钻探工程技术体系与钻探技术现代化

张成刚

【摘要】本文主要围绕着钻探工程技术展开分析，论述了钻探工程的技术，同时，分析了如何更好的完善钻探工程的技术体系，提升现代化水平，以期可以为今后钻探工程施工提供。

【关键词】钻探工程；技术体系；现代化

一、前言

在钻探工程施工的过程中，必须要重视施工的技术问题，采取有效的施工技术，不断完善钻探工程的技术体系，只有这样，才能够实现现代化施工的技术要求。

二、钻探工程技术现状与应用领域

1.钻探设备及钻探技术现状

矿产资源紧缺的状况已有目共睹，如何加强矿产勘查，保证矿产资源供给已迫在眉睫。经过几十年地质工作者的不懈努力，如今表层矿床已经勘查和开发的差不多了，21世纪面临的多为深层地段的探矿，这种深层矿层钻探勘查对取心（样）、钻进速度、工程成本、安全防护等方面有更高的要求。面对深层矿产的勘查，除了理论支持以外，钻探验证至关重要。在系统勘探矿床的地质情况下，探明和圈定地下矿体的边界线，了解矿产品质时，在配合地下坑探工程在深部大致了解矿床的延伸情况及矿床地质情况时，都离不开钻探。钻探工程一直是矿产勘查的重要技术方法之一，是直接从地下岩层获取实物样品的唯一途径。但是应该看到，我国目前存在钻探設备陈旧老化、技术方法落后、钻探效率低等诸多问题。因此，加强矿产资源的勘探开发，大力推进钻探技术与装备的现代化，研究开发先进钻探技术、装备是十分迫切的。

2、钻探技术应用领域

钻探技术应用愈来愈专业化。其专业化主要呈两种表现方式：第一，在矿种方面趋于专业化，如膨润土矿钻探、硅藻土钻探、铝土矿钻探、砂矿钻探、高岭土矿钻探、盐并钻探等。第二，在施工区域方面趋于专业化，如卵砾石层钻探、黄土地区钻探、水上钻探、污染地区钻探、河谷区钻探、冻土层钻探等。近年来我国加大投资力度向地质找矿勘查倾斜，特别加强铁矿、煤炭的勘查，许多新技术的运用也更多地在这两个领域得到实践，如在煤炭勘查方面，已有大批勘察单位采用MRD钻探技术，它可以取芯、可以在坚硬岩石里定向运动，先垂直向下，然后水平钻进，按你的要求轨迹运行。简单地说，如果有一个事先打好的孔，它可以摸到那个孔位。这种技术还在石油和天然气勘察中得到广泛运用，由此可见，其专业化在矿产勘查中的作用越来越明显。

除上述以外，还有考古钻探钻孔采矿（如溶盐采卤）等都需要采取各种钻探技术工艺。

三、钻探工程技术体系

在不同的应用领域钻探技术采用的钻探工具是不尽相同的，但是最基本的技术体系都是由钻探工具、钻探设备、钻探对象和钻探工艺方法组成的。按照技术来划分包含：科学钻探技术体系、石油天然气钻进技术体系、固体矿产地质岩心钻探技术体系、水文水井技术体系、工程地质勘查等等技术体系。以下简略介绍一下固体矿产地质岩心技术体系和科学钻探技术体系。

固体矿产地质岩心技术体系可以钻遇坚硬的沉积岩、火山岩、变质岩等，钻孔深度为中等，主要才去的是以金刚石取心钻探的方法为主，也可以运用绳索取心和液动锤等方法。

科学钻探技术体系主要是钻遇沉积岩、火山岩、变质岩等结晶岩为主，而钻井的深度是最大的，其中海洋科学钻的深度和口径是最大的。工艺方法采取的是以体系地质岩心钻探取心技术和石油钻井相结合的组合钻探技术体系。

四、钻探技术现代化的几个关键问题

我国钻探工业现代化之路有一系列亟待解决的问题，其中关键的影响全局的重大问题有：

1、战略与决策问题首先是国家的作用。有人认为市场经济下工程技术进步单纯靠市场、靠竞争就能发展起来，钻探技术研究没有必要国家投资，从事这方面研究的科研单位全部轰赶到市场就行，于是积极加入转企的行列。科研院所转企是国家科技体制改革的方向之一，对于市场前景好，条件具备的研究院所应当向这个方向积极努力发展，但是对于服务于整体上尚没有形成市场机制的地质工作的钻探工程来讲，目前不具备这样的条件，或者更准确地说不完全具备条件。为什么市场条件更好的矿产资源研究单位不转企而进入创新体系，同样的从事物探和分析测试的勘查技术研究单位也不转企，唯独只将钻探技术研究所列入转企行列？这充分反映了上层决策的偏颇。实践结果也表明单纯靠市场，严重影响了钻探技术的现代化发展，反过来给地质调查和矿产资源勘查工作拖了后腿。

2、顶尖科技创新人才和野外施工现场技术人

钻探工艺技术水平要与世界先进水平看齐采用世界主流施工技术占大多数（如地质岩心钻探体系中金刚石、绳索取心比率达70以上），有大量独立开发的新技术（如液动锤）。

装备水平具有很强的国际竞争能力衡量指标有技术性能参数、故障率（无故障工作时间）、使用寿命、操纵性能、安全性、运移性等；设计理念的现代化，主传动系统液压化，控制系统电液化和智能化；产品可大量出口。

五、在钻探工作中的钻探装备与钻探技术创新

1.钻探装备

钻探装备又称钻探设备，是钻探工作中起决定性作用的因素，它是钻探行业生产力发展水平的标志。要改变现行钻探工作中，人干一半，机器干一半的重体力活的状况，就需要钻探技术工作人员不断地改革与创新钻探设备与钻探技术。80年代探矿钻机以XY-4为代表，探明了大部分800m以内孔深的资源，800m以内的资源大都开采完或逐渐减少。2000年以后，随着矿产资源的短缺，以XY-4-4、XY-5机型为主体的探矿设备，揭示了很多1400m深度以内的矿产。以后矿产资源开采，一是浅部越来越少，往深部发展；二是国外资源的利用。今后钻探设备的设计方向，钻机控制系统要电子化，人性化，井内观测影像清晰、准确化。

2.加强并提高钻探技术创新

技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过钻探技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。

加快培养高素质钻探技术人员，推广应用先进的钻探设备。目前，我国许多地质钻探技术人员和工人缺乏施工操作经验，不少人甚至对过去常规的钻探操作，如金刚石钻进与绳索取心技术都不会或掌握不好，也少有深孔钻探技术经验，其工作难度可想而知。如广西地矿局曾在桂北2个大型铅锌矿实施了2个750m的钻孔，当钻探超过300m地质结构变繁杂技术操作难度加大时，年轻的钻工技术过不了关，只能请退休的老机班长来。试想一下，一个连常规的钻探技术和设备都不能掌握的技术人员又怎能指望他去运用先进的钻探装备呢？新型的地质装备技术含量高、价格昂贵，必须培养具有相应文化素质和实际工作经验的技术人员和工人来掌握使用。

3.在钻探工作中要加强新方法、新技术的推广应用

钻探技术的新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展。

六、结束语

当前，在钻探工程施工的过程中，施工技术水平还有待提升，所以，未来要加强对钻探工程施工技术的研究，逐步提升工程施工的技术水平，保证施工的有效性。

【参考文献】

[1] 谢步升.关于发展我国地质钻探机械的几点看法[J].企业技术开发，2013（19）.

[2] 李常茂.大力推广地质钻探新技术，促进地质技术进步[J].探矿工程，2013（1）.