浅析资源勘查钻探技术

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摘要：本文作者阐述了地质资源勘察工作的重要性，对资源勘查中的钻探技术进行了分析探讨，供大家参考借鉴。

关键词：资源勘查；钻探技术

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

随着科技的发展，相关地质技术不断得到更新，有利于日常矿山地质资源的勘查工作的顺利进行。在这一过程中，建立健全相应的地质材料系统，有利于对资源勘查相关信息的查询，也建立了一系列专业化队伍，成员的高素质性，有利于国家地质勘查工作的继续深化。地质资源勘查技术不断得到更新，并有一系列专业地质资源研究部门的建立，以确保中国地质资源勘查系统的完善。日常地质勘查工作的开展，也离不开相关的制度规范，虽然我国地质资源勘查系统近几年得到了不断完善，但是具体来说，依然在某些细节存在不足，也就需要建立健全相应的制度。

1 地质资源勘察工作的重要性

资源勘察对于国家的发展起到了至关重要的作用，因为资源是国家生存的根本，没有资源国家就无法运作，因此勘察资源是国家每时每刻都需要做的事情。例如石油，水，铜等资源。每样都对国家的发展起到了重要的作用。

1.1 水资源的重要性

水是人们赖以生存的基础，人不能没有水，人在不吃东西的情况下可以活一周到一个月，但是没有水的话舌，就活不过3天。但是现在的水资源不断的在减少，我们可以引用的淡水资源也在不断的减少，这与我们人口的不断增加和水资源的不断浪费有很大的关系。因此。国家开始倡导解决用水，更有的地方限制用水的数量或是时间。同时国家派遣大量的水文地质专家，前赴具有地下水赋存前景的水源地，进行钻探技术、水文技术调查。希望能够找到更多的水源。

1.2 石油资源的重要性

石油的价值是十分贵重的，都说有了石油就可以与任何国家媲美，这一点都不错，石油是动力的资源，像我们现在用的汽车，轮船，还有很多大型的机器都是利用石油来产牛动力的。因此石油对于国家的正常运作十分莺要，如果没有石油很多机械都得停止下来。因此石油的勘察也是十分重要的。很多国家为了石油的争夺而产生争执，更为了石油的开采投入了大量的资金。

1.3 矿产资源的重要性

我国的分布、种类、储量和产量的极不平衡以及矿产资源的不可再生性，资源总有一天会消耗殆尽的。因此不断的找寻新的矿产资源是十分重要的事情。矿产资源能够应用于我国的各个方面。矿产资源的分类也很多，例如煤、铜、铁等等。对于煤来说，冬天的供暖．电厂的发电。都离不开煤炭。就一个电厂来说每天都得几万吨的煤需要消耗，因此煤炭的耗用量真的很大，就算再多的煤都会有枯竭的一天。因此资源勘察就需要不断的进行，找寻更多的资源。

以上几种资源只是资源中的一部分，其对于国家的发展都起到重要的作用，尤其是一些稀有资源，更是专家们迫切需要，价值很大的资源。因此国家投入重金发展资源勘察，目的就是更多的储备资源，使我国成为资源大国，降低对国外矿产资源的依赖，使我国成为真正的强国。

2 国内外钻探工程新技术发展及应用

2.1 金刚石绳索取心钻进技术及应用

在地质勘探中，还有一种提法被称为有磨料就有钻探工艺。有何种方式的钻探工艺就会需要相应的钻探设备。钻探设备作为勘探过程中的关键设备，关系到整个项目的勘探效率和成本。如今金刚石已经成为钻机的基本磨料，这就需要勘探公司采用更先进的钻探设备与之配套。但目前国内的钻探设备与基本磨料的配套很不完善，很多勘探队伍仍采用比较落的生产方式和装备，这无法满足经济发展对勘探行业的需求，也成为制约国内探矿工程发展的瓶颈。金刚石钻头的质量和性能与绳索取心钻进效果密切相关。中国已研制成功具有不同唇面造型和技术参数的高效率、长寿命绳索取心金刚石钻头，包括天然表镶金刚石钻头、天然或人造金刚石孕镶钻头、电镀金刚石钻头、人造金刚石聚晶钻头、金刚石复合片钻头。不但钻头品种较多，基本上满足了绳索取心钻进不同地层的需要，而且钻头质量不断提高，平均使用寿命已接近世界先进水平。研究薄壁绳索取心钻具系统， 薄壁高强度钻杆及长寿命金刚石钻头，以减小碎岩面积，提高坚硬地层的钻进效率是今后工作的重点。

2.2 液动潜孔锤钻进技术及应用

液动潜孔锤钻进技术是冲击式钻进和回转式钻进相结合的一种钻进方法，回转和冲击联合作用，共同破碎岩石，它们相互补充，发挥出其主要优点，因此潜孔锤钻进方法能够提高钻进效率。工作原理是利用泥浆泵供给的液能，直接驱动组合在钻具中液动潜孔锤内的冲锤上下往复运动，连续不断地对钻头施加冲击载荷，配合回转剪切从而达到高效碎岩的目的。目前，小口径液动潜孔锤钻进技术臻于成熟并得到较好应用，但在地热及石油领域运用较少，大多处于试验阶段。

2.3 水平行对接井钻进技术应用

水平对接井钻技术被形象地比喻为"让钻头长出眼睛"，也被形容为在地下"穿针引线"。就是一口井与另一口井在地层深处实现远端对接，利用水重力原理，建立流体循环，达到排水降压，气体解吸的效果，从而提高产气量。该技术的成功，可大量减少工程土地占用。施工中不仅要准确地钻遇岩盐层，还要与岩盐层保持水平穿行几百米甚至更远，难度可想而知。

2.4 多工艺空气反循环钻进技术及应用

空气连续反循环钻进技术（简称RC）与普通取心钻进相比，不但施工效率高，成本低，而且钻孔质量好、利于穿越复杂地层，因而被钻探界称之为继绳索取心钻探技术之后的又一次技术革命；但它也存在着明显的缺陷，最主要的就是：由于取上的是岩样而不是柱状岩心，与目前各矿种的《地质勘查规范》和《岩心钻探规程》要求的岩心采取率相矛盾。导致在地质勘探中，RC钻进方法目前还没有得到充分的推广和应用，更谈不上成为一种常规的钻进方法。

潜孔锤钻进是以压缩空气作为动力，推动潜孔锤工作，利用潜孔锤对钻头的往复冲击作用，来达到破碎岩石的目的，被破碎的岩屑随潜孔锤工作后排出的废气携带到地表。但是任何一种工艺方法也不会什么地层都适应，在不同的地层，不同硬度的岩石中钻进，应采用不同的钻进方法。对于极硬和硬岩地层，采用潜孔锤钻进方法较为适宜，而对于软岩或非固结地层则采用牙轮回转钻进方法较为适宜。

压缩空气从气水龙头进气口送入到双壁钻杆，经由双壁钻杆环状间隙进入反循环气动潜孔锤，实现转盘钻机施工。当采用全液压动力头钻机时，通过双通道动力头或单通道动力头下部安装一气盒子，从进气口将压缩空气直接送入到双壁钻杆环状间隙，下部相同，驱动反循环气动潜孔锤工作，然后从钻头底部进入内管中空通道返回地表。由于锤头上部设有导流罩，迫使气流和岩屑能顺利进入内管中心通道，实现反循环钻进。

3 钻探工程新技术的发展趋势与研究方向

紧密结合经济和社会的需求，加大探矿工程投入、引进先进技术、抓紧相关设备机具研制、研究钻探新工艺、制定相关规范标准，是我国目前探矿工程的发展趋势和研究方向。具体内容：

3.1 研究自动化、智能化、轻便化、精确化的保真快速钻探取样技术，研发适用于月球、极地、永冻层、干热岩、核废料处置、核爆炸、山地、沟壑、沼泽、植被覆盖等难于进入地区和浅层地热能开发钻探取样需要的取样钻探设备及钻探工艺。

3.2 定向钻探技术及定位测量实时轨迹描绘等数字化系统的开发研究，变频电机驱动的推广，岩心定向技术及装置的开发研究，以及与绳索取心钻探技术的结合。

3.3 复杂坚硬地层的钻探技术研究。积极推广"液动潜孔锤-螺杆马达-绳索取心"三合一或"液动潜孔锤-绳索取心"二合一等钻探技术。

3.4 超深孔钻探技术的研究。主要包括钻探技术、钻探设备和孔内事故预防及处理技术的研究。为深部找矿和地壳探测工程实施作好准备。

3.5 新型钻孔结构和形式的设计与工艺研究。对于不同功能的钻探孔（井），应本着"经济、实用、便利、先进"原则。如一孔多层地下水监测井、同井抽回两用系统井，分别可应用于地下水监测和浅层地热能（水源热泵）开发等领域。

4 结束语

探矿工程是一种主要的资源勘查技术手段，其最大的优点在于可以直接验证或观察矿体，特别是坑道工程，人员可以自由出入，对矿体进行直接的观察、取样、编录，而钻探可以通过岩心对矿体进行取样分析。无论坑探或钻探都是一种直接探矿方法，是其他各种方法所不能代替的，因此在矿床勘探阶段得到最广泛的应用。

参考文献：

[1] 于德福.国家应加强探矿工程专业教育[N].地质勘查导报，2010.

[2] 孙丙伦.深部找矿组合钻探技术研究[D].吉林大学，2009.