地质钻探技术与应用研究

李训魁

中国煤炭地质总局第二水文地质队

地质钻探技术与应用研究

李训魁

中国煤炭地质总局第二水文地质队

随着我国经济发展速度的快速增长，现阶段很多钻探技术都不能满足社会发展的需求，在长时间的使用中，经常出现很多弊端，对我国地质钻探技术的发展产生了很大影响。为了能够有效加强我国在地质勘探方面的技术，必须要加强地质钻探技术的应用与研究，使其能够更好地为我国的地质勘探事业发展做出应有的贡献。本文通过对现阶段所采用的地质钻探技术在实际应用方面进行研究，并在此基础上对其未来的发展趋势进行分析，以提高我国在地质勘探领域的研究水准，充分发掘我国潜在自然资源。

地质钻探；技术；应用

1 引言

随着工业化进程的加快，地质钻探技术取得了明显进展。从目前的勘查现状来看，很多比较浅的矿产资源已经被很多开发商开发彻底，为了对其他一些比较深且开采困难的矿产资源进行钻探，就必须结合地质理论知识，对实际情况进行分析研究并进行实验，提高地质钻探效率质量，保证开采安全。

2 地质钻探

地质钻探是地质勘探的重要组成要素，地质钻探需要相关的钻探机械设备，在钻探的过程中利用钻探器械从地表向地下钻孔，进而获取地层中岩石和矿样，并对这些获得的岩石矿样进行分析比对，能够对地层中的矿藏种类，质量和埋藏位置进行有效判断，然后采取有效的开采方案，促进开采工程的实施。地质钻探在我国最先运用于寻找水资源和盐资源。随着地质钻探技术的发展和其他领域对该技术的需要，钻探技术被引入其他领域的地质找矿中去。随着人们生产生活的不断发展，对能源的需求量不断增大，人们对地质钻探技术更加地重视起来。

3 地质钻探技术及其应用

3.1 绳索取心技术

绳索取心技术不依赖钻具提出直接用钢丝绳打捞器提取出岩心，只有在钻头损坏或更换钻头时才会把钻具提出钻孔。采用绳索取心技术进行地质钻探的技术要点分别是：第一、绳索取心技术设备包括具有良好性能的钻杆、双层或三层的岩心杆、钢丝绳索打捞器等；第二、钻机的钻头需选用金刚石材料，因其具有高强的适应性；第三、需使用高性能的钻机和泥浆泵；第四、绳索取心技术操作人员需要进行专业的技术培训，掌握相应的技术要领。绳索取心技术因其效率高、节省钻进时间，广泛应用在工程地质勘探中。例如在天然气钻探、石油钻探、冰层钻探、矿产钻探中等多领域中。同时，绳索取心技术的钻孔深度不大，可有效减少钻杆与钻进的摩擦，延长钻孔设备使用时间。

3.2 反循环钻探技术

反循环钻探技术是一种全新的钻探技术，引领了钻探技术的一次新革命。可以将钻探技术分为水力循环和空气循环两种方式，而且进行钻探的时候，可以实现两种技术的交替使用。水力循环具有取心质量好、判层及时、时间利用率高等特点；空气循环技术具有循环效率高、成本低等特点，适用于干旱地区。进行地质钻探的时候，既可以单独使用某种技术，也可以根据地质地层结构结合使用两种方法。这两种方式经常使用于土资源调查中，担当着重要任务。虽然空气循环取样钻探技术利用率高、成本低，但是目前还没有取得地质研究人员的一致认可，没有进行推广应用。现在我国的地质钻探使用技术，依然停留在20世纪80年代的水平。由于我国地质钻探新技术应用毕竟还比较少，还不能实现钻探效率高的水平，导致进行地质状况复杂的钻探时，经常会出现各种各样的问题，影响了地质资源的开采。

3.3 液动潜孔锤钻探技术

我国在应用和研究液动潜孔锤这类钻探技术时，所取得的研究成果在世界上都是处于领先地位的。其工作原理为用冲洗液来带动液动潜孔锤工作，当外界的力量冲打液动潜孔锤时，液动潜孔锤同样也会将这部分能量传递给钻头，这时钻头就可以击破岩石了，施工现场的泥浆泵就是输送冲洗液的最佳工具，钻头的反复运动就可以产生有节奏的冲击负荷。作为回转钻探技术的一种改进技术，在冲击力和回转力的驱使下，液动潜孔锤钻探技术大大的提升了设备的钻进效率，并且也降低了钻探的成本。液动潜孔锤钻探技术还能够很好的利用坚硬岩石脆性大并且抗剪强度低的特点，有效的解决钻探复杂状况以及无法保证钻孔质量的问题。

3.4 组合式钻探技术

所谓组合式钻探技术，顾名思义便是将绳索取心以及反循环这两项技术进行组合而创造出的一种综合性钻探技术，该技术实现了对这两种技术应用范围上的合并，因而具有极强的环境适应性，并且可以基本满足大部分的钻探要求。对于部分干旱缺水或者是取心有难度的地区，可以借助反循环技术对地层复杂区域展开详细的地质钻探以及勘察，而对于某些深层次的钻探则可以借助绳索取心技术以完成。由于组合式的钻探技术在工艺上是对绳索取心技术以及反循环技术的优点融合，因而能够依据地质情况不同以及钻探要求不同而采用不同的组合方式以适应不同需要，以便其优势得以发挥、效率得以提高。

4 钻探技术在今后应用中的发展趋势

随着国内在地质勘察方面不断取得新的成效，各种表层地质资源基本已经处于开发殆尽的状态，因而在今后的一段时期里地质钻探都将会以深层次的钻探为主，显然传统的设备以及技术已经很难满足这一地质需要了，而为了能够实现对于深层地质的勘察采样，必须要研发具有更高强度以及更高科技的钻探设备与技术，使其能够适应各种环境各种要求的地质钻探作业。在全面提高整体钻探技术的同时，也需要针对部分特殊性任务进行设备与技术的研发，使其对于特殊任务或者是极端环境也能做到有效满足。

5 结束语

总而言之，工程地质勘查可以检测施工地点的地质特征、水文特征以及岩石特征等，为工程设计提供参考依据。钻探技术在工程地质勘查中具有重要意义，在实际应用中，根据地质的具体情况选择合适的钻探方法、设备，保证工程地质勘探结果的准确性，提高工程施工的质量安全。目前，应该加大钻探技术的研究投入，深入了解钻探技术相关知识，促进钻探技术水平的提高。

[1] 杨洪.地质钻探技术及应用研究[J].中国新技术新产品，2016，10：111-112.

[2] 贾俊涛.地质钻探技术与应用研究[J].科学中国人，2016，09：31.