小孔径固体岩芯深孔钻探技术的探讨
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【摘要】众所周知我国矿产资源十分丰富，因此矿产资源的开采力度不断加大，地勘单位开采矿产使其成为经济产业。随着科技的飞速发展钻探技术也在不断发展，为了能找到大矿，找到好矿，地勘单位一直在不断地研究新的高科技探矿技术，是开发矿业走向探采一体化的道路。地质找矿是不能缺少钻探工程这一方法的，也为此获取经济效益，提高市场的竞争力，探矿工程成为不可或缺的手段。本文将从深孔钻探技术的方面分析探矿工程。
绪言
近年，随着国家关于地质工作的政策出台，很多企业为了获得巨大的经济效益，都纷纷的投入到找矿、采矿这一地质工作中。随着岩芯钻探的工作量度增大，我国地质表层的矿产变得所剩无几，这使得越来越多的企业向地质深层的矿产伸出了触角，因此岩芯钻探的深度变得越来越大，让地勘单位找矿、采矿的成本和风险也在不断地增大。地标深层的各类岩层和岩石是钻探施工的对象，随着岩芯钻探深度的增加，钻探生产的效果受岩层间的接触特征、岩石的性质、完整的程度、地下水位等的影响也变得越来越大。
一、浅析钻探工程
1、钻探工程在地质工作中的地位
地质工作是地质勘查单位的核心工作，地质工作的前期不能缺少地球物理、化学、遥感、测量和槽井探地表工程等方法和手段，当地质工作的前期准备完毕后就会对地质矿产进行钻探验证。然后控制矿体的规模、形态和厚度，再取出矿产岩石的岩矿心交到化验室，由化验室对矿石的品味进行鉴定。运用空中物探的方法便能获知地质的很多信息，但随着钻探深度的不断增大，空中物探的方法和手段不能准确的控制抗体的空间位置和矿石的品味，为了能找到地标深层的矿产，钻探工程就成了不可或缺的手段。
2、钻探工程带来的经济效益
丰富的矿产资源代表着良好的经济效益，开采矿产增大经济效益是地勘单位的目的，随着地表浅层的矿产的锐减，地标深层的矿产成了地勘单位的目标。矿产深度的增加带来矿产开采的难度，而钻探工程的发展克服了开采深层矿产的困难，使得地勘能够开采到地标深层的矿产，从而带了巨大的经济效益。地勘单位需要大量的职工进行钻探工作，这样稳定了勘地工作的队伍，延续和发展了钻探技术，降低了地质工作的成本，提高了矿产的生产能力，增加了矿产的经济效益。同时，全国多省一年完成的钻探工作量大约在35-60万米年产值创造了3-4亿元，这表明钻探工程给我们国家带了巨大的经济效益，下图为单孔段经济效益的变化
1、深孔钻探技术设备
因为施工矿区的岩层和岩石拥有各种特性，所以在深孔钻探工程中会遇到破碎带和蚀变带取心、硬岩钻进、钻孔弯曲等技术问题。如果要在老矿区的周围和底部进行勘察的话，钻探施工将会因为采矿区密布、岩石松动等问题变得难上加难。
钻机的选择是钻探工程的重要一环，钻孔在勘察深度为1500-2000米时，会收到钻孔口径、钻孔设计顶角等因素的影响，因此在深孔钻探工程中需要高性能的钻机，例如重心较低、变速范围较广、立轴行程较大的油压钻机等，此类钻机在深孔钻探工程中使用会减少很多不必要的麻烦。而其他的配套设备的选择应用则是为了提高钻探速度和质量这一目的，不同深度的钻孔用不同型号的钻机，而配套的动力机应该与使用的钻机和泥浆泵相一致，这样在深孔钻探施工时才不会因为配套设备的原因而遇到麻烦。钻杆的型号和规格在选择是要严格仔细，因为在深孔钻探施工时不确定的因素较多。而钻杆的受力十分复杂，承受的扭矩程度也比较大，因此钻杆和钻机的接头所使用的材质必须要有足够的抗拉、抗压、抗扭、抗弯强度。在改变钻杆的壁厚时，一定要增加钻杆的重量和回转阻力，并且需要降低配套钻机的钻井深度。钻头的结构和寿命也要求严格，深孔钻探技术是使用绳索取心的钻井工艺，在遇到不同的特性的岩石时，钻头的外径等要根据实际情况增减。对着深孔钻探技术的发展，对钻探工程中使用的设备的要求也越来越严格。
2、深孔钻探技术的探讨
地勘单位对深孔钻探技术的投入比较大，一次地勘单位对深孔钻探的地质期望值也相应的变高，为了保证每个钻孔都达到设计的目的，地勘单位在进行深孔钻探前都会制定一套完整的施工技术。根据岩石的完整度等因数的不同，对于钻孔的孔径要求也不相同，导致深层钻孔的冲洗液的性能会随着孔径的变化而变化。针对底层的复杂程度深孔钻井营合理的配置冲洗液，保证护壁性能良好，这样会大大提高钻井的效率和钻孔的质量。在配备冲洗液时，一定要检测冲洗液的指标，然后配好有效的除砂的设备，保证深孔钻探设备的完好。深孔钻探进行前要进行深孔地质的检验和测验，例如抽水试验、注水试验、压水试验等，深孔地质达到检验标准后才能进行深孔地质钻探。小孔径固体岩芯进行钻探时，根据钻孔参数保证钻机不能倾斜，这样钻孔才不会弯曲。为了防止深孔钻井的倾斜，可以通过控制钻杆和孔壁的间隙，瞎用不同型号的钻头并严格控制钻压等方法。如果钻头的尺寸变大，可以使用扶正器等工具来保证深层钻井在偏转程度上保持一定的幅值。即此深孔钻探技术能为找矿、采矿带来很多便利，解决很多问题，但是深孔钻探技术还不是很成熟，在施工时还应严谨认真。
三、结语
深孔钻探技术是地勘单位找矿采矿的重要手段，正因为这种技术的使用使得地标深层的矿产得以被挖掘，大大的提高了我国矿产资源的利用率。加之小孔径固体岩芯深孔钻探技术的应用，在地勘单位采矿时同时保证了地质结构不被严重破坏，这样就大大的减少了采矿带来的地质灾害。虽然深孔钻探技术的应用给我国的带来了很大的经济效益，但是深孔钻探技术还不是很完善，因此在使用深孔钻探技术进行采矿时要尽量保证施工人员和地质结构以及深孔钻探设备的安全，将采矿风险降到最低。
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