矿山地质钻探取样技术方法研究

刘 鹏

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队，新疆 昌吉 831100 )

钻探是获得地下实物资料、对策是通道进行建立，推断和解释地下地质信息，并对矿体进行圈地，储量计算、评估品位唯一的工程技术手段，是地质勘探与找矿工作中非常重要的一种技术。

钻探以及坑探和槽探等是钻探工程的主要形式。通过钻探不仅能够有效的获取各种样品治疗而且，能够综合物理测试等工作提供有效的通道[1,2]。

1 地质钻探技术在矿产资源勘查中的作用

基于钻探工程能够对岩心以及岩屑和地层流体等地下实物进行获取。岩心的获取，是在钻探过程中利用钻具在地下将岩体的实物给获取出来，通过岩心能够获取丰富的地下地质信息。由于碎岩的方法以及工具存在很大差异，造成的岩屑尺寸也大小不一，有的能够达到30厘米左右，有的则在0.5厘米以下[3]。如金刚石地质岩心钻探就是如此，因岩屑过小，无法对构造相关信息进行识别。而大的岩屑可以将矿物的微观结构以及其成分给充分的反映出来。能够有效地识别地层的变化与鉴定岩矿等。

气体以及液体是地层流体的主要形式，在冲洗液中通过专门的取样器就能将其充分的分离出来。石油录井则是利用连续监测钻井液，就可对地层中的流体性质进行检测分析，从而对油气储层进行判断。钻探过程中形成的钻孔还可发挥测井的通道作用，有效的测量和观察地层的具体情况，同时对于特种资源以及流体矿产和可溶性矿产的开采具有非常重要的作用。

2 国内钻探技术的发展与应用

2.1 金刚石绳索取心钻进技术

钻探工艺的不同所使用的设备也必须要与之相适应。地质勘探中钻探设备起着非常重要的作用，对于整个勘探项目的效果有着至关重要的影响，同时对其成本的投入也影响很大。现在我国的钻探设备以及基本磨料方面还存在很多不足，多数勘探作业已让运用比较落后的装备以及方式来进行作业。无法适应现代社会的发展要求，给探矿事业的发展形成很大阻碍。现如今随着经济社会的不断发展，国内在此方面也开展过大量的研制工作，通过技术攻关，目前已经研制出效率高以及寿命长的绳索取芯金刚石钻头，这些钻头的应用，可以为不同地层绳索取芯钻进提供技术支撑，钻头质量也获得了很好的发展，同时寿命也大大延长，极大的促进了钻探工作的发展。

2.2 液动潜孔锤钻进技术及应用

液动潜孔锤钻进技术不仅可以进行回转式钻进，同时也可进行冲击式钻进，实现了两种方式的联合应用，对地层岩石进行破碎，相互弥补了钻进的不足，具有很多优点。在钻井过程中其供能主要是通过泥浆泵来实现的，直接驱动组合通过钻具内液动潜孔锤中冲锤进行往复运动，持续的增加钻头的冲击载荷，在回转剪切的共同作用下，对地层岩石进行高效破碎。现在小口径的液动潜孔锤钻进技术目前以及得到了很好的应用，发挥了巨大的。

2.3 水平行对接井钻进技术应用

该技术的应用极大的促进了钻进速度的提升。水平行对接井钻进技术，能够有效地降低工程占用的土地。作业过程中，不仅要对岩盐层进行准确钻进，同时还要与之相互平行在几百米的距离上进行穿行，这些都可以看出其施工的难度。

2.4 多工艺空气反循环钻进技术及应用

相较于普通的取芯钻进技术空气连续反循环钻进技术的应用，极大的促进了工作效率的不断提升，同时也有效的降低了成本的投入力度，达到了较好的钻孔质量，可以再复杂地层进行钻进，该技术的应用实现了绳索取心钻探技术应用一来的又一次的技术飞跃。对于岩样的获取，不能进行满足柱状岩心获取的标准，以至于该项技术，到现在为止还未得到很好的应用与推广，与常规钻井手段还有很大的距离。

通过对空气进行压缩来为潜孔锤钻进提供强大的动力，使得进行钻进工作，钻头在潜孔锤的作用下进行往复作业，对岩石进行破碎，在此过程中随着潜孔锤的作业过程中形成的废气将岩屑带出地表。但该方法也存在一些不足，不能适用于各种地层的钻进，岩石的硬度不同，钻进的方法也应当有所不同。

全权液压动力头钻机应用过程中，将一个气盒子安装到单通道动力头以及双通道动力头的下部位置上，通过空气压缩通过进气口将其送至双壁钻杆环状间隙，以下都是如此。对反循环气动潜孔锤进行驱动，接着通过钻头底部再利用内管中空通道返回地表。因导流罩未设置与上部的锤头位置，这为这些岩屑以及气流通过内管中心通道，完成反循环钻进过程。

3 钻探工程新技术的发展趋势与研究方向

与现代社会的发展脚步以及经济发展形式相适应，针对探矿工作进行大量的资金投入，对先进技术进行引进，并加大研发力度，不仅要研究新的设备，同时还要在工艺上下功夫，并制定相应的规范标准，实现钻探工程的进一步发展：①对现在的钻进技术进行改进，加强研究钻进速度快以及智能化程度高，自动化以及精确化方面钻探取样技术，研究适用于不同地区。不同地层的钻探工艺与设备，提升钻探工程的水平。②研究和开发数字化程度高的能够实时轨迹测量描绘的定向钻探技术，加大变频电机驱动的研究力度，同时加强相关专职和定向技术的研发，实现绳索取心钻探技术与之相融合。③加强研究针对地层复杂应多高的钻探技术，实现绳索取芯与螺杆马达以及液动潜孔锤的相互融合使用，以及绳索取芯和液动潜孔锤的联合应用技术的研究。④加强超深孔钻探技术的研发力度，不仅要加大相关技术的研究力度，而且还要加强相关设备以及预防孔内事故技术的研究，提高超深空钻探技术水平。⑤加强新型钻孔形式以及结构相关设计的工艺研究，依照钻井工作的需要，在满足钻探要求的前提下，尽最大努力降低经济投入，提高其实用性，促进钻探工程的可持续发展。

4 结论

为了进一步提高钻探技术水平，在实际工作中还应当不断学习和研究，总结经验，加强技术研究与开发，积极引进新技术，降低成本投入，缩短工期，提高勘探成效。

[1]谭宏利.浅析资源勘查工程要点[J].中国科技信息，2016，（03）.

[2]曹颖，孟繁鑫.浅谈地质资源勘查工程中钻探技术[J].科技论坛；2015,(12).

[3]左汝强.推进钻探技术与装备现代化，加快矿产资源勘查开发[J].地质装备，2016,(09).