浅析地质勘查中钻探技术手段的应用

2016-07-12蔡长柱吉林省煤田地质二三勘探公司

科学中国人 2016年12期

关键词：勘查

蔡长柱吉林省煤田地质二〇三勘探公司

浅析地质勘查中钻探技术手段的应用

蔡长柱
吉林省煤田地质二〇三勘探公司

在我国，地质勘查技术逐渐形成专业化、系统化的发展趋势，与国外的同行业相比，差距逐渐缩小。但不可否认的是，我国国内的地质勘查技术还存在诸多局限性，诸如功能单一、操作不便、搬运难度大等问题。鉴于此，本文笔者探讨了钻探技术在地质勘查中的应用问题，以期加强对我国地质勘查技术的认知，进而开创新的局面。

地质勘查；钻探技术；应用

现如今，随着我国经济的蓬勃发展，矿产的需求量逐年加大，我国的地质勘查事业也发展到全新的阶段，因此也带动了整个地质行业的发展，特别是广泛应用的钻探技术，其在地质勘查中发挥的作用越来越大。由于它具有非常准确的分析力、高工作效率等诸多优势，因而在众多领域广受青睐。本文笔者对地质勘查进行了简单阐述，并分析了其在实际工程中的相关应用问题。

一、地质勘查及钻探技术简述

（一）内涵

地质勘查是指利用测绘、勘探和调查等多种方法得到关于工程建设有关的信息，比如水、土及岩体力学的参数变化、地质空间的分布情况等。通过地质勘查工作能够为建筑施工提供资料建议，为完成建筑施工提供安全、可靠的保障。在地质勘查工作中，我们需要运用到各种技术手段，其中钻探技术十分常见，它是一种十分重要的勘查技术，通过测试孔内的原位与岩土样品的来取，确保工程地质勘查资料的准确性。尤其是对于那些相对复杂的地层，比如砂土、碎石土等地层，没有钻探技术是无法实现勘查的，也不可能做出对地层结构的准确判断，相应地也就不能得到十分准确的力学参数，很有可能埋藏和引发各种安全事故。

（二）作用及意义

在人类的历史发展进程中，地质钻探技术可谓是一项基本的技术，这源于我国地大物博，矿产资源的丰富，加之我国在勘查技术上的日趋进步，使得钻探技术在各个领域都被广泛应用。在当前的社会发展中，钻探技术具有十分重要的现实意义，它对城市地下水的开采、各种矿产资源的开发等都发挥了越来越重要的作用。

二、地质钻探技术应用分析

通过几十年的发展，我国的地质钻探技术已经取得了一定的进步，并且逐步形成了属于自己的技术体系，下面笔者简要介绍几种常见的钻探应用技术：

（一）反循环式钻探技术

反循环钻探技术是当前一种新型的钻探技术，它掀起了钻探技术的第二次革命，对我国的地质钻探事业起到了举足轻重的作用。该技术可分为两种类型，一是空气反循环，另一种是水利反循环。通常来说，空气反循环效率越高，其运行成本就越低，但它只适合部分干旱地区。水利反循环取心质量好，且时间利用率较高。我们结合地层的实际条件，可以把这两种类型的钻探方法进行综合性的使用，两种优势方可兼得。

（二）绳索取心钻探技术

绳索取心钻探技术是一种特殊的钻探技术，他不需要提钻取心，在岩矿心装满岩心管或者发生岩矿心堵塞的情况时，我们不需要把孔内钻杆柱提升到地表以上，而是可以通过一条专用的绳索将岩矿心容纳管捞取上来。当然，在遇到钻头需要进行检修或更换的时候就不得不把全部钻杆柱提升起来。该技术在很大程度上减少了升降钻具的辅助时间，大大增加了纯钻进的时间，有效地提高了钻进的效率，不失为一种良好的现代化钻探技术。

（三）液动锤钻探技术

在回转钻探的基础上，我们通过泥浆泵输送的冲洗液来驭动液动潜孔锤，以此对破碎岩石的钻头施加一定频率的冲击能量，这就是液动锤钻探技术的工作原理。在进行钻孔的过程中，液动锤安装在钻杆与钻头中间，并逐渐对钻头施加冲击负荷，这样就可以有效地提高钻进效率。毋庸置疑，该技术是对以往常规性的回转钻探的重大改进和创新，是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的另一种新型钻探方式，具有“无坚不摧”的优势作用，能够解决很多坚硬岩层和复杂岩层的各种钻探问题。

（四）组合形式钻探技术

在实际的钻探工作中，有时会将反循环式钻探技术和绳索取心钻探技术有机的结合在一起，将不同钻探技术的优势进行融合并将各技术的不足相互补充完善，形成综合性极强的组合形式钻探技术，在实践中该技术能够根据地质条件的情况和钻探的需求发挥不同钻探技术的优势，促使钻探效率提高，极大的降低钻探成本。

三、我国未来的钻探技术新趋势

（一）大力研发新技术及相应的配套设备

现阶段，我国深部地质矿产勘查中的设备需求量巨大，且十分紧迫。当前，深孔全液压动力头岩心钻探是为数不多的我国拥有自主知识产权的新技术，它逐渐占领市场，开始与国际社会并驾齐驱，推动了我国地质勘查钻探技术的跨越式发展。如今，很多国家都把这种钻探技术运用在深层矿产的勘查和探孔工作当中，效率极高。摆在我们面前的首要任务是加快对新技术的研发，加大对新技术的投入力度，同时，加快对相关设备的更新，做到自主发明、自主生产、自主应用。在部分发达国家，诸如深孔全液压动力头岩心钻探这一类的新技术在研制与开发上明显更胜一筹，这对我国来说不仅仅是一种压力，更是一种动力，需全力朝着更具创造力的方向迈进。

（二）大力推广与应用最新钻探技术

我国的钻探技术经历了两次革命，取得的硕果累累，金刚石绳索取心技术、反循环式钻探技术、空气泡沫钻探技术等也得到大力的推广与应。然而，仅仅有先进的技术也是不行的，如果没有广泛的推广，无论多少先进的技术也是无用的。另外，就我国的情况来看，全国各地的各种钻探新技术推广运用并不均衡，这对整个钻探技术的发展影响是巨大的，笔者认为在推广的过程中必须因地制宜，确保新技术的及时、稳定、精准推广。