安徽省煤田地质局第一勘探队 安徽 淮南 232052
摘要：地质钻探是地质调查与矿产勘察工作的重要技术支撑，针对地质钻探行业的发展现状进行正确的分析、研究与判断对地质钻探行业的未来发展前景尤为重要。只有如此，才能推动整个地质钻探行业的发展，更加贴近并满足国家的实际需求。因此，本文主要对地质钻探技术与应用进行分析研究。
关键词：工程地质；勘察；钻探技术
一、钻探技术概述
地质钻探技术是指利用一定的机械设施和方法取得地表以下的岩心矿样，并对岩心样进行分析化验，从而为地质和矿产资源参数做出可靠评价的一项地质工程。我国拥有非常丰富的自然资源，这些丰富的矿产资源一部分存在于地表，但仍有很大一部分是位于地表以下，甚至在地下几百、数千米的地层中。所以，对矿产资源的利用经历了一个漫长的过程，地质钻探技术也拥有一个长期的蜕变史。它对于人类认识自然、开发自然提供了巨大帮助。
我国的地质钻探技术是一门历史较为悠久的专业，它是人类生存和发展的过程中不可或缺的一门基础科学。我国的钻探技术起始于四川，首先是为了寻找水资源，后来用于寻找盐资源，该技术的使用对当时社会和人民的生活带来了极大的便利。随着该技术的不断进步，越来越多的领域也开始不断引入该技术。改革开放以后，钻探技术逐步被重视，更体现了其重要性。随着经济全球化、科技全球化的推进，经济的发展对矿产资源的需求趋于增大。但是在粗放经济战略的经济发展模式下，许多易采矿床大部分已经被开采，现存的矿床多具有地质构成复杂、不利于勘查和采掘的特点，对于此类特殊矿产的钻探，一方面需要有相关理论的支撑，另一方面面临着许多复杂的工程实践问题。提高钻探效率，保证工程安全顺利进行，钻探成本最小化，质量最大化，一直都是地质工作者努力的方向，也是今后钻探技术革新的一个准绳。
二、地质钻探中钻探技术的应用分析
2.1反循环钻进技术
反循环钻进技术就是冲洗液循环方式与我们经常使用的传统的正循环相反的一种循环方式，经常使用于大口径的岩心钻探、水井施工和工程技术钻进，在其钻进过程中，钻孔内保持较高的水位，冲洗液的静压力与地层压力平衡，同时冲洗液压力较高，可以排除孔底集聚的岩屑。使岩屑不受重复破碎，钻进时不易堵钻，从而提高钻进速度，目前国内有三种方式分别是泵吸反循环、压缩空气反循环(又称气举反循环)和射流反循环等。泵吸反循环利用离心泵或轴流泵的抽吸力量使钻杆内部的液体携带岩屑经钻杆上升并经水泵出水口排出。压气反循环钻进是将压缩空气通过供气管路送至井内汽水混合室，使压气与钻杆内的水混合，从而形成比重小于1的气水混合体，在钻杆外侧水柱压力的作用下，钻杆内气水混合体挟带岩屑不断上升，将岩屑排出井外。射流反循环钻进方式是利用高速的液流(清水或泥浆)经喷嘴射入循环管路，造成负压，这种负压使管路产生抽吸作用，液流挟带岩屑在抽吸作用下经钻杆上升排出井外。
2.2绳索取心钻探技术
绳索取心这种钻探技术不提钻取心，它的工作原理是：用岩心管填满岩矿心，或者是在岩矿心发生堵塞时，不必把孔内的钻杆柱提到地表，而只需要通过专用绳索和打捞工具将岩矿心的容纳管从钻杆柱里取上来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在具体的操作当中，钻头仅仅是在需要更换或者是检查磨损度的时候，才有必要将钻杆柱全部提升。绳索取心钻探技术可以缩短升降钻具的时间，从而为纯钻进争取了更多的时间，从而使钻进更有效率。同时，还可以降低钻探机械的升降系统磨损以及动力损耗，也可以减弱升降钻杆柱冲洗液给孔壁带来的冲击，从而保证孔内的安全性。金刚石绳索取心钻进这个办法应用在很多方面，但是并没有真正的普及开来。虽然液动锤钻进这种手段有很多优势，也得到了大多数人的认可，不过这种手段如果在环境恶劣的情况下使用，钻具的寿命和可靠性存在问题，从而会影响到钻探现场勘测和施工管理水平，因此，在地质工程钻探当中，很少应用这种手段。在钻探时，更换钻头有很好的效果，不过在实际当中，运用的也不多。
2.3液动潜孔锤钻探技术
液动潜孔锤钻探技术具有坚硬、致密等特点，常用于脆性地层钻进中，极大地提升了钻进效率。因为此种技术是在回转钻进基础上通过增加液动锤而实现的，在进行钻进时，必须对设备的紧固件松紧情况进行检查。当液动潜孔锤钻探技术应用于大直径、潜孔等施工环境时，可以同时联合减震稳流平压的空气室操作，这种方式对液动潜锤性能的稳定具有很大作用，同时还可以保护泥浆泵和地面设备。液动锤可以在含量较多的固相和微粒泥浆环境下进行反复转动，所以必须使用质量较好的高质量泥浆。如果泥浆质量达不到标准，不仅造成了液动潜孔锤的内部零件损坏，还会阻碍液动锤的正常作业。进行操作的时候，泥浆必须保证含沙量低、粘度密度低、润滑性能好。泥浆材料必须具有低粘、低密度、低失水、高润华性。进行直径液动锤钻进的时候，还应该及时观察泥浆的净化工作，可以使用净化设备或者沉淀的方法进行操作，除此之外，还要在泥浆泵的莲蓬头位置设置过滤装置。
2.4组合式钻探技术
所谓组合式钻探技术，顾名思义便是将绳索取心以及反循环这两项技术进行组合而创造出的一种综合性钻探技术，该技术实现了对这两种技术应用范围上的合并，因而具有极强的环境适应，并且可以基本满足大部分的钻探要求。对于部分干旱缺水或者是取心有难度的地区，可以借助反循环技术对地层复杂区域展开详细的地质钻探以及勘察，而对于某些深层次的钻探则可以借助绳索取心技术以完成。由于组合式的钻探技术在工艺上是对绳索取心技术以及反循环技术的优点融合，因而能够依据地质情况不同以及钻探要求不同而采用不同的组合方式以适应不同需要，以便其优势得以发挥、效率得以提高。
三、地质钻探的未来发展前景
第一，地质勘查钻探的工作量在未来几年内可能会进一步回落。无论是世界经济的再平衡，还是中国经济的“新常态”，这些都不会是一个短暂的波动周期。矿产行业的整体回暖一定不会早于世界经济的整体大趋势。作为矿产行业产业链前端的地质勘查更不会早矿产业有所回暖。因此，在未来的几年内地质勘查岩心钻探工作量势必有所回落。第二，研发先进的钻探技术与钻探装备，以迎合地质钻探行业的新变化。现如今，我国矿产勘察工作的重点转移到了西部新区以及非常规能源勘察领域，现有的钻探技术已经无法满足野外钻探施工需求，急需根据地质钻探行业的新变化、新发展，研发出相配套的地质钻探技术、钻探装备，以期为我国的地质钻探行业带来全新的发展。第三，要在地质钻探工程中始终贯穿环保理念。近些年来，我国加大了对环境保护的重视程度，并建立了大量的自然保护区，这些自然保护区的建立，严重地压缩了地质勘查的实际工作空间。所以，既要秉持国家在生态环境上的战略计划，又要实现找矿突破，必须走绿色勘查之路，始终坚持环保理念，以减少对生态环境的破坏。
结束语：
随着我国经济发展速度的快速增长，现阶段很多钻探技术都不能满足社会发展的需求，在长时间的使用中，经常出现很多弊端，对我国地质钻探技术的发展产生了很大影响。从我国目前钻探技术的发展现状来看，目前最重要的就是提升地质钻探的效率。本文主要分析了地质钻探中比较常用的几种技术，进行推广的时候，地质钻探使用人员可以根据地质钻探的条件和钻探技术的发展不断更新，同时还可以借鉴西方技术，促进我国地质钻探技术的发展。
参考文献：
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[3]张伟.我国地质钻探技术装备现状分析及发展建议[J].探矿工程，2013（2）.
论文作者:唐志洪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/23
标签：地质论文; 技术论文; 钻杆论文; 岩屑论文; 岩心论文; 绳索论文; 泥浆论文; 《防护工程》2018年第23期论文;