谈地质资源勘查工程中的钻探技术论文_韩金龙

谈地质资源勘查工程中的钻探技术论文_韩金龙

山东省煤田地质局第四勘探队 山东省潍坊市 261000

摘要:虽然我国的矿产资源储备十分丰富,资源种类较多,但是由于我国的钻探技术较为落后,因此对矿产资源的开发利用效率较低。近年来,随着我国经济的不断发展,对各类资源的需求量不断增加,因此,我国必须加强对钻探技术的研究,促进我国矿产资源勘探工作的高效开展,为我国社会建设提供充足的矿产资源。本文主要针对地质资源勘查工程中的钻探技术进行简要分析。

关键词:地质资源;勘查工程;钻探技术

1地质钻探技术概述

1.1地质钻探技术的发展

我国矿物资源开发发展时间较短,因此我国钻探技术距离先进国家存在巨大差距。目前,随着我国社会发展对资源需求量的不断增加,钻探技术也获得了较好的发展,为我国的矿物资源的开发做出了巨大贡献。我国的地质钻探技术起源是20世纪80年代,在使用初步阶段,施工工艺较为落后,不仅需要耗费大量的时间,操作难度也较大。随着科学技术的不断发展,越来越多的先进技术在地质探测领域得到应用,有效提高了勘探效率。在未来的发展中,我国一方面要加强对国外先进钻探技术的引进,另一方面要结合我国采矿行业的发展情况加强钻探技术创新,为我国地质勘探奠定坚实的基础。

1.2地质钻探技术的应用领域

经过几十年的探索和发展,地质钻探技术在我国的应用范围越来越广泛。目前,地质钻探技术主要应用于地质矿产勘查,对矿产、金属资源进行勘查。其次,地质钻探技术也应用于地下水资源的勘测。通过地质钻探技术的应用能够对地下水资源的状况进行初步了解,为资源的开发利用提供依据。其三,地质钻探技术在地质灾害的防治以及环境工程中也得到了有效应用。目前,人类社会建设对生态环境造成了严重的破坏,导致泥石流、坍塌、地面沉降以及地震等自然灾害频发,将地质钻探技术应用于地质灾害的防治工程建设中,为工程设计方案的制定提供数据支持。其四,在工程基础施工中,地质钻探技术也应用于软土地基的加固处理中。此外,在考古钻探中也有地质钻探技术的应用。由此可见,地质钻探技术已经渗透到了人们生产生活的许多领域,为社会的发展做出了巨大的贡献。

2地质资源勘查的过程中探矿工程的主要作用

2.1对于矿产资源勘查和开采有利

我国的矿产资源分布十分广泛且非常丰富,但是对于矿产资源的开发利用率比较低,至少和世界先进技术相比还有一段差距。这就需要对于矿产开采前的勘探工作有一定的挑战,所以就有了探矿工程的出现。这种工程能多方面的辅助矿产的勘探,且是地下深部矿产勘查最有利的手段。对于矿产资源的勘探和利用都有着明显的益处。

2.2能够推进钻探的科学发展

采用大陆科学钻探能够获得众多数据,这对于实现地球深部物质和成矿机理的研究都是有推动作用的。这种钻探的工作领域有:原位测井,液态样品,气态样品等数据信息。

2.3如何开发天然气水合物资源

对于一些缺水地区的探勘情况来说,探矿工程还是一种能够被应用于这些领域的技术工程。在这些地区中,探矿工程可以对其地下寻找水源水脉工作起到很大的作用,能够提供很大的帮助。对于地质灾害的治理也是有很大的成效的。探矿工程在天然气水合物的资源探查中是具有很大优势的。这种探测能将地下水合物的情况的分布信息在很全面掌握。对于其中的影响因素也能够详细了解。这样就能够为开采提供了准确的参考。

2.4对钻探工程的应用拓展

探矿工程是一种对于海洋、陆地和极圈的地质取样都有着明显帮助的基础技术。探矿工程对于泥石流和滑坡等等地质灾害的整治也是非常重要的技术,同时也是地下水资源紧缺地区用来实施寻找和开采地下水的重要工程基础。这种工程可以检验很多地球物理学的资料是否真实、是否合理。

3钻探技术在地质资源勘查过程中的应用

3.1工程地质勘查

工程地质勘察是指对工程建设项目周边地质环境、地质条件及水文条件进行的勘测分析,为后续的工作提供数据支持。地质钻探是当前最常用的勘测方法,在实际勘测过程中,为了保障勘测数据准确,通常采用地质钻探技术。

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3.2钻探技术在地质资源勘查中的具体应用形式

3.2.1反循环钻探技术的应用

反循环钻探技术是一种比较常见的钻探技术,在具体应用过程中,根据循环介质的不同可分为空气反循环钻探技术和水力反循环钻探技术。空气反循环钻探技术是利用空气作为介质,在钻探中主要是通过双臂钻杆外管完成压缩空气的传输,在压缩空气输送到孔底后,会出现急速膨胀,从而产生巨大的冲击力,为孔底的潜孔锤提供动力,对岩石进行冲击,通过钻杆将空气和岩屑带回地面。技术人员只需对岩屑进行检测化验就可以初步掌握当地的地质情况。水力反循环钻探是以水和泥浆作为介质进行钻孔,将水运送到孔底给予钻头驱动力,之后通过钻杆将转头内的岩芯带回。

通过对比分析,两种钻探方法各有优势,一般情况下,空气反循环钻探技术常应用于干旱地区,虽然工作强度和投入成本较低,但是获得的岩屑样品很难完整地呈现出当地地层的实际情况。水力反循环钻探技术探测的结果较为精确,但是资源的消耗量较大,且工作效率较低。因此在实际勘查过程中,工作人员要根据实际情况选择合适的钻探技术。

3.2.2液动潜孔锤钻探技术的应用

液动潜孔锤钻探技术是以回转钻探为基础而研发的新技术,其原理是利用冲洗液驱动潜孔锤,将冲击力传递到钻头,以击破岩石。相对于回转钻探技术,液动潜孔锤技术不仅钻进效率更高,还降低了钻孔成本。该技术充分利用了坚硬岩石抗剪强度低的特点,因此应用于复杂地形的勘查中。该技术适用于岩石坚硬或脆性较大地质结构。为了避免液动锤受到严重磨损,要对泥浆质量进行严格控制。在液压泥浆选择过程中,必须选择具有较好润滑性、含沙量较低且粘稠度低的泥浆原料。持续高强度的作业可能会导致液动潜孔锤的使用寿命以及工作性能受到影响,必须对潜孔锤进行适当保护,切实提高其使用寿命。目前,液动潜孔锤钻探技术主要应用于水电建材、石油化工以及金属矿山等领域。

液动潜孔锤钻探技是对常规回转钻探的重大改进,也是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的新型钻探方法。这种技术充分利用了坚硬岩石脆性大、抗剪强度较低、不耐冲击力的特点,有效解决了坚硬岩石和某些复杂岩层钻探效率低下和钻孔质量差的缺点。

3.2.3绳索取芯技术的应用

绳索取芯技术在实际应用过程中,不需要使用钻杆。但若钻头出现了故障,则需要重新使用钻杆。该技术应用的主要工具有打捞工具和岩芯管,钻孔时间短,实际操作较为简便。此外,该技术钻孔深度较浅,因此更容易得到质量好又完整的岩心。目前,绳索取芯技术在我国很多地区都得到了广泛的应用。

绳索取芯技术的特点:其一,升降钻具所需的辅助时间较少,增加了纯钻进时间,大大提升了钻进效率。其二,只有更换钻头时才能提钻,避免频繁升降钻头导致的磕碰以及扫孔磨损现象,有效延长了钻头的使用寿命。其三,减少了升降孔内钻杆柱次数,有效改善了工作条件,减轻了工作劳动强度。其四,减少了钻探机械升降系统的磨损和动力消耗,减少了因升降钻杆柱冲洗液对孔壁的冲击、抽吸作用,提升了孔内的安全度。在应用绳索取芯技术过程中,当岩矿心装满岩心管或是发生岩矿心堵塞时,不需要将孔内的钻杆柱提升到地表,而是借助专用的绳索打捞工具在钻杆柱内将岩矿心容纳管捞取上来。只有对钻头进行检查或是更换时才需要将钻杆柱全部提取出来。

3.2.4组合钻探技术

组合钻探技术是指结合实际需要对上述的三种钻探技术进行组合应用,充分发挥出不同技术的优点,利用优势互补提高工作效率的同时,达到降低勘查成本和工作强度的目的。在工程勘查的过程中,必须结合实际情况选择最合适的钻探技术。

4结束语

综上所述,随着科学技术的不断发展,我国的钻探技术也取得了很大进步,并在许多领域都得到了广泛应用。目前,钻探技术在矿产资源勘查、地质灾害勘测以及工程建设等领域都发挥出了巨大的作用。通过钻探技术的应用能够获得全面准确的地质勘测资料,为矿产资源的开发利用以及工程项目的设计施工提供数据资料支持。

参考文献:

[1]浅析地质勘查中探矿工程的发展[J].李建洪.世界有色金属.2017(23)

[2]探矿工程在地质资源勘查中的发展探讨[J].段传山.世界有色金属.2017(16)

[3]探矿工程在地质资源勘查中的发展趋势[J].梁珂.科技经济导刊.2017(29)

[4]探矿工程施工中的问题与应对措施分析[J].马江飞.世界有色金属.2018(03)

论文作者:韩金龙

论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期

论文发表时间:2018/9/11

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