机械设备在地质勘查与地质钻探中的应用研究

■梁丽 张骏 张锋

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院河南郑州450001）

机械设备在地质勘查与地质钻探中的应用研究

■梁丽 张骏 张锋

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院河南郑州450001）

随着我国社会经济快速发展，促使我国地质工作获得了前所未有进步与发展。现阶段，由于我国矿产资源还是十分紧缺，可以开发的地质表层矿床也变得越来越少。由于我国绝大多数矿床为深层，然而在钻探和勘查这种深层矿床时要求十分高。而矿产资源本身又属于一种不可再生的资源，使得我国对矿产资源的需求量越来越多。本文分析了在地质勘察以及地质钻探过程中机械设备的应用情况。

机械设备地质勘查地质钻探应用策略

近些年来，在我国的地质勘察过程中已经相继取得了一些成效，并且在实际的地质勘探过程中，机械设备也获得了很大的发展。并且成为地质研究中不可或缺的地质机械设备。利用机械设备能有效的完成各种难度较高的工作。同时还能将其对工作人员自身安全的损害降低，最终将地质勘察工作的真实性大大提升，实现大幅度提高工作效率的目的。

1　合理应用地质钻探技术

随着我国社会经济的高速发展，促使我国在地质勘查寻找矿产方面逐渐加大了投资的力度，特别是在勘查铁矿以及煤矿方面，逐步加大了力度，将很多新的勘察钻探技术广泛地运用到了勘察铁矿以及煤矿两个领域，例如：在勘查煤矿时有相当一部分的勘察部门已经应用到了MRD钻探技术，如果在运用这种钻探技术时能够将一个孔事先打好，并且找准孔的合理位置，并且将这种钻探技术在勘察天然气以及勘察石油领域得到了广泛地应用。

2　加强新工艺技术的应用，切实注重成本的优化

对于我国很多地区而言，由于本身十分干旱和缺水，使得地质情况出现了很严重的破碎以及漏失的问题，所以，我们在实际对地质进行钻探施工时如果仅仅是采用传统的方式，将循环液用水来代替，那么势必需要配备专门的供水车，甚至还要到很遥远的地方去拉水，因此，会大大增加运输水的成本。即使应用了节水的钻探技术，但是，其供水成本依旧是很高的。所以，为了能够将缺水地方的钻探问题有效地解决，逐步研究出了一种空气组合新技术，促使这一问题得到了有效地解决。而这种空气组织新技术，主要是在传统的节水钻探技术上逐渐发展起来的，主要是对空气以及少量水的泡沫进行了应用，从而通过有机结合科学先进的空气钻进技术以及绳索取芯钻探技术，促使这种钻探技术的钻探效率获得了大幅度地提高。与此同时还将所耗费的资金也很大程度上减少了。所以，对于空气组合新技术而言，它有着很好的节约资金的优点。

3　加强射流式的双管钻具技术的应用

由于一些地方的胶结是比较松散的，所以，在对其振动时常常会将容易破碎的地方破坏，使得取心率大大降低，仅有10%到30%，所以，要想将这一问题得以有效地解决，需要将射流式双管钻具技术加以合理的应用，从而将钻探的采心率很大程度上提高，保证地质的完整性［2］。以某新型单动双管钻具为例，其结构如下图所示。由于其超前侧喷钻头能改变冲洗液流向，使得冲洗液通过钻头的侧面而喷出，这样就能确保岩心在钻头内不被腐蚀，也能将冲洗液流速降低，确保钻头前部岩心得到保护。而在破碎和软弱地层利用这一技术进行钻芯时主要是考虑到卡簧的作用在此时已经失去，所以主要是利用爪簧在岩心上行过程中张开，而在下行过程中收拢，进而确保岩心只进不出。尤其是将爪簧和超前侧喷钻头进行有机结合，能更好地的在复杂地层中，进行钻样取芯。

4　地质勘查以及钻探机械设备的发展前景

4.1逐步广泛推广和使用液压技术

对于地质工作来说，液压技术属于一种十分重要的技术，所以，在实际应用这项技术时应该在卡夹联动的过程中，逐步实现钻具的机械化。现阶段，在我国所研发出来的众多地质机械设备中，潜孔锤跟管的设计思路得到了高度地重视，由于这些机械设备本身的钻进速度是十分快的，所以，能够将传统机械设备的一些问题有效地解决。相信在未来，随着我国不断发展的地质勘查工作，传统的地质机械设备一定会被先进的机械设备所代替，从而不断推广和使用液压技术。

4.2逐步实现地质机械设备的多能化

随着我国科学技术的不断发展，已经在各个领域应用到了机械设备智能化技术。也正是因为这一技术的广泛应用，不但使得机械设备的性能得到了有效地丰富，同时还能从不同的地质类型出发，将不同的钻井技术选择出来，从而大大提高地质工作的效率。所以，在未来，智能化的地质机械设备必将会成为其发展的趋势，并且会很大程度上促进我国地质工作的顺利进行。例如在一台设备中加强智能化技术的应用，就能结合不同的钻孔口径和深度以及地层的实际，采取针对性的钻井工艺就显得尤为必要。以水井型的钻机为例，其从传统的单一性冲击、回转等方式，逐步演变成回转、冲击甚至将二者进行有机结合的方式进行钻进。而在这一钻井过程中，钻杆式的钻机，主要是采取冲击回转循环、潜孔锤以及大扭矩螺旋和双层管等多元化的方式实施钻进，而立轴式的转机，主要是采取高速回转和小口径等方式实施钻进，而为了低速钻进，则需要采取低速大扭矩的方式和相关的辅助装置下就能完成。

4.3逐步实现养护形式多元化

在现代地质工作中，我们所面临的地质环境正变得日益恶劣。为了更好地将机械设备在地质勘探工作中的作用有效的发挥出来，我们应从细节入手，切实强化地质机械设备的管理和维护。尤其是在运输环节，必须做好对其的防护，才能更好地促进其性能发挥的同时提高地质勘探工作效率。例如在地质勘探工作中采用的定向钻进机械设备，我们只有切实强化的对其的养护，才能促进其稳定性以及承载力的提高，使得机械设备的使用寿命大大延长，保障地质工程的安全、稳定开展［3］。但是养护的方式应不断的改进和完善，从传统的人工养护逐步转移到专业化的养护上来，加强养护专业技术的学习和应用，尤其是应注重细节，对其实施全生命周期的养护，才能更好地促进其性能的发挥。

5　结束语

综上所述，要想切实提高地质勘探工作的质量与效率，就要不断加大研究钻探技术与设备的力度，从而将更加先进的钻探技术以及工艺流程应用到其中，很大程度上促进我国地质工作的顺利进行与完成，这就需要我们在技术、资金、人才等方面强化对其的投资，才能更好地应对日益复杂的地质勘查环境。

［1］俞宝鹿.钻探设备点检制在地质勘查单位中的应用 ［J］.装备制造技术，2007，04：91-94.

［2］王春莲.论地质勘查钻探设备及其技术创新策略 ［J］.机电信息，2011，36：98-99.

［3］赵庆年.地质勘查中钻探设备及技术应用探索 ［J］.产业与科技论坛，2013，17：68-69.

F407.1［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-322-1