地质钻探技术及应用研究

李俊杰

摘 要：社会的发展和科技的进步，使地质钻探普遍进入人们的生活，并对人们的生活产生了重大影响。当前我国已开展许多地质勘探作业，不仅促进了经济发展，还为地质钻探技术发展积累经验。本文主要研究地质钻探技术的发展和运用，并将先进的地质钻探技术进行详细介绍，为研究人员提供思路，让地质钻探技术更快发展。城市化进程加快，地质钻探技术取得显著进步。但从当前的勘查情况看来，比较浅的容易开采的矿产资源已经被很多开发商开发完毕，开采人员就要将开发目光转向难度大的深矿区，这就需要开采人员结合地理知识，分析待开采地区的实际状况，采用高新技术提高开采效率，充分保证开采安全。

关键词：地质钻探；技术应用；研究

中图分类号：P634.5 文献标识码：A

地质钻探技术随着城市化进程脚步的加快，得到了显著的提升。就现在的勘探情况看，许多相对较浅的矿产资源，早都被开发商彻底的开采干净，为了实现对深矿区并且开采较困难的矿产进行钻探，对实际情况的分析必须结合地质理论知识而进行试验，最终确保安全开采，能够提高开采效率，确保地质钻探质量最佳。

1地质钻探的特点

（1）在进行工程地质勘探之前，首先应对施工所在区域的地质地貌进行详细的了解，然后结合工程的施工特点和要求，最后确定钻探施工所需的钻孔位置。例如：在进行民用建筑工程施工过程中，首先根据建筑物的施工区域轮廓线，布置钻探施工的钻孔；对于水坝等工程施工过程中，钻孔的位置则是按照坝轴线来选择布置。

（2）在进行工程地质勘探过程中，如果工程对钻探施工没有特殊的要求，采用一般的钻探方法进行钻探施工；而如果工程要求较高，对地质勘探的工作要求较为复杂或者特殊，此时，要选择深度较大的钻孔。

（3）在进行钻探施工过程中，钻孔可能承载着很多勘测任务，例如钻孔要对施工区域的岩石特性、地质结构以及水文情况进行综合性的探测。因此，在钻孔钻进过程中，要缓慢进行。

（4）采用钻探技术进行地质勘探，钻探本身不会受到地质条件的影响，适应性较强。而且采样后的相关数据分析比较准确，能够清楚的反馈当地的地质情况和结构；此外，钻探技术施工受到当地水文情况的限制较小，工作准确性和有效性较高。

2地质钻探技术分析

2.1绳索取心钻探技术

该技术在取芯的过程中不需要将钻杆进行提出，便可将岩心给提取出来，当岩矿心将岩心管装满之后，也或出现岩心管堵塞后，通过专业的打捞提升工具，于钻杆内部便可把岩矿心给取出来，这一过程避免提升整个钻杆柱。

2.2液动潜孔锤钻探技术

该技术的原理主要是通过冲洗液对液动潜孔锤进行带动，实施钻探工作，但液动潜孔锤在经受外部力量冲击的过程中，其便会保这些能量向钻头进行传递，如此，岩石便可被钻头进行击破。而冲洗液的输送主要是通过泥浆泵来实现。在反复的运动过程中钻头能够发出冲击负荷，而且具有一定的节律性。而且该技术，能够借以坚硬岩石的脆性特征，以及抗剪强度低的性质，更好确保钻孔的质量，避免复杂状况下出现的各种钻进问题。

2.3反循环钻探技术

该技术由于循环介质的差异，又有水利以及空气反循环技术之分。前者是将水或者泥浆等向孔的底部进行输送，通过钻头的提取获得岩心。该技术可以将完整的岩石给提取出来，使得岩石的相关研究工作更加的精确，空气反循环钻探技术适合在干旱、缺水地区应用。

2.4组合钻探工艺

对于组合钻探技术而言，就是将各种钻探技术进行有效的结合使用，弥补各技术的不同缺陷，充分发挥其技术优势，达到良好的钻探效果，实现扬长避短的目的。

3钻探技术方面的具体应用

3.1绳索取心技术

绳索取心技术脱离了传统钻探施工的钻杆，就可以实现对岩心的钻进获取。其应用方式是：在钻探施工过程中，如果岩石的岩矿心填满了岩心管，或者钻杆出现了问题，这个时候可以借助绳索取心技术解决以上问题，再无需将钻杆从钻孔内提高来操作下，对岩心进行直接的提取。采用该方法，在钻进较深区域的地质层，不仅降低了钻具升降产生的时间浪费，提升了钻探施工的工作效率，而且减少了钻杆和钻心的摩擦程度，避免了设备的损耗，延长了设备的寿命。现阶段，在地质勘探钻探技术施工中应用十分广泛。

3.2液动潜孔锤钻探技术

现阶段，随着液动潜孔锤钻探技术的不断成熟，在我国工程地质勘探施工中，应用十分广泛。回转钻探技术借助于转盘、回转器、动力头等设备，实现对钻杆的驱动，进行钻头的回转施工操作。在施工过程中，回转使得钻头的压力过大，会对岩石产生较大的破坏作用，便于对岩心的取出施工。采用液动潜孔锤技术，实现了对钻头能力驱动方式的改变，借助冲洗液，使得液动潜孔锤的冲击力不断增大，带动了钻头的轴向压力产生，从而产生较大的回转力和冲击力，可以有效的提升钻工的效率，节约钻孔过程中的施工成本，对于一些岩石层硬度较大，抗剪能力强的岩层等区域应用广泛。

3.3组合钻探技术

常见的组合钻探技术是结合了绳索取心钻探技术和反循环钻探技术。该种组合钻探技术可以适用于较为复杂的地质环境，对钻探施工的工作效率有较大提升，可以有效的提升地质勘探结果的准确性和有效性。此外，还能降低钻探施工的成本支出。

3.4新型钻探技术

随着科学技术的发展，越来越的先进技术被应用钻探技术当中，尤其是新型的材料应用。例如借助超声波技术生产的金刚石钻头，一定程度上提升了钻探头的质量，应用当一些干旱缺水的区域，钻进的效率明显提升，钻头的使用寿命也得到了大幅度的提高；冲洗液的不断完善和革新，也提升了钻探施工的效率，可以有效的降低施工后冲洗液的残留问题。

4我国地质钻探技术的发展趋势

4.1钻探方法的发展趨势

目前我国钻探方法已经无法适应社会发展的需要，其自身的缺点也就明显暴露出来。我国地质钻探技术发展，就是如何提高钻探效率，减少工人施工强度，提升钻探的深度和广度，如何提高钻探设备能力和改进提高目前钻探工艺，尝试利用最高效率的钻探手段。我国地质钻探方应该积极探索，不断开发新的钻探手段。

4.2地质钻探设备的发展趋势

我国地质钻探工作越来越深入，表层和浅层的矿产资源已经十分匮乏，当下阶段和未来主要进行深层钻探。传统的钻探设备已经难以适应地质勘探工作进展。为了提高作业效率适应深层钻探的需要，还需研发更高强度的钻探设备，解决深部钻探需要解决的相关问题，和一机多用的新型设备来适应不同的钻探环境。地质钻探也会根据某种具体的需求开发钻探设备，进而研发一整套的配套设备。

4.3地质钻探应用领域的发展趋势

地质钻探技术主要应用探明地下地质情况，矿藏的埋藏深度和厚度，岩芯样品的化验分析，目的层开发和开采工作，针对西部地区的深层矿物质的开采贡献更为明显。现如今，地质钻探技术正在拓展其应用领域。不仅仅限于地质找矿，比如煤层气和非常规天然气的开发利用，水源地热井利用方面，相信在不久的将来，地质钻探技术的服务对象和服务范围也会越来越广。

5结束语

我国的经济飞速发展，现阶段我国钻探技术还不完善。我们想要在地质钻探技术方面获得突破，最关键的就是提高钻探的效率。我国需要加大新技术的推广和普及，对于不同的使用条件和不同的地层勘探技术，也要不断的进行完善，这样才能使我国的地质钻探技术才能更好地发展。

参考文献：

[1] 程建文，田旭超.地质钻探技术及应用研究[J].山东工业技术，2019（15）：90+97.

[2] 郝智光.地质钻探技术与应用研究[J].中国煤炭地质，2018，30（S2）：53-54+65.

[3] 聂淼.工程地质施工钻探技术的应用分析[J].世界有色金属，2018（14）：287+289.

（作者单位：新疆维吾尔自治区煤田地质局综合地质勘查队）