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地质勘查钻探技术研究

发表时间：2021/7/2 来源：《中国科技信息》2021年8月作者：韩永东

[导读] 随着当前经济社会迅猛发展，我国对于工程建设以及矿产资源开发需求日益增大，地质勘查的理论研究和实践探索近年来大量涌现

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摘要：随着当前经济社会迅猛发展，我国对于工程建设以及矿产资源开发需求日益增大，地质勘查的理论研究和实践探索近年来大量涌现，岩芯钻探技术、定向钻探技术、金刚石绳索取芯技术等技术也因此在地质勘查领域推广开来。基于此，将简单分析地质勘查工作的主要内容和基本原则、地质勘查途径，并结合工作实践深入探讨地质勘查钻探技术，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。
关键词：地质勘查; 内容；原则；钻探技术
        1 地质勘查工作的主要内容和基本原则
        1.1 地质勘查工作的主要内容
        在地质勘查工作中，这一工作的所需周期较长，且需要根据工程建设以及矿山开采进度和资源存储量做出合理安排，规避过度开采问题，以此保证经济效益和环境效益的兼顾。地质勘查工作主要内容包括选区、开采计划制定等，资源的开采量可通过科学制定勘察方案提升，最佳的矿产利用方式选择也可由此获得依据。对于地质勘查工作中发现的类似矿产资源，如伴生矿、尾矿，同样需要提高重视，以此开展针对性的勘探，提升矿产资源的利用效率，不合理的尾矿资源利用往往会导致矿产资源利用率低下，进而引发浪费问题，这必须引起重视。地质勘查对钻探和开采等技术提出了新的要求，伴生矿、尾矿的勘探和开采也需要针对性规划，以此明确伴生矿、尾矿的成分、储量，并做好记录和分析工作，即可有效提升矿产资源利用率。如在封闭的矿山开展地质勘查工作，具体工作需严格遵循相应规范，并详尽分析和调查封闭的地质环境，整理地质报告并探讨矿山环境保护措施，以此更好为矿产资源开采利用提供依据。
        1.2 地质勘查工作的基本原则
        受分布广泛的矿产资源影响，我国不同地区的矿产资源在分布、储量、开采、应用等方面的差异巨大。因此地质勘查工作需要结合矿产资源特性针对性开展，结合矿区的地质条件、矿产种类及储量、周边地势环境科学编制地质勘查计划，地质勘查工作的规划制定必须以充分了解其发展趋势为前提，矿区其余自然资源开采也能够由此获得更好支持。对于结构复杂的深部地质来说，地质勘查工作及采矿工作的难度更高，因此具体工作开展需得到先进钻探技术的支持，以此优选和更新勘探方法，不断创新深部地质钻探技术，同时不断完善自身管理体系、强化人力资源的集中管理、合理分配员工的工序，地质勘查工作的优化开展即可获得更为有力支持。
        2 地质勘查钻探技术研究
        2.1 定向钻探技术
        在地质勘查工作中，对于较为复杂的地质结构，目标工作效果往往无法由普通钻探方式满足，为实现深部地质位置的准确勘探，并保证工作效率，定向钻探技术的科学应用极为关键，该技术具备高精度、高效率等特点。所谓定向钻探技术，指的是通过对钻探方位的精准控制保证钻进方向能够有效勘查矿产资源，内外界影响催生的钻进方向偏差等问题可通过定向钻探技术规避，准确性更高的深部地质找矿工作可由此开展，地质勘查的难度也可随之降低。
        2.2 岩芯钻探技术
        在我国地质勘查领域，岩芯钻探技术属于广泛应用且较为成熟的一种技术。岩芯钻探技术在应用中需要使用圆柱状的钻具和钻头，以此沿圆形破碎岩石在孔底部保留柱状岩芯，资源探查与地质研究可根据取出的柱状岩芯针对性开展。在使用岩芯钻探技术的过程中，需关注三方面要点：第一，科学选择相关机械设备。

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新型液压动力钻探设备属于岩芯钻探技术应用的关键，不得采用传统电力动力钻探设备，矿产资源深度钻探等需要可由此更好满足；第二，强化替代资源的勘察。替代资源的勘察需要成为深部地质找矿的重要内容，为提升矿产资源勘查效率，具体的技术应用需不断开展创新探索，整体经济效益可通过勘探成本的降低而提升；第三，重点保养和维护机械设备。大型机械设备作业属于岩芯钻探技术应用的重点，因此相关设备的维护必须得到重视，规避故障带来的工作延迟等问题，保证设备的高效、正常运转。
        2.3 金刚石绳索取芯技术
        不同于上文提及的定向钻探技术，金刚石绳索取芯技术的应用无需对进入岩芯管的矿石开展岩芯提取，而是可以利用钻杆通道，将岩芯管中的岩芯提取到孔外取芯处，金刚石绳索取芯技术属于近年来出现的新型钻进方法。在地质勘查工作实践中，金刚石绳索取芯技术具备三方面优势：第一，地质效果好。金刚石绳索取芯技术具备提升平稳、打捞速度快、报警及时等特点，在面对岩管堵塞情况时，该技术在钻井过程能够保证报警的及时性，工作损耗的降低、技术人员的快速有效处理可得到保障；第二，钻进工作效率高。相较于普通取芯钻头，金刚石绳索钻头的硬度和厚度更高，且能够在无需辅助作业的前提下持续钻进，拥有高于普通钻头的整体钻进效率；第三，施工成本较低。金刚石绳索取芯技术在应用中可实现提钻次数的减少，施工过程中钻头的损耗可随之降低，钻头的使用寿命也能够有效延长。在减少的提钻次数影响下，劳动强度降低可同时实现，因此金刚石绳索取芯技术在人工成本和工具成本降低中均有着不俗表现。
        2.4软岩钻探技术
        传统井下钻探采用清水冲洗排渣，使用外平钻杆钻进，当遇软岩（煤）时，排渣困难易造成卡钻、埋钻事故。2009年西安院殷新胜等研究了中风压松软地质层中风压空气钻进技术与装备，筛管护孔工艺，空气钻进主要依靠压缩空气即压风实现排粉，钻进阻力小，保证供风压力和供风流量，可有效提高压风排粉效率，增加钻孔深度，保障成孔率，生产实践证明在同等施工条件下的钻孔深度和钻进效率有较大幅度提升。2014年重庆院李彦明等研究了ZYW-1900R在松软地质层中施工的工艺技术，如六方插接式螺旋钻杆，钻杆间采用高强度螺栓紧固，这种设计使得钻机在遇到抱钻、卡钻等事故时，动力头能够反转运行，有利于提取钻具，降低了发生孔内事故和钻杆折断的几率。西安院高晓亮等研制了一种偏心跟管PDC钻头，并研究了施工过程中的参数对钻进效率和钻头寿命的影响。钻机、钻具及施工工艺上的发展，有效促进了地质软岩钻探技术难题的解决，提升了钻探施工效率。
        3结束语
        综上所述，在当前经济社会飞速发展背景下，我国工程建设行业以及能源需求迅猛增加，在这种情况下地质勘查工作受到日益广泛地重视，并且得到了很大程度地发展。而在地质勘查中钻探技术是十分重要的内容，因而在这种情况下选择合适的钻探技术对于确保勘查效率以及结果准确性都有不小的影响。为此，上文在充分结合相关文献研究以及自己多年工作实践经验情况下，就地质勘查钻探技术展开研究。
参考文献
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