地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

地質(zhì)鉆探技術(shù)及應(yīng)用研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，使地質(zhì)鉆探普遍進(jìn)入人們的生活，并對(duì)人們的生活產(chǎn)生了重大影響。當(dāng)前我國(guó)已開(kāi)展許多地質(zhì)勘探作業(yè)，不僅促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還為地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)。本文主要研究地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，并將先進(jìn)的地質(zhì)鉆探技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹，為研究人員提供思路，讓地質(zhì)鉆探技術(shù)更快發(fā)展。城市化進(jìn)程加快，地質(zhì)鉆探技術(shù)取得顯著進(jìn)步。但從當(dāng)前的勘查情況看來(lái)，比較淺的容易開(kāi)采的礦產(chǎn)資源已經(jīng)被很多開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)完畢，開(kāi)采人員就要將開(kāi)發(fā)目光轉(zhuǎn)向難度大的深礦區(qū)，這就需要開(kāi)采人員結(jié)合地理知識(shí)，分析待開(kāi)采地區(qū)的實(shí)際狀況，采用高新技術(shù)提高開(kāi)采效率，充分保證開(kāi)采安全。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探；技術(shù)應(yīng)用；研究

00P634.5000A

地質(zhì)鉆探技術(shù)隨著城市化進(jìn)程腳步的加快，得到了顯著的提升。就現(xiàn)在的勘探情況看，許多相對(duì)較淺的礦產(chǎn)資源，早都被開(kāi)發(fā)商徹底的開(kāi)采干凈，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)深礦區(qū)并且開(kāi)采較困難的礦產(chǎn)進(jìn)行鉆探，對(duì)實(shí)際情況的分析必須結(jié)合地質(zhì)理論知識(shí)而進(jìn)行試驗(yàn)，最終確保安全開(kāi)采，能夠提高開(kāi)采效率，確保地質(zhì)鉆探質(zhì)量最佳。

1地質(zhì)鉆探的特點(diǎn)

（1）在進(jìn)行工程地質(zhì)勘探之前，首先應(yīng)對(duì)施工所在區(qū)域的地質(zhì)地貌進(jìn)行詳細(xì)的了解，然后結(jié)合工程的施工特點(diǎn)和要求，最后確定鉆探施工所需的鉆孔位置。例如：在進(jìn)行民用建筑工程施工過(guò)程中，首先根據(jù)建筑物的施工區(qū)域輪廓線(xiàn)，布置鉆探施工的鉆孔；對(duì)于水壩等工程施工過(guò)程中，鉆孔的位置則是按照壩軸線(xiàn)來(lái)選擇布置。

（2）在進(jìn)行工程地質(zhì)勘探過(guò)程中，如果工程對(duì)鉆探施工沒(méi)有特殊的要求，采用一般的鉆探方法進(jìn)行鉆探施工；而如果工程要求較高，對(duì)地質(zhì)勘探的工作要求較為復(fù)雜或者特殊，此時(shí)，要選擇深度較大的鉆孔。

（3）在進(jìn)行鉆探施工過(guò)程中，鉆孔可能承載著很多勘測(cè)任務(wù)，例如鉆孔要對(duì)施工區(qū)域的巖石特性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文情況進(jìn)行綜合性的探測(cè)。因此，在鉆孔鉆進(jìn)過(guò)程中，要緩慢進(jìn)行。

（4）采用鉆探技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探，鉆探本身不會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，適應(yīng)性較強(qiáng)。而且采樣后的相關(guān)數(shù)據(jù)分析比較準(zhǔn)確，能夠清楚的反饋當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和結(jié)構(gòu)；此外，鉆探技術(shù)施工受到當(dāng)?shù)厮那闆r的限制較小，工作準(zhǔn)確性和有效性較高。

2地質(zhì)鉆探技術(shù)分析

2.1繩索取心鉆探技術(shù)

該技術(shù)在取芯的過(guò)程中不需要將鉆桿進(jìn)行提出，便可將巖心給提取出來(lái)，當(dāng)巖礦心將巖心管裝滿(mǎn)之后，也或出現(xiàn)巖心管堵塞后，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的打撈提升工具，于鉆桿內(nèi)部便可把巖礦心給取出來(lái)，這一過(guò)程避免提升整個(gè)鉆桿柱。

2.2液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

該技術(shù)的原理主要是通過(guò)沖洗液對(duì)液動(dòng)潛孔錘進(jìn)行帶動(dòng)，實(shí)施鉆探工作，但液動(dòng)潛孔錘在經(jīng)受外部力量沖擊的過(guò)程中，其便會(huì)保這些能量向鉆頭進(jìn)行傳遞，如此，巖石便可被鉆頭進(jìn)行擊破。而沖洗液的輸送主要是通過(guò)泥漿泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。在反復(fù)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鉆頭能夠發(fā)出沖擊負(fù)荷，而且具有一定的節(jié)律性。而且該技術(shù)，能夠借以堅(jiān)硬巖石的脆性特征，以及抗剪強(qiáng)度低的性質(zhì)，更好確保鉆孔的質(zhì)量，避免復(fù)雜狀況下出現(xiàn)的各種鉆進(jìn)問(wèn)題。

2.3反循環(huán)鉆探技術(shù)

該技術(shù)由于循環(huán)介質(zhì)的差異，又有水利以及空氣反循環(huán)技術(shù)之分。前者是將水或者泥漿等向孔的底部進(jìn)行輸送，通過(guò)鉆頭的提取獲得巖心。該技術(shù)可以將完整的巖石給提取出來(lái)，使得巖石的相關(guān)研究工作更加的精確，空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)適合在干旱、缺水地區(qū)應(yīng)用。

2.4組合鉆探工藝

對(duì)于組合鉆探技術(shù)而言，就是將各種鉆探技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合使用，彌補(bǔ)各技術(shù)的不同缺陷，充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，達(dá)到良好的鉆探效果，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的。

3鉆探技術(shù)方面的具體應(yīng)用

3.1繩索取心技術(shù)

繩索取心技術(shù)脫離了傳統(tǒng)鉆探施工的鉆桿，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖心的鉆進(jìn)獲取。其應(yīng)用方式是：在鉆探施工過(guò)程中，如果巖石的巖礦心填滿(mǎn)了巖心管，或者鉆桿出現(xiàn)了問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候可以借助繩索取心技術(shù)解決以上問(wèn)題，再無(wú)需將鉆桿從鉆孔內(nèi)提高來(lái)操作下，對(duì)巖心進(jìn)行直接的提取。采用該方法，在鉆進(jìn)較深區(qū)域的地質(zhì)層，不僅降低了鉆具升降產(chǎn)生的時(shí)間浪費(fèi)，提升了鉆探施工的工作效率，而且減少了鉆桿和鉆心的摩擦程度，避免了設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命?，F(xiàn)階段，在地質(zhì)勘探鉆探技術(shù)施工中應(yīng)用十分廣泛。

3.2液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

現(xiàn)階段，隨著液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)的不斷成熟，在我國(guó)工程地質(zhì)勘探施工中，應(yīng)用十分廣泛。回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)借助于轉(zhuǎn)盤(pán)、回轉(zhuǎn)器、動(dòng)力頭等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行鉆頭的回轉(zhuǎn)施工操作。在施工過(guò)程中，回轉(zhuǎn)使得鉆頭的壓力過(guò)大，會(huì)對(duì)巖石產(chǎn)生較大的破壞作用，便于對(duì)巖心的取出施工。采用液動(dòng)潛孔錘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆頭能力驅(qū)動(dòng)方式的改變，借助沖洗液，使得液動(dòng)潛孔錘的沖擊力不斷增大，帶動(dòng)了鉆頭的軸向壓力產(chǎn)生，從而產(chǎn)生較大的回轉(zhuǎn)力和沖擊力，可以有效的提升鉆工的效率，節(jié)約鉆孔過(guò)程中的施工成本，對(duì)于一些巖石層硬度較大，抗剪能力強(qiáng)的巖層等區(qū)域應(yīng)用廣泛。

3.3組合鉆探技術(shù)

常見(jiàn)的組合鉆探技術(shù)是結(jié)合了繩索取心鉆探技術(shù)和反循環(huán)鉆探技術(shù)。該種組合鉆探技術(shù)可以適用于較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，對(duì)鉆探施工的工作效率有較大提升，可以有效的提升地質(zhì)勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。此外，還能降低鉆探施工的成本支出。

3.4新型鉆探技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用鉆探技術(shù)當(dāng)中，尤其是新型的材料應(yīng)用。例如借助超聲波技術(shù)生產(chǎn)的金剛石鉆頭，一定程度上提升了鉆探頭的質(zhì)量，應(yīng)用當(dāng)一些干旱缺水的區(qū)域，鉆進(jìn)的效率明顯提升，鉆頭的使用壽命也得到了大幅度的提高；沖洗液的不斷完善和革新，也提升了鉆探施工的效率，可以有效的降低施工后沖洗液的殘留問(wèn)題。

4我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1鉆探方法的發(fā)展趨勢(shì)

目前我國(guó)鉆探方法已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，其自身的缺點(diǎn)也就明顯暴露出來(lái)。我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展，就是如何提高鉆探效率，減少工人施工強(qiáng)度，提升鉆探的深度和廣度，如何提高鉆探設(shè)備能力和改進(jìn)提高目前鉆探工藝，嘗試?yán)米罡咝实你@探手段。我國(guó)地質(zhì)鉆探方應(yīng)該積極探索，不斷開(kāi)發(fā)新的鉆探手段。

4.2地質(zhì)鉆探設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)地質(zhì)鉆探工作越來(lái)越深入，表層和淺層的礦產(chǎn)資源已經(jīng)十分匱乏，當(dāng)下階段和未來(lái)主要進(jìn)行深層鉆探。傳統(tǒng)的鉆探設(shè)備已經(jīng)難以適應(yīng)地質(zhì)勘探工作進(jìn)展。為了提高作業(yè)效率適應(yīng)深層鉆探的需要，還需研發(fā)更高強(qiáng)度的鉆探設(shè)備，解決深部鉆探需要解決的相關(guān)問(wèn)題，和一機(jī)多用的新型設(shè)備來(lái)適應(yīng)不同的鉆探環(huán)境。地質(zhì)鉆探也會(huì)根據(jù)某種具體的需求開(kāi)發(fā)鉆探設(shè)備，進(jìn)而研發(fā)一整套的配套設(shè)備。

4.3地質(zhì)鉆探應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

地質(zhì)鉆探技術(shù)主要應(yīng)用探明地下地質(zhì)情況，礦藏的埋藏深度和厚度，巖芯樣品的化驗(yàn)分析，目的層開(kāi)發(fā)和開(kāi)采工作，針對(duì)西部地區(qū)的深層礦物質(zhì)的開(kāi)采貢獻(xiàn)更為明顯。現(xiàn)如今，地質(zhì)鉆探技術(shù)正在拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。不僅僅限于地質(zhì)找礦，比如煤層氣和非常規(guī)天然氣的開(kāi)發(fā)利用，水源地?zé)峋梅矫妫嘈旁诓痪玫膶?lái)，地質(zhì)鉆探技術(shù)的服務(wù)對(duì)象和服務(wù)