地質鉆探技術及應用

摘 要：隨著我國的社會經濟不斷的發展，地質鉆研技術成為了生產和生活中不能夠缺少的，因為人們的生活離不開礦物質和能源。我國的地質鉆探技術和使用設備比先進國家的水平差很多，但是近年我國的技術發展水平得到了很大的進步，與先進國家的距離在不斷地減小，我國地質鉆探形成了一套新型、先進的硬巖深井科學鉆探技術體系。本文就地質鉆探技術與應用進行了詳細的解析。介紹了地質鉆探技術，并和當前的實際情況有效融合，提出我國地質鉆探技術的發展方向和發展趨勢。

關鍵詞：地質 鉆探 技術 應用

一、引言

我國是一個礦產資源非常豐富的國家，礦產資源種類多，儲藏量大，隨著我國的地質勘探和探礦技術的快速發展，鉆探技術和工藝裝備都有了很大的進步。由于國家建設和發展，也加速了礦產資源的開采和鉆探技術的發展，但是我國的國土面積大，地質復雜，加大了鉆探技術的難度，所以針對不同地域和地勢需要不同的鉆探技術和裝備，要針對特殊要求、鉆探方法、鉆探設備、鉆孔設備進行了深入的討論。

地下找礦需要鉆機，由鉆機帶動鉆具向地下鉆，獲取實物地質資料并進行實際的檢測分析，根據巖土鉆掘工程的施工對象和地質環境不同，鉆機分為巖心鉆機、石油鉆機、水文地質鉆機、水井鉆機、工程地質勘查鉆機、坑道鉆機和工程施工鉆機等。與外國先進技術相比，我國的鉆探技術發展的晚，技術水平低，我國的立軸式鉆機已經很落后了，現在的全液壓動力頭鉆機一般都是由國外進口的，我國的鉆探技術水平不高，大大影響了地質調查的工作效率。

二、地質鉆探技術的分析

地質鉆探技術就是向地下鉆孔，提取地下實物，進行分析和估測地下巖層材質、地下礦物質儲量、地下礦物質的品級。我國鉆探技術常用的方法有：繩索取心鉆探技術、液動潛孔錘鉆探技術、反循環鉆探技術、組合鉆探工藝、定向對接井技術、新型節水鉆探工藝、新型沖洗液技術等。下面我們就以上常用的幾種技術進行具體的探討分析。

1.繩索取心鉆探技術

繩索取心是不需要提取鉆桿就能將巖心取出的鉆探技術，是用繩索和工藝設備來完成的，利用繩索取心鉆探技術提取巖心是通過巖心管和打撈工具產生堵塞狀況時，提取巖礦心。繩索取心鉆探技術是現在鉆探工程中普遍使用的，繩索取心鉆探技術具有取心質量高、技術操作簡便、適用范圍廣、效率高、鉆進深度低等特點被廣泛應用?？梢詼p少鉆具的在升降過程中的輔助時間，出現堵塞問題時，可以隨時打撈，繩索取心鉆探技術常用在鉆探地熱、冰層、天然氣、坑道、固體礦產等工程項目中，能夠在完成任務的前提下省時、省力、省錢。

2.液動潛孔錘鉆探技術

液動潛孔錘鉆探技術是基于回轉鉆探技術的基礎上進行改進的先進技術，大大節省了鉆孔的時間和成本，用泥漿泵內的沖洗液沖擊潛孔錘，壓縮工作彈簧儲存能量，當打開閥門，液流暢通工作室壓力降低，工作彈簧釋放儲存能量驅動沖錘下行產生沖擊，液動潛孔錘力作用給鉆頭，從而鉆頭做功，鉆碎巖層，液動潛孔錘對鉆頭不斷實踐有節奏的沖擊負荷，在沖擊和回轉的共同作用下碎巖，可以大大的增加鉆進速度，減輕孔斜。液動潛孔錘鉆探技術也能夠很好利用巖石抗剪強度特性克服其鉆孔質量低的問題，液動潛孔錘鉆探技術基本都是應用在巖石堅硬、脆性大的地質結構，工作量大，所以在使用液動潛孔錘鉆探設備時，應定期的檢查設備的狀況，避免設備部件的松動或損壞，讓設備磨損度降到最低。當前，這種鉆探技術主要應用在地質勘探、石化、金屬礦產、水電建材等領域。

3.反循環鉆探技術

反循環鉆探技術分為兩種，水力反循環鉆探技術和空氣反循環鉆探技術。兩種反循環鉆探技術是根據其傳播介質的不同就行區分的，水力反循環鉆探技術是通過將水、泥漿等循環介質通過循環方式傳送到其孔底，取得巖石材料并返回地面?？諝夥囱h是以壓縮空氣作為循環介質，通過雙壁鉆桿的外管將壓縮空氣送至孔底，空氣的劇烈膨脹變化產生空氣沖擊壓力促使潛孔垂撞擊孔底巖石，取得巖石材料并返回地面。水力循環鉆探技術得到的巖石是整塊的，能對巖層進行全面的分析，但是其工作效率和鉆進效率低，應用到巖石硬度低的地區效果較好?？諝庋h鉆探技術勞動成本低，氣舉反循環鉆井液流在鉆具內直接上返，攜帶巖屑能力強，巖樣清晰。但是得到的是巖石的碎屑，無法完全反映地層結構，，也給進一步的分析帶來難度，這種方法比較適用一些缺水或者干旱地質環境。

4.其它工藝技術

還有很多新工藝、新材料、新材料在地質鉆探中得到應用。新型節水鉆探工藝是專門針對干旱地區的地下水進行勘探。在新鉆頭研發方面，采用超聲波電鍍技術制造金剛石鉆頭的新方法，大大的提高了生產效率、鉆頭使用壽命、鉆進速度。在實際地質勘察工程中，由于地理環境問題，表現出巖層性質的多樣性，所以要組合鉆探技術，在不同環境條件下，根據每種鉆探技術優勢和特點來組合，從而能降低一定的成本并提高工作效率和效益。沖洗液在繩索取心雙壁鉆桿內壁結垢的嚴重問題也隨著新型沖洗液處理劑的研發得到解決，能夠有效的保護鉆具、提高其使用壽命.新的泥漿材料、泥漿體系也廣泛應用于地質探礦、水資源鉆探等領域。

三、地質鉆探技術設備

鉆探技術設備是是鉆探技術的關鍵所在，隨著鉆探工藝和鉆探方法的不斷發展，地質鉆探的水平也得到了很大的提高，地質鉆探設備是直接的用于鉆探施工過程中的機械設備，這些設備包括鉆機、動力機、泥漿泵等。鉆機包括：全液壓動力頭巖芯鉆機、新型中深孔鉆機、自動化智能化鉆機、立軸式巖芯鉆機等。目前，國內地質鉆探設備的主力機型仍為立軸式巖芯鉆機，而對于深部礦山區的鉆探工程，國產的坑道鉆機使用很便捷，得到了大規模地發展。在煤氣層鉆探中所采用的煤層氣鉆機大多采用水源鉆機、物探鉆機或進口鉆機，這也使得國內的煤層氣鉆機能有個廣闊的市場。

結語：

地質鉆探技術是一項十分復雜的系統工程，鉆探技術涉及到各行各業，這就要求地質工作人員了解和掌握各方面的知識。由于我國國土面積過大，地理環境和地勢環境的不同決定著地質勘察工程和項目的施工手段也是不同的，這要根據具體的情況進行分析，來制定具體的施工措置。地質鉆探的技術和施工人員應不斷努力和探索，總結經驗，不斷提高我國鉆探工藝水平，為促進礦產資源綜合效益的提高而不斷努力。

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作者簡介：

朱蘭濤，1985年06月20日出生，男，漢族，籍貫：山東省臨沂市，大學本科學歷，研究方向：地質技術。