地质钻探现状分析与技术展望
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摘要：随着我国现在的国家发展，很多的地质表层的资源已经使用殆尽，浅层地表的钻探勘探已经在减少了，所以我们的钻探技术现在需要朝着深层的地表发展，需要开始研究深层的钻探技术。本文主要对地质钻探行业的现状从人员以及管理方面的分析, 并提出了一些改进办法，对重要的钻探用装备先进的全液压动力头式钻机的优点作了介绍, 在技术方面提出了发展思路。
中图分类号：C35文献标识码： A
前言
在国家的发展建设中，地质钻探技术的发展也是发挥着巨大的作用。因为只有我们地质钻探技术得到良好的发展，我们的资源勘探工作也才能正常的进行。
一、地质钻探技术及其工作原理
向地下进行钻孔并将孔底的岩石破碎的钻进方法和工艺可以统称为地质钻探技术，该技术可以帮助勘测人员对地下实物的详细资料进行准确捕获，对地下的岩土层验证材料信息并计算其储备总量、对矿石的规格和品质进行有效评估等工作，并且根据不同的目的要采取不同的钻探技术和装备展开钻探工作。我国的地质钻探技术已经取得了一定的发展并形成了相应的体系。
1.反循环式钻探技术。根据反循环所使用的介质不同，可以将反循环式钻探技术分为水力反循环和空气反循环两种不同的形式。空气反循环的工作原理是将空气压缩后作为循环过程中的介质，运送压缩空气到孔底时需要利用双臂式钻杆中的外管进行，使孔底处的潜孔锤在空气膨胀产生的冲击下撞击到岩石上，之后空气利用双臂式钻杆的管道将岩屑带出地面，岩屑就是钻探工作取到的样品，可以用来化验并对该处的地质情况进行科学分析。水力反循环的连续取芯钻探技术中进行循环的介质是泥浆或清水，将介质送到孔底时是通过双壁钻杆的管环隙实现的，取芯获得柱状岩芯后经内管在带到地面以便展开化验分析。
2.绳索取心钻探技术。利用这一技术进行勘探时不必对钻杆进行提升就可以取出岩心，除非钻头发生故障要检查或置换时才需提取钻杆。在钻探时，当岩心充满了岩心管后（或者是有阻塞情况出现），不用将钻杆柱整体全部提出，可以利用打捞或提取的工具将岩心从钻杆的内部取出。
3.液动锤钻探技术。液动锤钻探技术是目前我国最为成熟的钻探技术，在我国的发展和使用处于国际先进水平。液动锤钻探技术的工作原理是以回转钻探为结构基础，冲洗液的驱动力使液动锤受到冲击并将冲击产生的能量向钻头传递，利用钻头对岩石进行破碎。一般情况下，用泥浆泵进行冲洗液的传递和配送，液动锤处于钻头和钻杆中间，跟随着钻头向孔内深入，并给予钻头持续而有一定频率的冲击，形成负荷为钻头增力。
二、关于地质钻探的现状分析
1.在我国的地质勘查工作中所用的地质钻探技术和国际先进水平相比还有不小的差距。钻探施工过程中所用的立轴式岩心钻机仍是上世纪八十年代时的钻探设计，很难完全适应现代社会的发展需要。进行地质钻探时使用的液压性动力头钻机多是国外进口而来，国内研发的使用量较少，同时，金刚石绳索钻探取芯法这一前沿的钻探技术在我国尚未得到大面积的使用，部分领先的钻探技术虽然在我国进行了一定的使用，但未能大面积的推广，达不到社会的发展需要。
2.近几年来，各级政府对地质的钻探工作都加大了投入与支持力度，虽然对钻探技术的发展具有一定的推动作用，但我国的钻探水平还有极大的进步空间。在展开钻探的实际工作中，技术水平对于探测工作的制约导致一些问题出现的情况时有发生，如在复杂的地质条件环境钻进中存在诸多问题，进行深孔钻进的能力相对较低，台月效率十分不理想和钻探成本高等。推动地质钻探技术水平快速发展，发挥它对国民经济的促进作用，需要我们对地质钻探技术的开发和研究进一步加强，引进国际先进的技术和理论，促使我国地质钻探技术和国际先进水平不断接轨，充分发挥其对于国民经济巨大的推动作用。
三、关于地质钻探现状的改进办法分析
1.目前的管理属于分散、粗放形式, 大多数以包代管, 考核也仅是以经济效益为唯一指标, 对工程质量、工艺方法没有特殊要求, 只要机台能对付干就可以了, 致使许多钻探队人员编制不足, 附属设备( 包含塔衣、地板、必要的安全设施) 配备不够, 因陋就简, 复杂地层应采用的优质造浆材料, 必要的各种取心钻具、先进的方法都得不到应用, 所以工程质量、施工效率低下, 复杂地层干不了, 而目前许多外资和矿山投资项目, 对钻孔质量要求都提高了标准, 对施工装备、工艺方法也有明确要求, 因此建立一支正规的在钻探市场有竞争力的队伍, 可以借鉴其它行业的作法, 即建立准入制度, 设立必要的门槛, 对注册资金、技术干部、技术工人、装备、业绩等做一个基本的要求, 相当于过去实行的标准化机台。低于这个标准的不允许施工, 这样才可以确保工程项目的顺利完成, 从而促进钻探行业整体工艺技术的发展。
2.目前我国岩心钻探大多数采用的是立轴式油压给进钻机, 这种类型钻机在我国地勘工作中起到了重要作用。但这种钻机有两个突出矛盾未能得到解决。第一由于提下钻过程中不能任一位置进行冲洗液循环和钻具回转, 在复杂地层钻孔时, 经常会出现卡、埋钻具事故, 很难处理, 它是长期困扰钻探者的问题, 每年因此而造成的损失难以计数；第二立轴行程短, 多在0.6m以下, 钻进中需频繁停车倒杆, 既影响纯钻时间, 又容易产生岩心堵塞现象, 造成回次进尺缩短, 提下钻增多, 严重影响钻探效率。对此国外发达国家多已采用动力头式全液压钻机, 我国也在近几年相继进口约20台这种钻机, 许多国内厂家开始研制动力头式钻机。样机也已问世, 会在较短时间内形成批量生产。这种钻机动力头行程大,可达3.5m, 回转器可以在任一钻杆、任一位置夹持钻杆进行长行程的回转给进与提升, 同时也可以用冲洗液冲洗钻孔(这是处理孔内事故经常必须要做的) , 可以很方便地处理卡、埋钻具事故。长行程的给进钻进, 频繁停车倒杆, 岩心堵塞现象不易发生。另外这种钻机自配设有桅杆, 不用另配钻塔, 安装更为简便, 更有利于施工斜孔, 由于机械化程度高, 操作简便, 机台小班2-3人就可作业, 劳动强度大大降低, 配合使用绳索取心钻探方法, 优点更显著。随着时间的推移, 动力头式钻机将会得到大多数施工单位的认可。
四、关于地质钻探技术展望
1.中国科学钻探科钻一井的实施,大幅度提升了我国钻探工程技术水平。特别是深孔、硬岩钻探取芯新技术体系等, 达到了国际领先水平。在钻探领域具有重要意义，对我国的广大钻探工作者也是一个具大的鼓舞。对钻探技术的研究是为了提高钻探工程质量和效率, 降低施工成本解决钻探施工技术难题。
2.对今后我国钻探技术发展展望如下，地质岩心钻探设备将不断更新换代。目前我国普遍使用的液压立轴钻机将被全液压动力头钻机逐步取代。复杂地层钻孔护壁堵漏技术以及地下取芯技术等地质钻探中的技术难题将逐步解决。未来，金刚石绳索取芯钻探技术可以满足深孔钻进的要求，而且绳索取芯钻杆的使用寿命会明显提高。在硬岩钻进中将普遍采用液动潜孔锤钻技术, 其使用寿命和可靠性都会得到明显提升。大范围的推广多工艺空气钻进技术,多种钻探工艺方法的变换技术也将得到一定研究和提升。定向钻进技术的精度会得到大幅度的提升, 定向对接连通技术将不断发展钻孔的测量精度将不断提高, 定向取芯技术不断发展。地质岩心探台月效率将提高到500米以上。
结束语
地质钻探技术是矿产探查、地质勘测及建设行业发展的制约因素之一，对人类的生活和经济的发展都有一定的影响，其发展水平的提高对于人类社会发展历程的推动有着重要作用。
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