地质勘查工程中的钻探技术研究

王铁鑫

摘要：地质勘探工作是经济社会发展中的先行性、基础性工作，地质勘探水平的高低直接关系到黑龙江省建设大局。地质工作是一项地下资源的侦察工作，地质情况千差万别，极为复杂，因此地质工作的探索性较强。整个地质工作的过程，也就是对地下资源的调查研究和认识不断深化的过程。实践证明，向深部找矿是发展的必然，在深部找矿过程中，钻探技术是地质资源勘查和地球科学研究的重要技术方法，是能够直接从地下空间获取实物样品的唯一手段。

关键词：地质;看出;钻探;技术

随着社会经济不断发展，我国生产生活所需能源资源需求量逐渐增多，面对日益增长的资源需求，我国矿产资源变得紧张。为了缓解矿产资源压力、满足人们资源需求，我国开始寻找新的地质勘探方式，促进找矿能力提升。钻探技术不仅能为其提供准确的地下深部地质信息，更是最终矿体验证环节中必不可少的手段。而且，钻进的控制精度、效率和成本对最终探获储量的精度和成本会起着决定性的作用。

一、岩芯定向钻探技术

岩芯定向技术在油气钻探中应用，可以改变传统的地质勘探布局方式，用较少的探井验证物探成果和较地确定地层地持构造形态;能较快完成区域勘探，缩短建设周期和节省勘探费用。岩芯定向钻探技术在地质勘探中的应用以及定向取心数据处理软件包的建立，在国内均属新技术。其投资少、制造容易、提供定向信息迅速等优点使其具有较好的应用前景。该技术能够在岩芯采取率较低的情况下利用质量较差的钻孔图像给岩芯定向。这样，就大大扩展了钻孔图像的应用，特别是对于大洋钻探计划（ODP）经常在恶劣环境中施工的钻孔，更有价值。在地质岩心钻探过程中，钻遇地层因地层构造和钻进工艺技术等因素引起的钻孔弯曲度超标需要纠正钻孔弯曲率，和发生钻杆断折、钻具脱落、烧钻埋钻或人为原因跑钻等钻孔事故需要人工造斜进行绕障。要严格按所定孔位施工。钻进度、岩土分层深度的量测误差不大于5cm。单孔钻入中风化基岩的深度，岩土分层深度以本方案确定的孔深为准。岩心摆放必须整齐、有序。

二、金刚石绳索取芯技术

金刚石绳索取心技术作为国家的重点推广技术正在被广泛采用。金刚石绳索取芯钻进复杂地层施工中的两个突出问题，有两项比较有效的技术措施。一是在易塌、漏水、水敏地层钻进时，使用加大外径的金刚石钻头以增大钻孔环状间隙，减小孔内阻力，并改善对低固相泥漿的配制和管理。二是在跑斜地层设置初级定向孔，提高钻具在动态条件下的稳定性，并在弯曲孔段采用套管楔纠斜。金钢石绳索取芯钻进具有钻进效率高、岩（矿）芯采取质量好、劳动强度低、单位进尺成本低等诸多优点，在煤田地质勘探中得到了广泛的推广与应用。绳索取芯钻探工艺的优点是劳动强度低、取芯速度快、钻进效率高。缺点是钻杆壁厚只有5毫米，耐磨性差，容易产生钻杆断裂等事故。为减少事故，应加强可靠性管理。金刚石绳索取芯技术能不断提升全套钻具而是用带钢丝绳的打捞器从钻杆中把取心管提出，待把岩心取出后又从钻杆中把取心管投入孔底的钻进方法。与普通钻进方法相比，具有地质效果好，生产效率高，钻进成本低等优点。

三、反循环连续取样钻探技术

近年来，反循环钻探技术以多种形式在世界各地广泛应用。作为新兴的技术，反循环连续取样钻探亦可在水文水井、工程施工等领域应用。能大幅度提高钻探效率，地质资料准确且效率较高。特别是在大口径钻探中效果明显，被钻探界人士誉之为新的技术革命。地质钻探中常用一种孔底局部反循环钻进。实质上它是正循环与反循环的结合，即使用专门的钻具，在粗径钻具以上进行正循环，只在粗径钻具部位采用反循环。这种方法可以收到反循环提高岩心采取率的效果，而使用的设备又比全孔反循环简单。在生产中被广泛用于松散、破碎岩（土）层的钻进。主要指空气反循环连续取样技术，它的钻进原理是压缩空气从全液压动力头下面侧入式的双通道气盒子进入，到达外平式双壁钻杆的内外管环状间隙，经过钻头底部携带岩屑从钻杆内管中心通道上返。这种方法的主要特点主要是取样质量高，获得地质信息准确迅速，钻进效率高，孔内事故少，操作简便，钻进成本可大幅度地下降。

四、高精度受控定向钻探技术

受控定向钻探技术是一种可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术，该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。定向钻进技术分为普通定向和精准定向技术。施工时，宜合理选择造斜点，计算造斜工具的安装角，用测斜仪正确给造斜工具进行定向，根据造斜强度控制造斜进尺长度，及时测量钻孔顶角和方位角。在对井眼轨迹及靶点要求不高时，一般采用钻机回转器定位的井下普通定向钻进技术，其缺点是井眼轨迹及靶点受控精度不高。在对井眼轨迹及靶点要求较高时，应采用井下精准定向钻进技术。井下精准定向钻进技术采用专用设备、工具，使近水平分支井眼轨迹按设计要求延伸至设计目标区域的一种钻探方法。为了有效提升地质勘查工作的时效性，要结合不同情况和区域特点利用差异化技术体系，确保能维护地质勘探项目的综合水平，并且发挥技术优势，确保能建立完整的找矿技术结构和应用模式。

五、结束语

随着经济的快速发展，我国资源瓶颈问题日益突出，找矿突破任务越来越重。钻探是解决资源问题的基础支撑。因此，要满足不断增长的资源需求，为促进经济可持续发展提供资源保障，必须大力提高地勘钻探水平。需要进一步加强能源、资源的保障能力建设，继续加大煤炭、锑矿等紧急矿种和铅、锌、钨、锡等优势矿种的找矿力度，加快提升地质勘探水平，提高地质找矿的质量和效率。