地质钻探技术及应用

摘 要：随着我国的社会经济不断的发展，地质钻研技术成为了生产和生活中不能够缺少的，因为人们的生活离不开矿物质和能源。我国的地质钻探技术和使用设备比先进国家的水平差很多，但是近年我国的技术发展水平得到了很大的进步，与先进国家的距离在不断地减小，我国地质钻探形成了一套新型、先进的硬岩深井科学钻探技术体系。本文就地质钻探技术与应用进行了详细的解析。介绍了地质钻探技术，并和当前的实际情况有效融合，提出我国地质钻探技术的发展方向和发展趋势。

关键词：地质 钻探 技术 应用

一、引言

我国是一个矿产资源非常丰富的国家，矿产资源种类多，储藏量大，随着我国的地质勘探和探矿技术的快速发展，钻探技术和工艺装备都有了很大的进步。由于国家建设和发展，也加速了矿产资源的开采和钻探技术的发展，但是我国的国土面积大，地质复杂，加大了钻探技术的难度，所以针对不同地域和地势需要不同的钻探技术和装备，要针对特殊要求、钻探方法、钻探设备、钻孔设备进行了深入的讨论。

地下找矿需要钻机，由钻机带动钻具向地下钻，获取实物地质资料并进行实际的检测分析，根据岩土钻掘工程的施工对象和地质环境不同，钻机分为岩心钻机、石油钻机、水文地质钻机、水井钻机、工程地质勘查钻机、坑道钻机和工程施工钻机等。与外国先进技术相比，我国的钻探技术发展的晚，技术水平低，我国的立轴式钻机已经很落后了，现在的全液压动力头钻机一般都是由国外进口的，我国的钻探技术水平不高，大大影响了地质调查的工作效率。

二、地质钻探技术的分析

地质钻探技术就是向地下钻孔，提取地下实物，进行分析和估测地下岩层材质、地下矿物质储量、地下矿物质的品级。我国钻探技术常用的方法有：绳索取心钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术、组合钻探工艺、定向对接井技术、新型节水钻探工艺、新型冲洗液技术等。下面我们就以上常用的几种技术进行具体的探讨分析。

1.绳索取心钻探技术

绳索取心是不需要提取钻杆就能将岩心取出的钻探技术，是用绳索和工艺设备来完成的，利用绳索取心钻探技术提取岩心是通过岩心管和打捞工具产生堵塞状况时，提取岩矿心。绳索取心钻探技术是现在钻探工程中普遍使用的，绳索取心钻探技术具有取心质量高、技术操作简便、适用范围广、效率高、钻进深度低等特点被广泛应用。可以减少钻具的在升降过程中的辅助时间，出现堵塞问题时，可以随时打捞，绳索取心钻探技术常用在钻探地热、冰层、天然气、坑道、固体矿产等工程项目中，能够在完成任务的前提下省时、省力、省钱。

2.液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤钻探技术是基于回转钻探技术的基础上进行改进的先进技术，大大节省了钻孔的时间和成本，用泥浆泵内的冲洗液冲击潜孔锤，压缩工作弹簧储存能量，当打开阀门，液流畅通工作室压力降低，工作弹簧释放储存能量驱动冲锤下行产生冲击，液动潜孔锤力作用给钻头，从而钻头做功，钻碎岩层，液动潜孔锤对钻头不断实践有节奏的冲击负荷，在冲击和回转的共同作用下碎岩，可以大大的增加钻进速度，减轻孔斜。液动潜孔锤钻探技术也能够很好利用岩石抗剪强度特性克服其钻孔质量低的问题，液动潜孔锤钻探技术基本都是应用在岩石坚硬、脆性大的地质结构，工作量大，所以在使用液动潜孔锤钻探设备时，应定期的检查设备的状况，避免设备部件的松动或损坏，让设备磨损度降到最低。当前，这种钻探技术主要应用在地质勘探、石化、金属矿产、水电建材等领域。

3.反循环钻探技术

反循环钻探技术分为两种，水力反循环钻探技术和空气反循环钻探技术。两种反循环钻探技术是根据其传播介质的不同就行区分的，水力反循环钻探技术是通过将水、泥浆等循环介质通过循环方式传送到其孔底，取得岩石材料并返回地面。空气反循环是以压缩空气作为循环介质，通过双壁钻杆的外管将压缩空气送至孔底，空气的剧烈膨胀变化产生空气冲击压力促使潜孔垂撞击孔底岩石，取得岩石材料并返回地面。水力循环钻探技术得到的岩石是整块的，能对岩层进行全面的分析，但是其工作效率和钻进效率低，应用到岩石硬度低的地区效果较好。空气循环钻探技术劳动成本低，气举反循环钻井液流在钻具内直接上返，携带岩屑能力强，岩样清晰。但是得到的是岩石的碎屑，无法完全反映地层结构，，也给进一步的分析带来难度，这种方法比较适用一些缺水或者干旱地质环境。

4.其它工艺技术

还有很多新工艺、新材料、新材料在地质钻探中得到应用。新型节水钻探工艺是专门针对干旱地区的地下水进行勘探。在新钻头研发方面，采用超声波电镀技术制造金刚石钻头的新方法，大大的提高了生产效率、钻头使用寿命、钻进速度。在实际地质勘察工程中，由于地理环境问题，表现出岩层性质的多样性，所以要组合钻探技术，在不同环境条件下，根据每种钻探技术优势和特点来组合，从而能降低一定的成本并提高工作效率和效益。冲洗液在绳索取心双壁钻杆内壁结垢的严重问题也随着新型冲洗液处理剂的研发得到解决，能够有效的保护钻具、提高其使用寿命.新的泥浆材料、泥浆体系也广泛应用于地质探矿、水资源钻探等领域。

三、地质钻探技术设备

钻探技术设备是是钻探技术的关键所在，随着钻探工艺和钻探方法的不断发展，地质钻探的水平也得到了很大的提高，地质钻探设备是直接的用于钻探施工过程中的机械设备，这些设备包括钻机、动力机、泥浆泵等。钻机包括：全液压动力头岩芯钻机、新型中深孔钻机、自动化智能化钻机、立轴式岩芯钻机等。目前，国内地质钻探设备的主力机型仍为立轴式岩芯钻机，而对于深部矿山区的钻探工程，国产的坑道钻机使用很便捷，得到了大规模地发展。在煤气层钻探中所采用的煤层气钻机大多采用水源钻机、物探钻机或进口钻机，这也使得国内的煤层气钻机能有个广阔的市场。

结语：

地质钻探技术是一项十分复杂的系统工程，钻探技术涉及到各行各业，这就要求地质工作人员了解和掌握各方面的知识。由于我国国土面积过大，地理环境和地势环境的不同决定着地质勘察工程和项目的施工手段也是不同的，这要根据具体的情况进行分析，来制定具体的施工措置。地质钻探的技术和施工人员应不断努力和探索，总结经验，不断提高我国钻探工艺水平，为促进矿产资源综合效益的提高而不断努力。

参考文献

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作者简介：

朱兰涛，1985年06月20日出生，男，汉族，籍贯：山东省临沂市，大学本科学历，研究方向：地质技术。