小孔径固体岩芯深孔钻探技术分析

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:陈定符
[导读] 摘要:随着社会对于矿产资源需求的显著增长,矿产资源开采力度也随之增大,通过科学技术的合理化运用,能够保证找矿工作的精准度与可靠性。
        江苏省有色金属华东地质勘查局八〇七队  210041
        摘要:随着社会对于矿产资源需求的显著增长,矿产资源开采力度也随之增大,通过科学技术的合理化运用,能够保证找矿工作的精准度与可靠性。本文就深孔钻探技术的应用优势进行阐述,进一步探究深孔钻探技术在小孔径固体岩芯方面的应用,旨在提升找矿速率,保证钻井施工的安全性。
        关键词:小孔径固体岩芯;深孔钻探技术
        矿产资源开采工作具有一定复杂性,深层岩石岩层的开采难度较大,尤其是在小孔径固体岩芯方面,深孔钻探技术具有良好的应用价值,能够保证钻探质量与效率,并合理控制钻探成本,保证矿产资源开发的恰当性,避免对地质结构造成破坏,与可持续发展理念相一致。
        一、深孔钻探技术的应用优势
        (一)减小采矿难度
        在深层矿产开采中,以深孔钻探技术为支持,能够解决高难度采矿问题,促进地勘单位经济利益的获得。深孔钻探对于技术设备存在较高要求,风险系数大,若地勘单位并未开展1800m以上深度的深孔钻探项目,则无法保证该企业的钻探实力。若钻探任务难以顺利进行,则会造成无法预估的经济损失。而通过深孔钻探技术的合理化应用,能够综合分析多项因素,采矿难度也得以明显降低。
        (二)降低采矿损失
        在地质找矿工作中深孔钻探技术发挥着重要的作用,为地质勘查提供了重要的技术支持。由于不同类型岩石与岩层存在不确定性,一定程度上加大了深孔钻探的难度,基于岩石研磨性、可钻性等因素出发,深孔钻探技术的应用,能够制定科学方案,保证钻探质量与效果的最佳化[1]。通过深孔钻探方式能够直接自地下空间获得实物样品,降低钻取阶段损失,与普通浅孔钻探相比更具优势。
        (三)灵活解决采矿困难
        深孔钻探技术的应用有着复杂的原理,难度较大,对于理论基础存在较高要求,实践性也比较强。随着孔深的增加也会出现诸多未知问题,这就需要就钻探设备工具材料进行合理选择,规范钻进工艺技术与操作方法,深孔钻探质量也得以保证。面对破碎带、硬岩钻井、钻孔弯曲等技术难题,通过深孔钻探技术的应用也能够加以灵活处理。
        (四)强化企业竞争意识
        小孔径固体岩芯方面,钻孔难度大,钻孔成本也随之加大,深孔钻探技术的合理化应用,能够树立先进理念,强化安全意识,降低意外事故发生几率,促进企业竞争力的增强,为企业持续化发展奠定基础。
        二、深孔钻探技术在小孔径固体岩芯中的应用
        (一)合理选择深孔钻探设备
        为确保小孔径固体岩芯深孔钻探技术应用的规范化,应当就深孔钻探设备加以合理选择,一般较为常见的深孔钻探设备包括钻机尧钻塔、泥浆泵、其他动力机等。深孔岩芯钻机的传动类型主要体现在三个方面,分别是机械式、电驱动式与全液压式,钻探施工中以机械式和全液压式传动类型较为常见。若深度在1500m-2000m之间,钻机口径、钻孔设计顶角等因素影响较大,因此钻机选择过程中应确保其具备较高的性能,能够满足采矿需求[2]。若油压钻机有着较广的变速范围或较大的立轴行程,通过钻机的合理化运用能够减少不必要的问题,促进地勘工作的顺利开展,以其他配套设备为辅助,能够促进钻探质量的显著提升,钻探速度也明显提高。钻机型号的配置应当与钻孔深度相符合,钻孔期间往往会遇到不同类型问题,这就需要确保所选择钻机与配套设备质量可靠,以便提升钻探质量与效率,为作业人员的人身安全提供保障。


        (二)把握固体岩芯开采要求
        小孔径固体岩芯深孔钻探作业中,需要把握地质条件的差异性,明确小孔径固体岩芯开采要求,确定钻探目的、工艺方法及施工地点等。为促进深孔钻探作业的顺利进行,在作业之前应全面检测、对比并纠正地质、测量及探矿等,明确孔的相关因素,科学制定深孔钻探作业计划,之后方可开展钻进作业。深孔钻探作业对于岩、矿芯采取率存在一定要求。采矿作业过程中,应当对矿石结构特点与完整性加以保持,科学选用钻探技术,降低矿芯粉碎、贫化等问题出现几率。深孔钻探技术应用过程中,必须要确保矿石采取率代表,围岩岩芯分层采取率一般在65%以上,而矿化带、重要标志层、矿层等方面的这一指标则在80%以上,若无法达到目标采取率相关要求,则需要就具体原因进行调查分析,保证补救措施采取的及时性,以免对深孔钻探作业质量造成影响。在这一方面,空洞、浮土层、流沙层等不包括采取率中。为保证深孔钻探作业质量,应安排专门人员负责对残留岩芯长度进行仔细测量和准确记录,在钻孔施工过程中将岩芯顺利提取出来。反复钻取的基础上,清洗所取出的岩芯与矿芯,按照规范顺序进行装箱。采矿作业过程中必须要确保程序的规范化,提升深孔钻探施工质量与效率,有助于企业积累开采经验,并且对企业的经济利益进行维护。
        (三)保证施工技术与人员的专业性
        为促进深孔钻探施工的规范有序进行,需结合实际科学制定深孔钻探技术方案,保证其权威性、针对性与可行性;在技术研讨过程中认真听取相关人员意见,就其所提出建议与方案加以认真分析。应发挥钻探技术人员的带头作用,施工人员应当具有优良专业素养与丰富实践经验,切实提升深孔钻探作业质量。钻探机台的更新应当具有时效性,保证深孔钻探的科学化与安全性。
        (四)正确处理深孔事故
        在深孔钻探作业中,正式钻进作业之前,一旦发现孔内发生事故,应准备好丈量机上余尺,以便锁定具体事故地点,就孔内具体情况进行分析,以便科学预防事故发生。钻进作业期间,一旦发现钻具折断,应详细分析具体使用情况。通过一定措施明确断头形状、灌入孔内钻具数量等,可应用打印法进行处理[3]。在具体操作过程中,准确连接异径接头与套管,在下部位置灌满沥青或蜡,做成打印机,查明相关信息,以便采取恰当的处理方法,为打捞工作的顺利进行奠定基础。为保证深孔事故处理的有效性,应开展系统剖析与考量,把握事故发生本质原因及事故性质,把握孔内具体情况,包括钻孔结构、稳定性、冲洗液循环等。
        就冲洗液来说,岩石完整度等因数存在差异,使得钻孔孔径要求也有所不同,孔径变化促进了深层钻孔冲洗液性能的变化,护壁性能更加,钻井质量和效率也得到保证。冲洗液配备阶段,需要就其指标进行严格检测,选用除砂设备来推进深孔钻探作业。深孔钻探作业之前应检验测验深孔地质,确认深孔地质达标后可实施深孔地质钻探。小孔径固体岩芯钻探作业中,以钻孔参数为依据,钻机不可倾斜,以防钻孔倾斜。作业中需要对钻杆与孔壁间隙进行严格控制,若钻头尺寸较大,可以扶正器等为辅助,令深层钻井在一定幅值内偏转。在找矿、采矿作业中,深孔钻探技术的应用为作业的推进提供了极大便利,促进诸多问题的解决,但当前深孔钻探技术的成熟度有限,在作业中必须要保持严谨,未来应当在这一方面加大研究力度。
        结束语
        在矿产开采工作中深孔钻探技术发挥着重要价值,将深孔钻探技术应用于小孔径固体岩芯中,能够从地质结构、设备安全性、人员技术等方面入手加以把控,保证钻井施工的质量与效率,采矿风险也得到科学化控制。随着科学技术的进步,深孔钻探技术不断发展,具有安全、高效、适应性强、低碳环保等特征,有助于保护生态环境,矿物资源也得到有效节约,这对于整个社会的稳定和谐发展具有重要意义。
        参考文献:
        [1]陈兰弟. 探讨小孔径固体岩芯深孔钻探技术[J]. 建材与装饰, 2020, No.608(11):231-232.
        [2]金光辉. 小孔径固体岩芯深孔钻探技术探讨[J]. 世界有色金属, 2019, No.527(11):252-253.
        [3]曾小平. 深孔岩心钻探的技术分析[J]. 华东科技(综合), 2019, 000(012):P.1-1.
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