钻探工程中的复杂地层钻进技术分析

钻探工程中的复杂地层钻进技术分析

 马飞

安徽省煤田地质局第二勘探队，安徽 芜湖 241006

摘要：近些年，我国经济发展迅速，矿企为我国经济发展做出了很大贡献。矿山的地质环境是极其复杂的，而在对矿山进行开采时最关键的便是需要使用勘察钻探技术对地质情况进行掌握，通过矿山岩石工程勘察钻探技术能够快速的将矿山地质结构分析出来，能够快速推动矿山开采工作的顺利开展。本文通过对矿山岩土工程勘察钻探的意义、复杂地形环境下矿山岩石工程勘察钻探要点以及提高勘察钻探水平的相关措施进行具体的研究分析，希望能够为矿山岩土工程勘察钻探技术在复杂地质环境下更好的进行应用贡献自己的一份力量。

关键词：钻探工程；复杂地层；钻进技术

引言

地质找矿勘查技术在找矿工作中始终占据主导地位，与合理开发资源有着直接的联系。但现有的地质勘探技术存在着管理机制不完善、技术落后、存在误差等问题。因此，必须在现有的地质找矿技术上进行技术革新，以确保勘探工作的高质量和高效率，并采用先进的技术手段纠正勘探的错误，促进矿产资源的深层开采，推进勘探技术创新的速度。

1地质钻探工艺技术的重要性

地质钻探工艺技术非常复杂，这项技术直接关系到人类发展。我国矿产资源非常丰富，而且涉及较大的储量。近些年我国不断提高科学技术发展水平，也因此创新了地质钻探工艺技术，可以推动我国经济快速发展。发展地质钻探工艺技术直接关系到人们的生活质量，因此，发展研究地质钻探工艺技术有利于推动社会发展。

2复杂地形环境下矿山岩石工程勘察钻探要点

2.1注意地基承载力的相关指标

地基承载力对于矿山岩石工程勘察钻探结果有着严重的影响，如若地基承载力较差无法满足矿山岩石工程勘察钻探需求的话，那么将会直接影响到地质勘察结果的精准性。在以往矿山岩石工程勘察钻探中经常使用查表的方式来对该勘察区域地基承载力指标进行明确，甚至还会出现一些施工单位私自降低地基承载力指标的现象发生，这从根本上不利于矿山岩石工程勘察钻探工作的开展，尤其是在较为复杂的地质环境下，对于地基承载力的相关指标要求更高一些，勘察人员需要充分结合矿山岩土工程实际情况和地基承载力指标进行勘察钻探计划的制定，这样才能够最大程度上保证矿山岩石工程勘察钻探结果的精准性和可靠性，才能够更加顺利的为矿山开采工作提供必要的数据支撑。

2.2保证孔内干净整洁

（1）由于岩石的完整性也会或多或少地受到钻探的影响，在配置冲洗液时需要相关人员能够根据岩石的分布情况，合理配置冲洗液比例，钻探过程中要不断冲孔，确保孔内干净整洁无杂质。（2）分别对每个回次进行称重，通过完善的措施，预防钻头烧毁。（3）孔内挂壁作业，要能合理选择挂壁所需材料，确保材料质量和使用性能。（4）灌注作业中，要及时提取钻具，确保钻杆底部与地面之间的距离控制在5cm之内。（5）地质钻探找矿会造成摩擦力的增加，使钻头与孔底出现分离状态，应当防止由于扭矩较大而导致钻杆出现折断问题。（6）相关人员在具体的钻探作业中，需要合理使用钻具，避免钻具产生疲劳，为后续作业的开展奠定坚实基础。

2.3注意勘察点间的距离和深度

大多数矿山都具有着极其复杂的地形地势环境，而在此环境下进行勘察钻探的时候最重要的便是需要注意勘察点位之间的距离以及深度，勘察人员在进行勘察点位选定的时候需要严格按照有关标准和实际勘察钻探需求，很多勘察人员在进行勘察过程中不能够根据实际需求来对勘察计划进行调整，这在一定程度上也回对最终的勘察结果造成影响。一般情况下在地质较为复杂的环境中，所需要保持的探险间距为60mm-110mm，探点深度为40m-60m，而在中等复杂的地质环境中，探险间距为80mm-160mm，探点深度为50m-110m，简单地质环境对于这方面的要求是最低的，探险间距在160mm-320mm范围内即可，而探点深度则在80m-220m内。

3钻探工程中的复杂地层钻进技术分析

3.1金刚石绳索取芯技术

其应用原理是在矿山开采时，使用钻石进行开采，由于钻石具有很高的硬度，所以在钻井作业中可以达到很深的程度，因而在深部勘探中得到了广泛的应用。绳索取心是用一种特殊材料制造的绳索来寻找矿石，它的工作方式与钻石相似。采用金刚石与绳索采心技术相结合，可有效地改善深部勘查工作。目前，国内对这一技术的研究还不够深入。

3.2液动潜孔锤技术

该项技术已经在我国矿石领域获得了良好开发及应用，在全球矿石领域同样扮演着重要角色。液动潜孔锤技术主要是从传统的回转钻探技术发展而来，实际作业过程内部潜孔锤驱动力主要来自于冲洗液的推动作用力，在动能冲击的作用下潜孔锤迅速将运动能量传输给钻头，以此来完成破岩作业。移动潜孔锤的基础原料主要来源于外部泥浆泵，应用范围十分广泛，主要被应用至较大脆性和态度的岩石，并且可以获得较高的工作效率。另外，移动潜孔锤既有效保留了回转钻探功能，还对钻头冲击力进行进一步的提高，该项技术的应用同样可以达到降低开采成本的效果。

3.3反循环钻探技术

反循环钻探技术主要包括空气反循环和水力反循环，二者最大的区别是利用不同循环介质。空气反循环利用的循环介质为压缩空气，通过双臂钻杆外管向孔底输送压缩空气，再利用空气膨胀的冲击力驱动孔底潜孔锤，最终在岩石上作用于潜孔锤的有效作用力。空气作用力通过双臂钻杆中心通道再向地表返回，同时，会携带一些岩屑，可以利用这些岩屑作为地质钻探样本。水力反循环连续取心钻探技术利用的循环水质为清水和泥浆，和空气反循环具有相同的工作原理，而且利用双臂钻杆可以向孔底输送液体介质，利用取心钻头可以获得柱状的岩心，再利用内管中心通道向地表输送岩心。

3.4原位测试技术

原位测试技术指的是在岩土原来所处的位置上且在原位状态和应力条件下对岩土性质进行的测试。原位测试技术也是矿山岩土工程勘察钻探技术中的一种，根据测试形式的不同能够将原位测试技术分为静力触探测试技术、十字板剪切测试技术、岩体应力测试技术等众多的种类，不同原位测试技术所采用的测试方式方法也是不同的，同样最终所能够呈现出来的测试效果也具有着较大的不同之处。施工人员在进行矿山岩土工程勘察钻探时便需要根据检测区域内的土质情况以及勘察需求等多方面因素来决定最终的原位测试技术，通过选择恰当合适的原位测试技术来实现为矿山岩土工程后续勘察钻探工作提供可靠数据的目的。例如在土质较为酥软的岩土环境中便应当使用十字板剪切测试技术，这样便能够通过该技术测定该施工区域软土的抗剪强度；而在其它无特殊情况的复杂地质环境中则适合采用静力触探测试技术，在使用该技术时需要注意保证触探位置的精准性，对测试数据的误差进行把控，在测试过程中测试人员也要完全按照技术要求标准来进行，避免发生人为因素导致检测结果不精准的现象发生。

结语

因为地质钻探工作非常复杂，在实际工作中操作不合理将会引发安全事故，因此，在地质钻探工作中，地质钻探单位需要结合实际情况采取针对性的安全生产管理措施，提高地质钻探工作的安全性，顺利实现地质钻探工作目标，推动我国地质钻探行业的可持续发展。

参考文献

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