地质钻探工艺技术初步

[摘 要]地质钻探是一种充满挑战且极其复杂的钻探技术.地质钻探在我国虽然只有几十年的发展历史,但是我国在地质钻探设备的生产制造、钻探技术、专业技术人才的培养等都有了较大成就.本文首先对我国地质勘探的现状进行了简要阐述,然后分别描述了勘探的种类、地质勘探的设备、和我国地质勘探的技术种类.

[关键字]地质钻探工艺技术研究

[中图分类号]P57[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-2-154-1

随着世界能源的不断开发和使用,地质钻探技术也在不断完善和改进.钻探技术是验证地下信息推断和解释、取得地下食物资料,最终圈定矿体、评估品位、计算储量的一种技术手段,同时也是一个国家取得重大宏观探究成果的关键技术支撑.本文将对地址钻探工艺进行研究,并结合实际进行合理阐述.

1我国的钻探工艺发展现况

虽然,我国的钻探装备水平和钻探技术跟外国的先进国家对比起来具有非常大的距离,但是最近几年,我国在地质钻探方面的技术水平和相应的装备也有了较快的发展,在各方面已经逐渐具备较高的水平.我国通过对“科钻一井”、“中国大陆科学钻探工程”等一系列重要科学工程项目的实施,使我国的钻探技术有了较高和较快发展,取得了许多与钻探有紧密联系的技术成果,并且形成了一整套具有国际先进水平的、新型的钻探技术体系.该体系包括扩孔钻进技术、硬岩深井取心钻进技术、井斜控制技术和泥浆技术等.

在我国国土资源部科技、国家科技计划、地质大调查专项项目等实施下,通过对地质钻探技术应用和研究,在液动潜孔锤钻探技术、绳索取心钻探技术、组合钻探工艺、反循环钻探技术、新型节水钻探工艺、定向对接井技术、全液压动力头水文水井钻机、系列全液压岩心钻机、新型冲洗液技术、系列新型金刚石钻头技术、地质调查浅层取心取样钻探装备与技术等工艺技术中取得了骄傲进步,为我国矿产资源勘查和地质调查提供较完备装备和较高技术.

尽管我国在地质钻探方面取得了相对卓越的成就,但是我们在钻探技术和设备上任然存在相当严峻的问题.如,我们的钻探设备较为落后,使我们的工作效率不能得到有效的提高,所以迫切的需要进行更新换代；先进的钻探设备出现了闲置的状况,某些单位拥有国内较高水平的钻探,但在实际工作中却并没有发挥它的效用,甚至出现闲置的状况,造成了资源的浪费；由于资金的不足,我们对地质新设备的投资力度不够；通过对近几年我国地质钻探发展的总结,可以看出在未来的三年中,我国发展后劲不足.

以上便是对我国目前地质工艺发展作出的总结和概述.

2对地质钻探的相关认识

近几十年来,通过对我国钻探设备的完善和钻探技术的探索与改进,已经成功地从手把式、笨重型的操作发展到拆装方便、轻巧的操作；钻机的功能也由原来的单一功能发展到多功能多品种.尽管钻机的种类很多,但是大概来说主要有三种,即动力头式钻机、转盘式钻机、立轴式钻机.以下分别对其进行说明.

2.1动力头式钻机.动力头式钻机采用全液压动力头,通过液压马达的驱动力使转轴回转,使油缸或液压油缸与链条机构联合起来共同给进.动力头钻机具有运转平稳、转速高、自动化程度较高、给进行程较长、无级调速调压、过载保护性好、机械化程度高等特点.

2.2转盘式钻机.转盘式钻机的主要特点就是它拥有转盘,通常情况下都是利用自身的重量来进行加压工作并且完成液压的给进.转盘式钻机的转矩较大、转动的速度比较低、转动的口径比较大,因此常常用在水井水文钻探、大口径的硬合金岩心钻探中.

2.3立轴式钻机.立轴式钻机通过立轴发挥驱动力使钻杆回转,并且使用液压或机械来进行给进.立轴式钻机具有较多特点,比如运行和维修方便、结构简单、解体性好、功能齐全、运行可靠性高等.

根据我国目前的国情来看,这三种钻机都有其各自的优势,油压式钻探机虽然常常用于工程勘察、地质钻探方面,但是其使用功能还需要进一步的优化和改进.其需要改进的地方有两方面：一是增加其使用功率,提高工作效率,降低工程成本；二是增加其使用功能,比如增加双卡盘的钻倒杆机构,致力于实现连续的供给.而转盘式钻机主要用于岩土施工、岩土钻桩等.钻机未来的发展方向主要是全液压顶驱式钻机,随着我国改革开放的不断深入和科学技术水平不断的提高,液压元件的品种和质量也有了较高的进步,这将会促进全液压顶驱式钻机的进步和发展,全液压顶驱式钻机必定会成为我国未来重要的钻探设备.

3地质钻探的工艺技术

地质钻探的工艺技术和钻探方法有许多种,在我国应用比较多且工艺比较成熟是多工艺空气钻探,定向钻探,绳索取心钻探以及金刚石钻探.而下面我们主要研究一下岩心钻探的工艺和技巧.

岩心钻探在地质找矿的施工中发挥着巨大的作用,它是一种直接取得地底下实物的手段,也是探明矿藏和普查找矿的手段之一.岩心钻探能在运输作业中、安装作业中、拆迁作业中、钻井作业中以及其他野外作业中进行危险源辨识.而影响岩心钻探的因素有设备因素、人员因素、和钻探技术.

针对以上叙述,我们可以利用一些措施,对此工艺进行推进.比如说,推广全液压钻机的使用、推广合金刚钻材的使用、推广液动装卸装置寝车的使用以及推广液动装卸钻杆的工具车的使用.

4关于云南地区对新工艺的探讨

针对云南特别的地质条件,对钻探也有更加严格的要求,如,时间紧张、任务繁重等,这都加大钻探难度,由此我们须重视一些注意事项.首先,在灰岩钻探过程中要尽量控制钻进速度；其次,在灰岩施工地区,通常会遇到大的裂隙或被填充的溶洞,这种地方土质疏松,锥头在钻进时易堵塞,这时应采用管钻把填充物全部捞出,如不能做到全部捞出就采用套管把该孔段进行隔离,在变径后再用孔锥钻进；在潜孔锥钻进中,可以利用排除的废气清理孔锥.为了确保潜孔钻在钻进过程中钻头的使用寿命得到保障,应该定期进行打磨、保养.当然,将钻孔布置在城镇或是人口较为密集的乡村的时候,要注意环境的保护.不过,这只是我们如今认识到、了解到的某些方面,相信在未来的发展过程中,将会出现更加先进、可靠的技术.

5结语

钻探技术包括了勘探工程学、地球化学、地质学、地球物理学等多个学科知识,各个学科需要相互依靠、相互帮助、相互促进.当前新形势下,我国的地质勘探技术虽然有了较快发展,但是对于专业人才的需求还是很旺盛.在以后的很长一段时间内,对地质勘探技术人才的需求必将是全世界勘探市场的重要特征之一.由此可见,对地质勘探专业技术人才的培养和教育将是我国高等教育的重要战略目标和发展方向,充分发挥人才的作用,为我国的地质勘探事业的发展提供有效保障.

[5]杜特利亚.H.A,希林.Л.H,费多连科.З.A等.地质钻探过程中上返岩屑的组分研究[J].探矿工程-岩土钻掘工程,2011,38（12）：7-9.