地质岩心钻探技术在资源勘探中的有效运用探讨

地质岩心钻探技术在资源勘探中的有效运用探讨

颜光军

云南省地质矿产勘查开发局滇南地质大队云南省红河哈尼自治州开远市661600

摘要：随着我国经济的快速发展，社会各个行业对矿产资源需求日益增大，与此同时，资源勘探中的相关技术也不断涌现，其中，地质岩心钻探技术是较为重要的技术之一。凭借自身的技术优势，地质岩心钻探技术在资源勘探中得到了广泛应用。本文着重对地质岩心钻探技术在资源勘探中的应用状况进行探讨分析。

关键词：地质岩心钻探技术；资源勘探；应用

矿产资源在我国经济发展过程中扮演了重要角色，是促进社会经济不断发展的物质保障，地质岩心钻探技术又是矿产资源勘探中的主要技术，在提高矿产资源勘探的精确性的同时，能够极大提升矿产资源使用效率，增强资源勘探的质量。由于自身技术上的优势，地质岩心钻探在煤矿、冶金及化工等行业领域获得了广泛应用，应用前景及发展空间巨大。

一、地质岩心钻探技术基本概述

地质岩心钻探技术，指的是在矿产勘探中，采用筒状钻头，在岩石上进行钻孔，提取岩石样本，加以综合分析的技术。由于岩石样本在取样时是在岩石表面采用筒状钻孔的方式，因此被定义为地质岩心钻探技术。在钻探实践中，钻孔孔径一般确定为35-150mm，在钻进方式上，根据不同的钻头类型，又可以分为金刚石钻进，钻粒钻进，硬质合金钻进等方式。

二、我国地质岩心钻探技术发展概况

19世纪末我国就开始使用地质岩心钻探技术，钻探设备及技术主要从外国引进，较少进行自主研发，自20世纪50年代开始，我国着手对地质岩心钻探技术加以研究，取得了一定成效，各种较为先进的钻探技术虽然得到了广泛学习，但就目前阶段采用的钻探技术看，一方面各种先进技术尚未得到普遍推广，另一方面在钻探机具设计上仍显落后。地质岩心钻探技术在得到国家重视后，取得了一定的发展成果，但从行业发展实际状况看，仍存在发展较为迟缓的现象，在钻探实施中，暴露出一些问题，因此，在新的发展形势下，需要引入新型钻探技术，采取科学先进的钻探理论，以不断提高地质钻探质量水平。

在经济发展新时期下，我国各个行业面临产业转型，一方面各行业对矿产资源需求与日俱增，另一方面我国在矿产资源的类型及储量上出现短缺，矿产资源供需之间矛盾逐渐扩大，矿产资源紧缺问题严重制约了我国经济发展。基于这一严峻形势，国家加大了对钻探技术的研究力度，各种新型钻探机械设备不断得以更新和优化，在钻探设备不断投入使用的同时，我国又着力引进国际上较为先进的钻探机械制造技术，并与我国自主研发相结合，研制出众多质量水平较高的地质岩心钻探机械设备。在现阶段我国开采的矿产资源类型中，绝大多数开采过程都使用了地质钻探技术，可以说，地质岩心钻探技术已成为我国矿产资源开发利用的重要技术手段。

三、现阶段资源勘探中较为常用的地质岩心钻探技术

1.绳索取样岩心钻探技术

绳索取样岩心钻探技术，是一种提钻次数少，或不提钻取岩心的钻探技术方法。在提取岩心的实际操作时，钻孔内的钻杆柱不需要全部提出，采用带有钢丝绳的专用打捞器，借助钻孔内钻杆的中心孔，把装有岩心的孔底内管提至地面，从而获取岩心，既减少了提下钻次数，又减少了升降钻具耗费的时间，极大提高了钻进效率[1]。绳索取样岩心钻探技术具有三高一低的特点，三高，指的是钻速高、时间利率高、金刚石钻头使用周期长；一低指的是钻探工人钻探工作劳动强度低。

绳索取样岩心钻探技术开展较成熟，在资源勘探中应用普遍，并取得了较好的勘探效果。随着技术的成熟，出现的新型钻探技术，如反循环连续取样岩心钻探技术，开始逐步替代绳索取样岩心钻探技术，但该技术仍然在我国资源勘探领域中发挥着重要的作用。

与反循环连续取样岩心钻探技术相比，绳索取样岩心钻探技术使用成本较高，在采样方面也存在效率不足的问题，涉及到大规模的资源勘探时，效果不尽理想，但在岩石取样的精准性方面，绳索取样岩心钻探技术具有无与伦比的巨大优势。绳索取样岩心钻探技术使用时间较长，在使用实践中，能够对日渐暴露的问题加以不断革新，已经成为资源勘探环节的重要技术类型，促进了我国资源勘探工作的发展进步。

2.反循环连续取样岩心钻探技术

岩心钻探技术多种多样，但从技术先进性上看，反循环连续取样岩心钻探技术最为先进。我国在引入反循环连续取样岩心钻探技术后，对其不断加以创新改进，极大提升了我国资源勘探的工作效率。为确保该项技术在资源勘探方面的准确性，我国适时吸引外商参与，在应用实践中采取了联合作业的形式，技术应用成效显著。

反循环连续取样岩心钻探技术主要采用压送式反循环技术，该项技术一是可以通过在钻杆及套管之间压入循环介质，二是可以将循环介质压入到双臂钻杆内杆及外杆间形成的环状区域，通过这两种方式使介质能够在钻杆中心孔中得以循环[2]。将双臂钻杆及内外杆之间形成的环状空间截面面积加以减小，能够使循环介质实现高效循环。循环介质的主要类型是空气及液体，在开展钻探实践时，循环介质在高效循环过程中能够产生阻力，该阻力可以直接作用到钻探机具中，从而完成钻孔取样。反循环连续取样时，能够通过不间断的介质循环过程，将切割采取的样本输送到地表。

反循环连续取样岩心钻探技术在地质状况较为坚硬的区域较为常用，在涉及到条件复杂的地质地貌区域，应用也较普遍，在使用反循环连续取样岩心钻探技术过程中，技术使用中间不需要有所停顿，极大提高了资源勘探的效率。

四、地质岩心钻探技术的未来发展前景

（一）钻探设备

资源勘探工作随着经济发展需要，取得了较快的发展，国家出于对矿产资源的重视，也出台了相应的政策对岩心钻探技术加以辅助。我国前期所采用的钻探技术及钻探设备主要引自前苏联，随着经济发展的紧迫形势，后期我国又注重从欧美等西方国家引进钻探设备。

在积极引入国外先进钻探设备的同时，我国也开始了自主研发工作，通过对钻探技艺加以探究创新，制定出了相应的钻探设备制造方案，研制出一些能够应用于矿产资源勘探的具备自主知识产权的钻探设备，如CKD600系列绳索取心钻机，HYDX系列钻机，HCDU－5、HCDF－6、HCDU－6型钻机等。在钻探设备的未来研发上，要将钻探设备的应用方向和钻探设备的具体性能加以结合，以研制出能够适用不同地层类型的钻探设备。我国在钻探设备初期发展目标上，侧重对能够达到2500m深度的地质岩心设备进行研发。

（二）钻探技术

要确保资源勘探的高效化，除了要在钻探设备上改进外，在钻探技术上也要有所突破。钻探技术中，最为重要的环节是钻探方案，随着新时期矿产资源勘探更多地转向地下开采，矿产资源勘探的环境更加复杂，在钻探方案的制定上，要对资源勘探区域的地质状况、水文条件及地理环境加以综合考察，总结影响制约因素，并做好防范措施[3]。未来钻探技术应用范围除了岩土资源勘探领域外，还要在海洋资源勘探中发挥其重要作用，在复杂地层、定向勘探及深沟勘探中着力研发新技术，以不断提高我国矿产资源的综合利用效率。

结语

地质岩心钻探技术是我国矿产资源勘探的重要技术方法，在矿产资源勘探及开采中具有极强的应用价值。伴随着我国经济的深入发展，社会各行业对矿产资源需求日益增大，地质岩心钻探行业面临着新的挑战，实现岩心钻探技术设备及钻探技术的优化发展，对促进资源勘探工作的持续发展具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]谭书伟.地质岩心钻探技术在资源勘探中的有效运用探讨[J].建筑工程技术与设计，2015，（7）：1922.

[2]王兴龙.解析资源勘探中地质岩心钻探技术的应用[J].江西建材，2014，（7）：221.

[3]刁文博.地质岩心钻探技术在资源勘探中的探析[J].科技展望，2014，（17）：160.