地质钻探技术与实践分析

曾广涛

云南省地质矿产勘查开发局816队

摘要：社会的发展和科学技术的进步，对资源和土地提出了更高的要求，所以，地质钻探技术对国民经济发展有重大的促进作用。地质钻探技术的提高，解决了当今社会在发展过程中出现的资源短缺问题，对人类可持续发展有着深远的意义。地质钻探技术是取得地下实物资料、验证地下信息并作出判断，最后圈定矿体，评估品位的技术手段。钻探技术是实现了宏观影响大成果的支撑。我国的钻探技术虽然跟国外先进水平有差距，但是经过长期经验的积累和发展，也取得了一定的成果。本文分析一下地质钻探技术和实践。

关键词：地质；钻探技术；实践

跟随世界各国对矿物和金属越来越大的需求，全球固体矿物采矿投资增长了20%，说明了钻探技术的重要性。国外的地质钻探技术并没有根本性的突破，普遍都是用口径小的金刚石绳索取芯钻探技术，然后如果有不同的矿种或者不同的情况，再辅佐其他的钻探技术。我国的钻探技术虽然和国外的先进技术有差距，但是经过中国专业人员的研究和实践，已经有了很大的发展，取得了不错的成果，已经有了一套具有国际先进水平的硬岩深井科学钻探技术体系。而研制的螺杆马达、液动锤和金刚石的结合，属于世界首创，在国际中占据重要的地位，是先进的技术。

一、钻探技术及其现状

地质钻探技术历史悠久，也是人类赖以生存的重要技术，我国的地理环境，广阔又复杂，同时也存储着大量的矿产资源，而且资源种类很多。研发先进的钻探技术是促进我国科技和社会进步的基础。地质钻探技术包含的内容非常广泛，对国民经济能够起到促进的作用，人类的发展跟钻探技术是不可分割的，钻探技术的提升，就是提升社会经济。

目前，我国资源短缺的问题制约了国民经济的发展，所以，地质钻探技术越来越受到重视，地质钻探技术新技术、新项目的开发，使地质钻探技术进入了一个新的时期。但是实践中的钻探技術并非如此[1]。当前最先进的金刚石绳索钻探取芯法，在国内还没有得到广泛的普及，而且虽然一些其他的技术投入使用，但是实践中没有想象中大范围的推广使用。

二、钻探技术的分析

（一）多工艺空气钻进技术和定向钻井技术

多工艺空气钻在干旱地区应用很广，可利用空气、泡沫等物质作为循环的介质，潜孔锤在我国金矿的勘察中以及非开挖铺设管线的施工中的到广泛的利用，而且效果非常好。在实践中，定向钻进除了广泛的运用到了矿产开发中，还用在水井、坑内钻探等工作中。

（二）液动锤钻进技术

液动锤钻进技术也被称为液动冲击回转钻进技术，重要是应用在硬岩层中，可以提高地质工程的钻进速度，效果非常明显。这个技术防止孔斜效果也很好，液动锤的直径在35-150mm之间，所以经常用在地表孔和坑内勘察孔工作中[2]。

（三）绳索取芯钻进技术

绳索取芯钻进技术，经常用在地表、坑内的地质勘查钻孔的工作中，采用的设备是摩擦焊和等离子焊接头，还有国产的650N级高强度低合金钢管，可以实现2503米的钻孔深度，有效的提高了钻探的速度和取芯质量。

（四）金刚石钻进技术

地质工程中用到的钻头种类很多，有人造金刚石孕镶钻头，聚晶钻头还有天然金刚石钻头，这些钻头使用量大，应用也很广泛。国内钻头制作包括浸渍法和热压法的钻头，还有使用了低温电镀和真空烧结法的钻头，同时还开发了震动钻进、水力喷射和冲击反循环钻进技术，效果也很好。

三、地质钻探技术的实践分析

对于地质钻探技术的实践，本文会举两个例子来进行描述分析。

（一）乌深1井的实践分析

乌深1井在河北省南皮县乌马营镇。主要的任务是探查乌马营镇潜在山构造带。本井为四开井，底层复杂，穿过多个不同的压力层系。

1、优化井身结构。为了使井身结构更加的科学合理，专家经过研究在本来的两套设计方案中，选取了其中一套。选取的方案存在着大尺寸井眼裸眼井段长、成本高，机械钻速低等困难，因此在井身结构中留了一层储备套管，应付状况的出现。

2、提高大尺寸井眼的机械钻速。乌深1井的全井平均机械钻速为1.51m/h，全井共用660.4mm旧牙轮一只，444.5mm牙轮钻头17只，311mm钻头38只，215.9mm牙轮钻头3只[3]。影响机械钻速的主要因素是钻头类型和钻井参数还有水力作用。只有钻头类型和地层匹配得当，才能发挥其他因素。选择材质优良的钻头类型，有利于声波曲线确定岩石的可钻性，合理的使用PDC钻头，在本井的三开井段使用了川克钻头厂生产的金系列钻头7只，效果很好。

3、钻井液工艺技术。乌深1井自上而下根据所钻地性特性的不同，设定了不同的体系。通过采用硅稳定剂、加大磺化类处理剂用量、严格的控制高温高压、提高钻井液的密度四个方面提高了硅基防塌钻井液的防塌能力。

（二）对煤层气钻探技术的实践分析

我国煤层气钻机的理论和技术研究不足，而且，煤层气的开发很晚，设备借用的常规油气钻井设备，体积大而且成本高。结合我国煤层气的资源状况，要加强对煤层气钻井设备的理论和技术研究。

采用绳索取芯技术的注意事项。钻进过程要注意，如果井斜度过大，就会对后期的割芯和取芯过程造成很大的影响，在钻进的开始，就要保证钻塔的安全，按照规定惊醒，钻机的中心、钻杆、井口在一条直线上，确保钻机处于水平状态。取芯过程中，保证井内的清洁，加强对冲洗液的控制度，确保在取芯过程中，遇到的岩屑能够排除，不然会对取芯造成影响。在钻井场地准备好高密度钻井材料，如果有井喷的情况发生，就及时的采取边循环边加重压井法。

结语：

世界各国对能源的需求逐渐升高，一些常规能源已经不能满足社会的发展，所以，就要开采更多更好的资源，所以钻探技术就显得越来越重要，世界各国也致力于对钻探技术的研究。地质钻探技术也一直是我国重视研究的技术之一，钻探技术的发展是我国社会发展的支撑。

参考文献：

[1]王兴龙.解析资源勘探中地质岩心钻探技术的应用[J].江西建材，2014，（7）：221-221.

[2]陈兵.论地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].黑龙江科技信息，2013，（24）：118-118.

[3]崔海龙，骆建文.有关地质工程钻探技术与工艺分析[J].赤子，2012，（12）：151.