地质钻探技术与应用研究

地质钻探技术与应用研究

庄涛

江苏省地质工程有限公司

摘要：随着我国社会经济的飞速发展，越来越强烈的资源节约意识和环境保护意识给我国的地质勘探工作提出了更高的要求，在地下矿产品位、矿产数量、矿体范围的验证和推断下，要充分利用地质钻探技术，合理开发现有的矿产资源。与此同时，使得地质钻探的应用领域可以适当的拓宽，更好地为社会经济的发展服务。本文主要针对地质钻探技术的应用进行分析和研究。

关键词：地质资源；勘探；地质钻探技术；应用

施工地点的岩石特征、水文特征以及地质特征都可以通过工程地质勘测来检测，为工程设计提供必要的数据支持。因此，钻探技术在我国地质勘测中起到了至关重要的作用。在实际的工作环境中，钻探的方法和设备应该根据不同的地质条件来进行恰当的选择，其目的就是既保证施工的质量和安全，同时也使得地质结构的勘探工作更加准确。目前，我国应该加大对这种技术的研究和投入，对钻探技术的相关知识应该深入了解和分析，有效的提高我国钻探技术的水平。

一、地质钻探技术的定义及其重要性

地质体或者是矿体的形态、规模、深度、产状、结构、储量在探明的过程中所需要的工程技术，统称为地质勘探技术。这其中包括又包括钻探工程和坑探工程。而地质钻探技术指的是在预定的地点采用一定的钻探设备钻穿岩层，从而获取事物资料诸如土样、水样、岩样等，测量地下物理和观测地下水动态的一种地质技术。此外，勘探工程学、地球物理学、地质学、地球化学等众多学科知识也属于地质钻探技术的范畴，互相促进、互相依靠使得各个学科之间的联系更加紧密。

地质钻探项目可以分为文物勘察钻探、地热钻探、石油钻探、地质钻探、水文水井钻探、工程勘察等等。我国是一个幅员辽阔的国家，具有非常丰富的矿产资源储量，在开发矿山资源方面，地质钻探技术起到了至关重要的作用。随着我国科学技术的发展，不断发展和革新的地质钻探技术在改良分析碱性土壤、土地滑坡预防、勘测矿产资源以及勘测地下水等方面都起到了积极的作用，尤其是在合理开发资源和保护环境方面，地质钻探技术也起到了越来越强烈的影响作用。因此，现阶段，地质勘测技术水平的有效提升，地质钻探技术应用范围的有效拓宽，如何使高效开发的现实资源与社会经济的发展保持同步看，是当下每一位地质工作者都要研究和思考的新课题。

二、地质钻探技术的应用

1、反循环钻探技术

水力反循环和空气反循环是反循环钻探技术主要包括的两大类，根据不同的循环介质来进行不同的选择。泥浆或者是水之类的是水力反循环钻探技术的循环介质，其工作的原理就是将泥浆或水传送到孔底，得到柱状的岩心就必须通过取芯钻头，这样可以随着钻头将岩心送达到地面。空气反循环钻探技术的工作原理就是空气会通过双臂钻杆外管送到孔底，从而产生空气膨胀，产生对孔底潜孔锤的冲击力，从而使得潜孔锤剧烈的撞击孔底岩石，从而导致岩石剥落。这样，钻杆在回到地面之后必然会捎带一些剥落的岩石，研究这些岩石就可以获取一些数据或资料。这两种技术都有非常明显的优缺点，水力反循环钻探技术可以得到更加完整的岩石，增加了资料信息的精确度和可信度，此外还降低了劳动强度，但是这种技术非常依赖水资源，较低的工作效率就导致了钻进的速度不高。空气反循环技术由于成本低、劳动强度低的优点非常适用于干旱缺水的地区，但是这种技术只能获取岩石的碎屑，无法真正的代表整个底层的结构。无论是哪一种技术，都有非常广发的应用空间，适用于松软或复杂的地层。

2、绳索取心技术

绳索取心的特点就是无需钻杆，只有钻头出现质量问题或者是需要更换的时候，钻杆才会派上用场。装满岩矿心的岩心管和堵塞时打捞的工具才是绳索取心的核心工具。在获取岩心的时候无需提升钻杆，这就使得这项技术变得更加方便快捷，有较强的适应性，这也是这项技术得以广泛应用的原因。此外，岩心的质量可以得到有效的保障，通过绳索取心所提供的底层信息相对比较完整，由于这种技术不需要较大的钻进深度，因此大大提高了工作效率。即便是在工作的过程中遇到了堵塞的情况，也可以充分利用打捞工具来解决。使矿心和钻杆工具之间的摩擦有所减少，使工作效率大大的提高。这种技术在真正的操作过程中，较少的钻杆提升次数降低了工作强度，从而延长了钻头的寿命，在钻探冰层、固体狂战、天然气、地热等领域中，绳索取心技术都得到了广泛的应用。

3、液动潜孔锤钻探技术

就我国现阶段的科学技术来讲，液动潜孔锤钻探技术是比较先进的，其工作原理就是液动潜孔锤子的工作使由冲洗液带动起来的，冲洗液给潜孔锥施加压力的过程中，潜孔锤接收到的能量就会传送给钻头，这样钻头在猛烈撞击岩石的过程中就会产生有节奏的冲击负荷，从而获得岩石的样品。泥浆泵是最好的传送冲洗液的工具，以回转钻探技术为基础，液动潜孔锤钻探技术菜得以发展起来，在回转力和冲击力的共同作用下，提高了设备的钻进西欧阿里，降低了打孔的成本。与此同时，液动潜孔锤钻探技术可以充分利用脆性大、抗剪强敌低等岩石的特点，即便是相对复杂的钻探工作也可以很好地完成。液动潜孔锤钻探技术需要不停地撞击，是一种高频作业，适用于抗剪强度低、脆性大、硬度大等地质环境。但是，在实际的操作过程中，对设备的使用情况要格外的引起重视，确保其可以正常的运作。此外，一定要慎重的选择液压泥浆，因为液动锤的磨损在很大程度上取决于泥浆的质量，一般情况下粘度较低，含沙量较低、润滑性较好的泥浆比较合适。当液动潜孔锤钻探技术有较大工作强度的时候，就无法真正的保证液动锤的使用寿命，因此，当今的研究实际上应该更加倾向于如何使液动锤的使用寿命有所增加。在石油化工、金属矿山以及水电建材方面，液动潜孔锤钻探技术都得到了广泛的应用。

4、组合钻探技术

组合钻探技术实际上就是充分结合液动潜孔钻探技术、绳索取心钻探技术与反循环钻探技术，这三种技术的优点得到最大化的利用，这也是为什么组合钻探技术可以有更加广阔的适用范围的原因。根据实际情况诸如地质、地层钻探要求的不同来选择最恰当的施工技术，这样不仅可以使得成本和劳动强度大幅度的降低，同时也大大提供提高了钻探的工作效率。

此外，无论是应用哪一项钻探技术，实际上都脱离不开科学的管理和专业的操作流程，尤其是理论知识丰富、动手操作能力较强的人，要按照相应的规章制度和操作规范来进行操作和管理，这样才能够确保每一项技术都能够最大化的发挥作用，提高工程效率、确保工程质量和进度。

结语：

钻探技术作为工程勘察中的一项十分复杂的工艺，在实际工程中被大量的应用，根据地质条件的不同，根据实际情况的不同，工程人员应该确保选择钻探技术的科学性和合理性，这样才能够使方法与设备得到有效的统一，提高施工的质量，确保施工计划的有效实施，不断地促进我国钻探技术的进步和发展。

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