地质钻探技术及应用研究

梁 玮 张义森 黄少华

东北煤田地质局一二八勘探队

地质钻探技术及应用研究

梁 玮 张义森 黄少华

东北煤田地质局一二八勘探队

地质钻探技术属于学科技术，具有较强的复杂性。在中国，地质钻探技术发展历史很久远，很早以前就开始大范围的应用。我国土地辽阔，矿产资源种类很多，储量也是巨大的。我国的领土面积位居世界第三，拥有大量的资源，实行改革开放之后，更加注重地质勘探工作，积极开发矿产，更好的促进了国内经济发展，从而也推动了社会的进步。最近几年，中国的现代化建设步伐越来越快，这也带动了工程地质钻探技术的深入发展。基于此，本文将着重分析探讨地质钻探技术及应用，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

地质；钻探；技术

1 地质钻探技术要求

在工程建设中，地质勘察工作是确保工程建设能够顺利实施的关键。工程施工建设对于地质钻探技术的要求很高，在具体的钻探施工过程中，需要综合考虑多个方面，比如岩层提取率必须在 80%以上，而夹层的采取率必须在60%以上。对于不同岩层，需要采用不同的钻探技术，而且还需要及时调节钻探速度。另外，在水文地质勘察中，为了确保地下水位测试以及水文地质试验能够顺利进行，必须综合考虑水层位置以及水文实验要求确定钻进位置以及钻进方法。除此以外，对于不同含水层，还需要进行分层止水隔离处理。

2 地质钻探技术应用

2.1 反循环式钻探技术

反循环式钻探技术是地质钻探技术中一种全新的钻探技术。反循环式钻探技术可以被认为是地质钻探领域的一次伟大的革命。反循环式钻探技术包括两种空气反循环和水利反循环。反循环式钻探技术的优势在于可以在同一个钻孔中使用两种方法进行钻进转换。空气反循环成本低、效率高，在干旱地区应用具备极强的现实意义水利反循环能够获得优质的取心，判层及时，应用效率高。因此，在进行地质钻探的时候，可以将反循环式钻探技术的两种模式搭配起来使用，也可以分离开来使用。反循环式钻探技术应用成本低，工作效率高，在国土资源调查过程中占据着举足轻重的地位，然而现阶段还未获得地质工作者的普遍认可，因此，现阶段我国使用的很多技术还是传统的上个实际年代左右留存下来的技术。受技术条件的制约，地质钻探工作的质量、效率普遍不高，而成本却往往较大，严重的制约了钻探技术在地质工作中的发展以及应用。

2.2 绳索取心钻探技术

与其它地质钻探技术相比，绳索取心钻探技术最大的优势在于不必提钻取心，其工作原理是在岩矿心里装满岩心管或岩矿心堵塞的时候，利用专用的绳索与打捞工具将岩矿心从钻杆柱中吸纳出来，孔内的钻杆柱不必被上提出地面，只有更换钻头或是检查钻头磨损情况的时候才需要将钻杆柱提出地表。毋庸置疑，绳索取心钻探技术有效的减少了升降钻具的辅助时间，钻进的效率得以提升。另外，因为不必“提上放下”，钻探机械因升降磨损消耗的情况被最大程度的避免，升降钻杆柱冲洗液冲击孔壁的作用力被降低，孔的质量以及安全性得以保障。现阶段，绳索取心钻探技术运用的地方比较多，但也未实现普及。

2.3 液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤钻探技术具有坚硬、致密等特点，常用于脆性地层钻进中，极大地提升了钻进效率。因为此种技术是在回转钻进基础上通过增加液动锤而实现的，在进行钻进时，必须对设备的紧固件松紧情况进行检查。当液动潜孔锤钻探技术应用于大直径、潜孔等施工环境时，可以同时联合减震稳流平压的空气室操作，这种方式对液动潜锤性能的稳定具有很大作用，同时还可以保护泥浆泵和地面设备。液动锤可以在含量较多的固相和微粒泥浆环境下进行反复转动，所以必须使用质量较好的高质量泥浆。如果泥浆质量达不到标准，不仅造成了液动潜孔锤的内部零件损坏，还会阻碍液动锤的正常作业。进行操作的时候，泥浆必须保证含沙量低、粘度密度低、润滑性能好。泥浆材料必须具有低粘、低密度、低失水、高润华性。进行直径液动锤钻进的时候，还应该及时观察泥浆的净化工作，可以使用净化设备或者沉淀的方法进行操作，除此之外，还要在泥浆泵的莲蓬头位置设置过滤装置。

2.4 组合钻探工艺

组合钻探工艺是一种将空气循环连续取样和水利反循环结合的新技术，与空气反循环连续取样原理一样，但是此种技术主要以液体作业循环介质，使用连续取柱状岩心方式钻进，可以结合金刚石绳索、空气反循环等的优点，具有取心质量好、劳动强度低等特点，但是与反循环钻探技术相比，钻进效率比较低下，而且不能及时了解钻地层的结构。此种技术经常使用于干旱缺水、取心艰难的地质勘查中。该技术自推广以来，率先在青海、新疆等地区得到应用，与传统技术相比，可以将操作效率提升5倍以上，同时降低了成本。此种技术在国内地质钻探中具有很好的应用前景。

2.5 新型节水钻探技术

新型节水钻探技术经常使用于干旱地区或者地质层深部有水的钻探中，在工作柱塞反复运动和驱动力孔内节水钻具等的作业工作，不接触孔壁，不耗费水资源，具有钻探效率高、节省水资源的特点。在此种技术的广泛使用下，解决了干旱地区宝贵的水资源，降低了作业人员的劳动强度，而且此种技术应用到漏失钻探孔中，不用填充堵漏料，减少了对环境产生的污染。

总而言之，就如今来说，社会经济的发展是离不开矿产资源的支撑的，现阶段，大部分处于浅层而且易开采的矿产都被开发了，余下的都是处于深层、地质复杂、很难开采的矿产资源，或者是开采难度非常大的矿产，在探测开采这类矿产资源时，不但要根据有关的理论知识，还要实地研究和实验钻探技术。这就对地质钻探技术工艺和设施提出了更高的要求，也就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

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