梁 瑋 張義森 黃少華

東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊

地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究

梁 瑋 張義森 黃少華

東北煤田地質(zhì)局一二八勘探隊

地質(zhì)鉆探技術(shù)屬于學(xué)科技術(shù)，具有較強的復(fù)雜性。在中國，地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展歷史很久遠(yuǎn)，很早以前就開始大范圍的應(yīng)用。我國土地遼闊，礦產(chǎn)資源種類很多，儲量也是巨大的。我國的領(lǐng)土面積位居世界第三，擁有大量的資源，實行改革開放之后，更加注重地質(zhì)勘探工作，積極開發(fā)礦產(chǎn)，更好的促進了國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展，從而也推動了社會的進步。最近幾年，中國的現(xiàn)代化建設(shè)步伐越來越快，這也帶動了工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的深入發(fā)展?；诖耍疚膶⒅胤治鎏接懙刭|(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

地質(zhì)；鉆探；技術(shù)

1 地質(zhì)鉆探技術(shù)要求

在工程建設(shè)中，地質(zhì)勘察工作是確保工程建設(shè)能夠順利實施的關(guān)鍵。工程施工建設(shè)對于地質(zhì)鉆探技術(shù)的要求很高，在具體的鉆探施工過程中，需要綜合考慮多個方面，比如巖層提取率必須在 80%以上，而夾層的采取率必須在60%以上。對于不同巖層，需要采用不同的鉆探技術(shù)，而且還需要及時調(diào)節(jié)鉆探速度。另外，在水文地質(zhì)勘察中，為了確保地下水位測試以及水文地質(zhì)試驗?zāi)軌蝽樌M行，必須綜合考慮水層位置以及水文實驗要求確定鉆進位置以及鉆進方法。除此以外，對于不同含水層，還需要進行分層止水隔離處理。

2 地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用

2.1 反循環(huán)式鉆探技術(shù)

反循環(huán)式鉆探技術(shù)是地質(zhì)鉆探技術(shù)中一種全新的鉆探技術(shù)。反循環(huán)式鉆探技術(shù)可以被認(rèn)為是地質(zhì)鉆探領(lǐng)域的一次偉大的革命。反循環(huán)式鉆探技術(shù)包括兩種空氣反循環(huán)和水利反循環(huán)。反循環(huán)式鉆探技術(shù)的優(yōu)勢在于可以在同一個鉆孔中使用兩種方法進行鉆進轉(zhuǎn)換?？諝夥囱h(huán)成本低、效率高，在干旱地區(qū)應(yīng)用具備極強的現(xiàn)實意義水利反循環(huán)能夠獲得優(yōu)質(zhì)的取心，判層及時，應(yīng)用效率高。因此，在進行地質(zhì)鉆探的時候，可以將反循環(huán)式鉆探技術(shù)的兩種模式搭配起來使用，也可以分離開來使用。反循環(huán)式鉆探技術(shù)應(yīng)用成本低，工作效率高，在國土資源調(diào)查過程中占據(jù)著舉足輕重的地位，然而現(xiàn)階段還未獲得地質(zhì)工作者的普遍認(rèn)可，因此，現(xiàn)階段我國使用的很多技術(shù)還是傳統(tǒng)的上個實際年代左右留存下來的技術(shù)。受技術(shù)條件的制約，地質(zhì)鉆探工作的質(zhì)量、效率普遍不高，而成本卻往往較大，嚴(yán)重的制約了鉆探技術(shù)在地質(zhì)工作中的發(fā)展以及應(yīng)用。

2.2 繩索取心鉆探技術(shù)

與其它地質(zhì)鉆探技術(shù)相比，繩索取心鉆探技術(shù)最大的優(yōu)勢在于不必提鉆取心，其工作原理是在巖礦心里裝滿巖心管或巖礦心堵塞的時候，利用專用的繩索與打撈工具將巖礦心從鉆桿柱中吸納出來，孔內(nèi)的鉆桿柱不必被上提出地面，只有更換鉆頭或是檢查鉆頭磨損情況的時候才需要將鉆桿柱提出地表。毋庸置疑，繩索取心鉆探技術(shù)有效的減少了升降鉆具的輔助時間，鉆進的效率得以提升。另外，因為不必“提上放下”，鉆探機械因升降磨損消耗的情況被最大程度的避免，升降鉆桿柱沖洗液沖擊孔壁的作用力被降低，孔的質(zhì)量以及安全性得以保障。現(xiàn)階段，繩索取心鉆探技術(shù)運用的地方比較多，但也未實現(xiàn)普及。

2.3 液動潛孔錘鉆探技術(shù)

液動潛孔錘鉆探技術(shù)具有堅硬、致密等特點，常用于脆性地層鉆進中，極大地提升了鉆進效率。因為此種技術(shù)是在回轉(zhuǎn)鉆進基礎(chǔ)上通過增加液動錘而實現(xiàn)的，在進行鉆進時，必須對設(shè)備的緊固件松緊情況進行檢查。當(dāng)液動潛孔錘鉆探技術(shù)應(yīng)用于大直徑、潛孔等施工環(huán)境時，可以同時聯(lián)合減震穩(wěn)流平壓的空氣室操作，這種方式對液動潛錘性能的穩(wěn)定具有很大作用，同時還可以保護泥漿泵和地面設(shè)備。液動錘可以在含量較多的固相和微粒泥漿環(huán)境下進行反復(fù)轉(zhuǎn)動，所以必須使用質(zhì)量較好的高質(zhì)量泥漿。如果泥漿質(zhì)量達不到標(biāo)準(zhǔn)，不僅造成了液動潛孔錘的內(nèi)部零件損壞，還會阻礙液動錘的正常作業(yè)。進行操作的時候，泥漿必須保證含沙量低、粘度密度低、潤滑性能好。泥漿材料必須具有低粘、低密度、低失水、高潤華性。進行直徑液動錘鉆進的時候，還應(yīng)該及時觀察泥漿的凈化工作，可以使用凈化設(shè)備或者沉淀的方法進行操作，除此之外，還要在泥漿泵的蓮蓬頭位置設(shè)置過濾裝置。

2.4 組合鉆探工藝

組合鉆探工藝是一種將空氣循環(huán)連續(xù)取樣和水利反循環(huán)結(jié)合的新技術(shù)，與空氣反循環(huán)連續(xù)取樣原理一樣，但是此種技術(shù)主要以液體作業(yè)循環(huán)介質(zhì)，使用連續(xù)取柱狀巖心方式鉆進，可以結(jié)合金剛石繩索、空氣反循環(huán)等的優(yōu)點，具有取心質(zhì)量好、勞動強度低等特點，但是與反循環(huán)鉆探技術(shù)相比，鉆進效率比較低下，而且不能及時了解鉆地層的結(jié)構(gòu)。此種技術(shù)經(jīng)常使用于干旱缺水、取心艱難的地質(zhì)勘查中。該技術(shù)自推廣以來，率先在青海、新疆等地區(qū)得到應(yīng)用，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以將操作效率提升5倍以上，同時降低了成本。此種技術(shù)在國內(nèi)地質(zhì)鉆探中具有很好的應(yīng)用前景。

2.5 新型節(jié)水鉆探技術(shù)

新型節(jié)水鉆探技術(shù)經(jīng)常使用于干旱地區(qū)或者地質(zhì)層深部有水的鉆探中，在工作柱塞反復(fù)運動和驅(qū)動力孔內(nèi)節(jié)水鉆具等的作業(yè)工作，不接觸孔壁，不耗費水資源，具有鉆探效率高、節(jié)省水資源的特點。在此種技術(shù)的廣泛使用下，解決了干旱地區(qū)寶貴的水資源，降低了作業(yè)人員的勞動強度，而且此種技術(shù)應(yīng)用到漏失鉆探孔中，不用填充堵漏料，減少了對環(huán)境產(chǎn)生的污染。

總而言之，就如今來說，社會經(jīng)濟的發(fā)展是離不開礦產(chǎn)資源的支撐的，現(xiàn)階段，大部分處于淺層而且易開采的礦產(chǎn)都被開發(fā)了，余下的都是處于深層、地質(zhì)復(fù)雜、很難開采的礦產(chǎn)資源，或者是開采難度非常大的礦產(chǎn)，在探測開采這類礦產(chǎn)資源時，不但要根據(jù)有關(guān)的理論知識，還要實地研究和實驗鉆探技術(shù)。這就對地質(zhì)鉆探技術(shù)工藝和設(shè)施提出了更高的要求，也就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現(xiàn)進一步研究探討。

[1]冉恒謙，張金昌，謝文衛(wèi)，張永勤，宋志彬，向軍文，劉凡柏，馮起贈，鄢泰寧，賈美玲，陶士先，胡繼良.地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究[J].地質(zhì)學(xué)報，2011，11：1806-1822.

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