小口径固体岩芯深孔钻探技术

杨 延 东

(山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西 太原　030006)



小口径固体岩芯深孔钻探技术

杨 延 东

(山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西 太原030006)

论述了钻探工程对于实现地质找矿发展目标的重要性，分析了钻探工程的社会经济效益，阐述了深孔钻探技术所需的设备与施工工艺，提高了深孔钻探技术解决实际问题的工作效率。

钻探工程，地质勘察，经济效益，矿产资源

0　引言

我国的矿产资源较为丰富，需要采取有效的开采技术促进地质勘查单位长期稳定的发展，加快国民经济的发展速度。在找矿的过程中，各种信息化技术的出现为实际工作效率的提高带来了重要的保障作用，为矿产开采企业未来战略投资范围的扩大奠定了坚实的基础。作为钻探工程的重要组成部分，地质找矿方法的有效使用可以缩短找矿时间，增强相关地矿企业的综合市场竞争力。

1　钻探工程对于地质找矿发展目标实现的重要性

各种矿产资源的有效开采，需要充分地发挥地质勘查单位相关技术人员的优势，为找矿过程中各种问题的有效解决提供可靠的保障。地质工作作为地质勘查单位战略部署中的工作核心，实际工作效率的高低直接影响着企业的经济效益。相对而言，地质工作包含的内容比较丰富，像地球物理、遥感探测、测量等，都属于地质工作的重要内容。技术人员只有根据这些具体的工作内容完成相关的工作计划时，才能增强地质勘查的实际作用效果，准确地确定矿产资源的大致位置。地质勘查工作完成前期的准备工作后，需要进行钻探验证的工作。这些工作主要是对矿体的形态、矿层的厚度、规模大小、矿体的地质特征等进行深入地分析，并将其中的固体岩芯取出置于实验室的相关仪器中，确定矿石的品质，获取更多的有关矿产资源的地质信息。实现这样的发展目标，需要合理地开展钻探工程，加强对地质工作的整体控制，确保找矿工作的整体质量。在具体的找矿工作进行中，对于钻探技术的依赖程度非常大，从根本上保证了找矿目标的顺利实现。因此，选择可靠的钻探技术，扩大钻探工程的应用范围，对于地质找矿工作效率的提高具有深远的意义：保证了更多地质找矿目标的实现，加快了现代化地质勘查企业的建设步伐。

2　钻探工程开展所带来的实际经济效益

为了满足市场多元化的需求，加快经济社会的发展速度，我国的政府部门更加注重与地质勘查企业的紧密合作，确保了各种矿产资源的有效开采。钻探工程的顺利开展，不仅有利于提高找矿工作效率，也为社会就业问题的解决带来了重要的保障作用，保证了社会的稳定。钻探能力突出的地质勘查企业为我国不同行业生产力的提高产生了积极的影响：优化了各种资源的配置效率，为现代化企业战略目标的实现带来了可靠的保障。与此同时，钻探工程的有效开展，有利于改变我国部分矿产原料不足的发展现状，将会减少某些矿产资源的进口量，进而提高我国重要矿产资源开采和储存的综合能力，增强我国的综合实力。这些方面的不同内容，客观地说明了钻探工程开展所带来的实际经济效益。

现阶段单孔段经济效益的变化如表1所示。

3　深孔钻探技术装备与施工工艺

钻探工程施工中对于深孔钻探技术的依赖程度非常高，需要技术人员结合矿体实际的地质构造特点，充分地发挥出深孔钻探技术的优势。由于各种物质的矿床成因较为复杂，客观地加大了钻探工艺的施工难度。受到地质构造的影响，矿体的整体完整性较差，不同区域的受力存在着不均匀的问题。因此，在深孔钻探技术使用的过程中，技术人员应该做好钻探前的分析工作，确保实际的钻探效率能够达到实际工作计划的具体要求。在一些老矿区的底部勘查中，很多的岩石结构存在着不稳定的问题，客观地加大了钻探施工难度。与此同时，钻探工程开展中，钻孔深度决定着工艺使用过程中的投资成本。以0 m～500 m作为基础孔段，相应的成本费用记为500元。随着孔段深度的增加，钻探技术使用中的成本费用也会相应地增加。

如表1所示，即为钻探工程施工中单孔段的经济效益。

表1　单孔段经济效益计算表

如表1所示，地质勘查中单孔费用的计算主要是以市场价为基准。采用行业参考标准的计价方式，单孔段的费用将会继续增加。这些方面的具体内容，客观地说明了选择深孔钻探技术装备与施工工艺的重要性。

3.1深孔钻探设备及相关的工具

在深孔钻探所有设备的组成中，钻机的质量关系着钻探工程的施工效率，影响着地质勘查工作计划的顺利开展。钻机在实际的应用中，为了增强施工质量，加快钻机的实际施工速度，技术人员可以结合施工区域的实际概况采用绳索取心钻进工艺。一般情况下，这种工艺应用中存在着泥浆浪费的现象，影响着其中冲洗液的实际作用效果。因此，为了更好地发挥绳索取心钻进的优势，技术人员需要采取加大钻头外径的方式，最大限度地满足深孔钻进在压力方面的各种要求。

深孔钻探施工中容易受到各种客观存在因素的影响，必须保证钻杆及相关配套设备的质量可靠性。深孔钻探工艺施工中丝扣的连接必须严密、牢固可靠。施工中的回转阻力大小需要控制在合理的范围内，钻杆必须满足抗腐蚀性、抗冲击力的具体要求。除此之外，优化钻探结构，提高取芯工具性能，也对深孔钻探工艺实际作用效果的发挥起着重要的保障作用。深孔钻探设备结构示意图如图1所示。

3.2深孔钻探施工技术分析

为了保证钻探工程施工中钻孔质量能够达到工程的实际要求，需要充分地发挥出深孔钻探施工技术的优势，确保钻孔在实际的应用中能够达到预期的效果。达到这些工作的具体要求，需要做到：1)分析岩石的完整度，明确钻孔质量的具体要求，合理配置冲洗液，保证护壁的安全性能可以始终保持在更高的层面上；2)采取有效的除砂设备，做好深孔地质的检验及测试工作，确保深孔地质的相关参数能够达到行业参考标准的具体要求；3)合理设置钻孔参数，控制钻头的尺寸规格，增强深孔钻探技术解决实际问题的工作效率。

图1　深孔钻探设备结构示意图

4　结语

在不同钻孔深度勘查的过程中，钻孔口径、各种岩石的力学性质、地层完整度等，都对钻机实际工作性能提出了更高的要求。因此，尽量选用重心较低、变速范围相对较大、连续性工作时间相对较长的钻机。文中通过对小口径固体岩芯深孔钻探技术的分析和研究，客观地说明了这项技术在钻探工程开展中的重要性。

[1]孔林军.小孔径固体岩芯深孔钻探技术的探讨[J].科技与企业,2013(23)：47-49.

[2]余汉东,彭典珠.安徽马头铜钼矿深孔岩芯钻探施工技术[J].西部探矿工程,2015(8)：72.

[3]何计彬.深孔小口径科学钻探孔斜机理分析与轨迹预测[D].成都：成都理工大学,2013.

[4]徐国忠.我国深部找矿钻探技术探讨[J].西部探矿工程,2012(10)：108-110.

[5]陶士先,胡继良.地质钻探技术与应用研究[J].地质学报,2011(11)：121-123.

[6]方啸虎.我国深孔钻探装备现状与发展[J].矿业装备,2013(5)：97-100.

Deep-hole drilling technologies of small-bore solid rock core

Yang Yandong

(ShanxiAcademyofCoalMineHydrologySurvey,Taiyuan030006,China)

The paper discusses the importance of drilling engineering form realizing geological mining development target, analyzes the social economic benefits of drilling engineering, and describes equipment needing in deep drilling technology and its construction technologies. As a result, it improves the working efficiency of deep drilling technology solving actual problems.

drilling engineering, geological survey, economic benefit, mineral resources

1009-6825(2016)21-0084-02

2016-05-16

杨延东(1984- )，男，助理工程师

P634

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