探讨地质钻探中新技术的应用

2020-11-26高明

商品与质量 2020年41期

高明

通化钢铁集团板石矿业有限责任公司吉林白山 134300

随着科学技术不断进步和快速发展，很多领域要想在当代社会背景下实现稳定的发展，提高其综合竞争力，就必须要对一些先进的技术手段进行合理利用，这样才能够取得良好的发展成效。其中，地质钻探技术在实际应用过程中，其主要是对钻机进行合理利用，直接从地表向地下进行不断深入地钻进。与此同时，在钻孔的各个不同深度背景下，对矿样、土样等进行合理的选择和利用。在实践中，要结合实际要求，对地质钻探技术进行科学合理的利用，这样不仅可以实现对各种不同类型样本物理、化学特性的有效检测，而且还可以根据检测结果，对地层的特性等进行合理的划分和利用。

1 钻探特点及适合应用条件

钻探工程施工期间要进行钻孔布置，不仅要对自身的自然地质条件情况进行全面考虑，而且还要全面结合工程的具体特点和类型进行分析。例如，水坝要顺应着坝轴线布孔，民用与建筑在实际施工期间，要依据建筑的具体轮廓线完成相应布孔，进而为后续各项作业的开展提供支持[1]。

钻探技术在具体应用期间，钻进深度通常都较浅，除了针对工程建设中的一些深埋隧道、大型水利工程，以及控探测岩溶类的专门地质问题之外，探孔深度一般都在十米以内，因此，在实际施工期间，可以采用轻便钻机和简易钻探完成相应作业。

工程地质钻探是对技术要求很高的一项作业，该项作业对后续建设的工程质量也会产生直接影响，工程地质钻探作业开展期间在钻孔结构、钻井方法、钻井过程中的观测编录等不同方面都有特殊要求。钻探与坑探、物探技术相比，钻探具有独特优点，其可以在不同环境中应用，并且应用不受地质环境限制，应用范围十分广泛。通过对钻探技术的应用，能够直接对采样和岩心情况进行观察，勘探精度高，同时，勘探深度也不会受地下水深度的限制，钻进速度快，这也是坑探方法在应用期间无法比拟的。

2 地质钻探中钻探设备新技术的应用

2.1 反循环清孔工艺

反循环清孔的定义其实就是沉渣直接从导管当中排出，这种工艺手段就可以称之为是反循环清孔。这种工艺手段在实际应用过程中，其中会涉及多种使用方式，比如比较常见的就是泵吸法、空气洗泥机法等。这种工艺在应用时的整个操作过程相对比较简单，而且清孔的效果也比较明显，所以推广速度普遍比较快。该方法在利用时，主要是通过对空压机内部的压缩空气进行合理利用，对导管内的凤管进行合理安装，并且将其直接输送到对应的桩孔当中，高压气在此时可以与泥浆实现有效混合，最终在导管内部可以形成一种密度与泥浆相比要更小的浆气混合物。这样在实践中，可以不断形成流动，由于导管的内断面积在其中相对比较大，所以就会形成具有非常大流速、流量的反循环[2]。

2.2 反循环钻进技术

反循环钻进技术在实际应用中，其整体应用效果普遍比较良好。该技术在应用时，其主要是利用冲洗液循环方式，实现传统正循环相反的一种循环方式。在实际应用过程中，比较适合被应用在一些大口径的岩心钻探、水井施工等各个方面。在该技术的实际钻进应用过程中，钻孔内部必须要保持相对比较高的水位。与此同时，还需要注意的一点就是，必须要保证冲洗液的静压力与地层压力之间可以保持非常良好的平衡状态。如果在实践中，冲洗液自身的压力比较高，那么可以实现对孔底集聚岩屑有针对性的排除和处理。通过这种方式在其中科学合理的利用，不仅可以从根本上促使岩屑不会受到重复破碎的影响，而且在钻进时，还不会轻易发生严重的堵钻等现象。这样可以最大限度保证钻进的速度得到有效提升，现阶段，比较常见的几种使用方式包括泵吸反循环、压缩空气反循环以及射流分循环等。其中，压力反循环钻进方式在实际应用过程中，其主要是直接将压缩空气通过供气管路在其中科学合理的利用，直接输送到井内相对应的汽水混合室当中[3]。这样做的根本目的是为了促使压气与钻杆内的水可以实现有效混合，这样可以形成比重不超过1 的汽水混合体。

2.3 岩心钻探技术

资源勘探中，地质岩心钻探技术的运用中，钻孔结构设计十分重要，其直接影响着钻杆、钻具、钻头的选择；关系到钻头获取的孔底环状岩石面积的大小；取心钻杆直径不同导致驱动钻杆回转的钻机动力消耗存在差异；泥浆体积不同；人工、机械消耗量不同。

根据钻孔设计要求、地层情况，合理选择钻探设备，我国常用地质岩心钻探技术有金刚石绳索取心、冲击回转钻进、空气泡沫钻探技术。目前，绳索取心依旧是最常用的钻探技术，施工机械以国产液压立轴式钻机为主；空气泡沫钻探法中，必须保证空压机具有强大动力，在选择空压机时，需考虑空气泡沫排量、供液情况等，由此切实保证钻探效率与质量。

深部钻探对钻井液的要求并非是量的累积，而是质的提高，对此必须要加强对钻井液综合性能的研究，不同环境下钻井液的性能变化存在较大差异，因此必须要从多专业的角度出发，加强微观机理研究，丰富钻井液基础理论，为深部岩心钻探钻井液革新提供可靠的依据。随着各种非常规能源探采技术的发展、城市地质工作的转型，在进行钻井液体系的设计时，还需考虑环保性、储层保护能力等指标，进一步关注无/ 低固相高密度钻井液、高温泡沫钻井液、环保钻井液、可降解钻井液、储保钻井液等钻井液体系的研究。