元化方向發展。在資源勘探中，如果需從地下環境中取得實物巖礦樣品，只能應用鉆探技術。由于資源勘探和開采建設速度不斷加快，同時很多礦區地質、水文環境比較復雜，因此，原有的鉆探技術已無法滿足實際需要。為了保證資源勘探結果的準確性，應對地質巖心鉆探技術的應用現狀進行深入分析，并不但優化地質巖心鉆探技術，提升其在資源勘探中的應用水平[1]。

2資源勘探中地質巖心鉆探技術的具體應用

2.1 繩索取樣技術

在資源勘探中，繩索取樣技術的應用范圍廣泛，繩索取樣技術的可操作性強，并且勘探結果準確性高。在繩索取樣技術的應用中，需采用繩索取出鉆桿柱中的取樣管，在此過程中無須移動鉆探柱，一般只需在鉆頭檢查時提起鉆桿柱。繩索取樣技術的鉆孔效率比較高，鉆孔深度低，可保證巖心質量。在繩索取樣技術的實際應用中，主要工具為巖心管以及打撈設備，鉆孔所需時間比較短。另外，在鉆探過程中升降鉆桿比較少，因此能夠有效降低鉆頭摩擦力，進而延長鉆頭使用壽命。現如今，繩索取樣技術主要被應用于石油、天然氣、地熱等資源勘探中。

2.2 空氣反循環連續取樣技術

在空氣反循環連續取樣技術的實際應用中，有不同的鉆具組合形式，據此可分為兩種工作原理：第一，孔底局部正循環鉆進;第二，全孔反循環鉆進。如果采用普通鉆具進行鉆進施工，則壓縮空氣可通過雙壁鉆桿環狀間隙傳輸至孔底，進而驅動孔底潛孔錘，使其做功，對巖石進行破碎，然后再通過孔壁間隙上返，并經正反轉換接頭進入內管中心通道中，最后返回地面。在鉆探過程中，壓縮空氣不僅可作為沖洗介質，同時還能夠提供充足動力。另外，如果采用貫通式鉆頭，則在鉆探過程中，壓縮空氣可通過雙壁鉆桿之間的間隙專遞至孔底，然后再通過鉆頭進入內管的中心通道中，最后返回地面。具體的工作原理如圖1和圖2所示[2]。

3地質巖心鉆探技術在資源勘探中的應用實例

3.1 工程概況

某鐵礦勘察區域地勢平坦，在資源勘探中，采用鉆探技術，鉆孔位于黃土覆蓋區，植被較少，V字形溝谷發育，在地質結構、巖土類型、環境因素以及人類活動等因素的影響下，容易引發滑坡地質災害。在本次資源鉆探中，采用繩索取心鉆探技術。

3.2 鉆具級配

在本次鉆探施工過程中，為了保證鉆探施工安全性，采用三開井身結構形式，在第三開完鉆后，即可終孔。對于鉆機額定災害，可綜合考慮最大鉆具的重量以及卡鉆時允許上提的載荷進行計算。在本次鉆進施工中，設計鉆孔深度為1400m，在鉆機設備配置方面，應堅持鉆機負荷選擇原則，同時滿足井控配套要求，確保滿足2000m鉆井施工要求。鉆井設備要求如下：①鉆井深度應控制在2000m以上;②在轉盤面高度控制方面，必須保證防噴器組設備安裝施工要求;③準備全套鉆井工具以及儀表;④鉆機轉盤底座、游動滑車、井架、絞車等均必須符合質量控制要求;⑤井控設備。

3.3 采樣要求

①根據巖心的筒順序，采用從下而上的方式依次擺放，確定巖芯順序。②對準巖芯茬口，清理假巖心，根據施工現場布置情況擺放磨光面以及破碎巖心，采用鋼卷尺對巖心長度進行測量，并做好編號。③對于取樣巖心，應畫出指示鉆頭方向的箭頭，對頂底位置做好詳細記錄，并標注巖樣編號。④對于普通巖心，可采用直徑為1：1的比例進行劈分，對于部分可進行化驗取樣，其余部分可入庫保存。⑤在較大巖樣中，選擇一塊進行鏡下觀察，多余部分可裝袋，用于其他化驗項目中。

3.4 繩索取芯鉆進技術

在礦區鉆進施工過程中，如果鉆壓突然升高，則巖心已充滿巖心管，或者巖心已發生堵塞問題，對此，應立即停止鉆進，然后卡斷巖心，并提起鉆具。采用夾持器夾住鉆桿，卸載鉆桿，并采用下放打撈器進行打撈。如果水位正常，則可通過孔口投入內管總成，然后與鉆桿進行連接，在開泵后，通過應用沖洗液進行向下壓送。如果泵壓升高，則內管總成已安裝到位，可進行鉆進施工。在將內總管提升至地面后，可從接頭處卸載，然后從巖心管中取出巖心，在此過程中，可采用橡膠錘敲擊內管，然后再對內管總成進行清洗。

3.5 鉆探技術成果

在該礦區資源勘探中，通過應用繩索取心鉆探技術，鉆探效率比較高，能夠有效減少勘探人員工作強度。另外，通過采用適宜的鉆孔結構形式，能夠保證鉆孔施工的順利進行[3]。

4結束語

綜上所述，本文主要對資源勘探中幾種常見的地質巖心鉆探技術進行了分析，并結合實例，對繩索取樣技術在礦區資源勘探中的應用方式進行詳細探究。現如今，各行各業發展迅速，對于礦產資源的需求量也不斷增加，在資源勘探中逐漸涌現出很多新型技術類型，對此，應根據不同資源類型、不同地質環境選擇適宜的勘探技術，并加強鉆探設備質量管控，保證其使用性能，提升資源開發效率。

參考文獻

[1] 杜德鵬.地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用[J].百科論壇電子雜志，2019（8）：673.

[2] 王小俊.資源勘探中地質巖心鉆探技術的應用探析[J].科學與信息化，2018（23）：89.

[3] 張彪.地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用研究[J].世界有色金屬，2018，514（22）：242-243.

作者簡介

龍秀銀（1986-），男，重慶大足人;學歷：大專，職稱：水工環工程師，現就職單位：重慶華地資環科技有限公司，研究方向：勘察與鉆探。