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新形势下探矿工程的钻探技术研究

发表时间：2020/8/7 来源：《基层建设》2020年第10期作者：兰宏飞

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的钻探技术有了很大进展，在新形势的时代背景下，不断发展钻探技术并确保钻探新技术在不同探矿作业中能够真正为所用，在提质增效的同时有效保障探矿工程的总体质量，显得尤为重要。

        新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队新疆乌鲁木齐 830009
        摘要：随着科学技术的发展，我国的钻探技术有了很大进展，在新形势的时代背景下，不断发展钻探技术并确保钻探新技术在不同探矿作业中能够真正为所用，在提质增效的同时有效保障探矿工程的总体质量，显得尤为重要。大力推动钻探新技术的研发以及新技术在不同探矿作业工程中的适宜性和针对性，优化应用是有效促进地质勘探事业进一步发展的关键。
        关键词：新形势；探矿工程；钻探技术；工程应用
        引言
        在地质勘探的过程中钻探工程对勘探的效率和质量有着非常重要的影响，其在地质勘探的过程中发挥着无可替代的作用。地质勘探工作展开的环境通常比较恶劣，存在着一定的风险，其对勘探工作的展开和勘探工作人员的安全都带来了一定的威胁。钻探施工是地质勘探的过程中风险较大的勘测技术手段之一，为保证地质勘测的质量和效率，以及参与地质勘测中人员的安全，需要在钻探施工开始之前对其有一个充分全面的认识，在施工的过程中做好相关的管理和监督工作，保证钻探工作的顺利进行。
        1钻探工程
        钻探工程是指依据相关的技术要求和规范，从地表向地壳内部钻孔并按照相关的要求从地壳内部取出地质样品，通过对样品进行分析进而了解地质情况的一种地质勘探技术。随着钻探技术在使用过程中表现出诸多的优异性，其在其他的工程项目建设的过程中也得到了广泛的应用。现阶段将工程建设过程中为满足特定的需求而向地表以下挖掘通道的工程泛称为钻探工程。文章主要研究地质勘探过程中采用的钻探工程技术。钻探工程是在地下一定的深度进行施工，因此其施工作业的环境通常都比较复杂，且存在较大的施工难度和施工危险性，这几个方面的因素导致了在钻探施工的过程中对施工技术的要求较高。钻探工程施工设备对整个钻探工程的质量和效率具有决定性的作用。钻探技术经过多年的发展已经形成了成熟的理论和技术体系，在不同的地质环境中可以采用不同的钻探技术，以此有效提升整体的钻探的质量和效率。具体实施时，相关技术人员要依据施工现场的实际环境选择适宜的钻探设备和钻探方式。
        2探矿工程钻探特点分析
        首先，工程钻探在实际工作开展中必须注重结合性，而不是肆意进行、盲目开展，即结合性特点。通过对相关数据资料整理调查发现，当下我国地质工程钻探在工作开展之前，一定要对其不同工程地质环境、不同类型建筑物及矿区地质条件进行调查分析，并根据其特点性配置相应勘探设备及规划设计。通常情况下不会对其设备进行过度要求，主要以采用相对简单的钻探设备为主。其次，目的性特点。探矿工程钻探具有一定的目的性，钻孔的根本目的在于对该地区水文情况、地质结构、岩层结构、土壤组织及相关因素进行取样、查明。这些都与钻孔方法的采用、钻孔速度快慢、钻进深度及时间长短密切关联。最后，全面性特点，探矿工程通常面积、规模较大，在实际勘探过程中需要对有关信息、数据等进行全面采集。
        3新形势下钻探技术的运用
        3.1反循环钻探技术
        反循环钻探技术引领了钻探技术的革命，是一种全新的钻探技术工艺。按照循环介质不同，分为水（或泥浆）循环和空气循环两种。这种技术的循环方式和正循环相反，泥浆或者空气通过钻具环空到达钻孔底部，经过钻头通过钻具内返到地表，进行地质钻探的时候，既可以单独使用某种钻探工艺技术，也可以根据地层结构结合使用两种或者以上钻探工艺和方法。反循环钻探技术具有循环速度快，钻探效率高，有利于保护地层的特点。空气循环技术具有循环效率高、成本低等特点，适用于干旱地区钻探施工。
        3.2回转钻探
        采用这种钻探模式进行钻探作业时，钻头的钻进模式有两种：一是环状钻进模式，二是全面钻进模式。这种钻探方式的优点是非常便于取样工作的展开。在钻探的过程中，当钻头的钻进模式为环状钻进时就可以进行取样作业；当钻头的钻进模式为全面钻进时，钻进的轨道为一螺旋曲线，不适宜进行地质样品的提取。

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        3.3冲击钻探
        这种钻进方式主要应用在对硬度较高的岩层和土层进行钻探作业中。其优点是能够有效克服地质条件硬度大对钻探工作带来的不利影响，极大提升钻探作业的施工效率。在实际施工的过程中通常是借助钻机提供的冲击力实现对地层的切削进而实现钻探的目的。
        3.4以低密度为主体的护孔、堵漏、保矿技术体系
        从技术的研究角度来说，在1978年，由地矿部探矿司牵头，组织同济大学和上海阳泾水泥厂等，共同研究硫铝酸盐地质勘探作业专用的水泥，同时在封孔和止水以及处理孔内坍塌等稳定性较差的地层钻进作业中应用。此外，塑性材料和堵漏丸等得到了发展。80年代，经过开发和研究，提出了优质冲洗液以及护孔堵漏技术，并且形成了多类型冲洗液，比如低固相冲洗液和无固相冲洗液，能够适应各类钻进工艺的运用需求。各类钻井液以及冲洗液流变学等理论的发展，推动着探矿生产以及新工艺的发展，达到了国际水平。目前来说，可达到AIP标准的泥浆仪器以及多种泥浆净化设施等，已经在全国范围内推广应用。
        4技术发展
        近年来，我国不断加大探矿工程技术的投入和研究，促使钻探技术得到了快速发展，钻探工艺得到了完善。结合当前的技术需求来说，若想保证探矿工程实施的科学性以及规范性，要做好新技术的研发。具体如下：
        4.1智能化和自动化
        围绕钻探工程应用的需求，对钻探取样技术进行相应的创新研究，提供具有智能化和自动化特点的勘测工艺，对某些地理环境，开展勘测作业，积极运用新技术和新工艺的优势，克服传统探矿技术的应用不足，实现对探矿作业效果的控制。除此之外，要加大钻探数字化系统的研究，不断提高系统应用的效率，积极推广应用，加强岩芯定位技术以及绳索取芯钻探技术的有机结合，提升资源勘测作业的先进性。通过对钻探技术的创新，不断优化钻探技术，全面提高技术水平，辅助钻探工程的建设，创造更多的效益，达到勘测作业的标准。
        4.2钻探技术更加专业化
        由于中国的钻探技术不断发展，在钻探设备和技术上的专业性要求越来越高。不仅在钻探工程方面，而且包含石油天然气的开采和煤矿开发方面都需要更加先进的技术。就拿中国的先进定向运动技术来说，它不仅可以随时随地采样，对于坚硬岩石内部的定向运动也可以实现，这说明中国的钻探技术有了突破性的进展，正朝着更加专业化的方向发展。
        结语
        综上所述，随着时间的推移，我国钻探行业得到了极大的发展，并在很大程度上满足了相关市场对资源的需求。不过，在部分施工单位的运转过程中，由于其自身经济实力较弱，无法及时更换钻探设备，导致实际钻探过程中出现设备损坏等问题，为了解决这些问题，相关人员需要加强现代先进技术与设备的应用，并结合单位自身实际情况，严格遵守有关部门的规定与标准，加强钻探工作的了解，提高钻探工作的水平与质量，进而促进我国社会整体的进一步发展。
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        [4]温东雷.试论新形势下探矿工程的钻探技术应用[J].世界有色金属，2018（19）：45，47.
        [5]吴兆军，吴婧.矿山地质探矿工程新技术的应用探讨[J].世界有色金属，2018（14）：73-74.