探究地质钻探技术与应用

探究地质钻探技术与应用

随着科学技术的不断发展与进步，人们的生活和社会的发展离不开各种资源的探索和发现，这些物资都离不开地质钻探工作的发展，技术的革新。地质钻探不仅是地质勘查工作中最根本的勘探措施，还是勘探矿产资源工作中获得地下地质资料的主要技术方法。通过地质的钻探技术方法可以观测地下水的运动规律、埋藏条件、及水质储量等情况，能够提供水文地质资料给合理开发利用地下水资源和矿山开采。本文对地质钻探的技术和应用进行了详细阐述与分析，为矿产资源开发提供了有参考价值的建议。

标签：地质钻探技术应用

地质调查勘探工程通常由四部分，钻探、坑探、槽探及物探组成，整个水文地质调查勘探工程中最为重要的一个部分是水文地质钻探。顾名思义水文地质钻探即是为查明地下水的埋藏条件、运动规律、水量、水质等水文地质条件，以获取合理开发及利用地下水所需资料而采用的一种主要技术手段及方法[1]。文章通过对地质钻探技术发展现状及意义的分析，进一步对地质钻探的技术和应用进行探究。

1地质钻探的技术与方法

由于不同硬度的岩层会在地质钻孔在地质调查勘探的过程中遇到，因此极为重要的是根据岩层的结构选用正确的钻进方法。

1.1正循环回转钻进

正循环回转钻进方法主要包括钻钻孔位置的准确、钻机的就位、初钻、钻进速度、泥浆性能。其中在控制调整钻进速度上要根据土层的性质来进行，比如在粘质土中钻进时由于泥浆粘性大，钻锥所的受阻力过大，因此在正循环回转钻进时最好选用稀泥浆、尖底钻锥、大泵量、中等转速钻进。

1.2反循环回转钻进

钻探冲洗介质携带岩屑，经过钻杆内孔返回地面的钻进方法是反循环回转钻进。对比于常规循环方式的钻进，反循环钻进的携带岩粉能力强，液流上返速度快，且能够及时的排出孔底被钻下的岩石并迅速返回地表。

1.3冲击回转钻进

利用冲击及回转两种方式进行同时碎岩的钻探方法是冲击回转钻进，其主要是在回转的取芯钻具及钻杆柱下端之间安装潜孔冲击器，以便能够使实现钻进与采取岩心，将冲击脉冲、钻杆回转扭矩及轴向钻头压力同时作用于钻头上。其主要的优势在于能够提高回次进尺的长度及硬岩层钻速，降低了钻孔弯曲的程度，

极大降低了钻探成本。

1.4地质观测

地质观测主要是记录在进行地质钻探的工作时的相关地质资料。其详细内容包括了消耗漏失冲洗液情况、钻孔中水位的变化、出水量、涌水位置、水温异常及遇老巷、大裂隙、流砂、溶洞及钻具突然掉落的深度和层位[3]。

（1）观测水位：在进行水位观测时，有二种情况：一是泥浆为冲洗液时，其主要的测量方法是在冲洗液钻进中，钻孔通常无需进行水位观测。凭借孔内水位的深度变化来进行判断。如潜水的稳定水位等同于初见水位，初见水位低于承压水的稳定水位[4]。二是清水为冲洗液时，应间隔5分钟以上于下钻前、提钻后各进行测量水位，当层次漏水严重的现象出现时，应该采取近似稳定或稳定的水位观测方法。

（2）观测消耗冲洗液情况：在进行水文地质钻探的工作时，最能反映岩层透水性变化的是冲洗液消耗量，因此，对冲洗液消耗量的观测也极为重要。当含水层地板被钻孔穿透，出现冲洗液漏失或大量消耗现象时，需要间隔10-30分钟进行观测冲洗液的消耗量及漏失的情况。

（3）观测地质构造活动性：为监测新构造运动活跃的地区的地应力场的变化和活动断层的位移，要用精密的对大地形变进行水准测量；定期对垂直活动断层带进行短水准测量；同时设置专门地震台网来监测有感地震和微地震的活动，用以分析区域构造稳定。

2地质钻探新技术的应用

随着社会经济不断的快速发展，不断的革新地质钻探技术也进步，因此，为适应区域的钻探技术，保质保量及提高钻探效率的要求，对地质钻探新技术的应用推广也需要发展。

（1）空气钻探技术：空气钻探技术主要是指通过压缩空气作为钻进时的循环冲洗介质的钻进工艺方法。其特点是其低密度介质使碎岩速度加快了，对孔壁在不稳定地层中进行了良好的保护。该技术的应用不但很大幅度增加了地质钻探的质量及速度，而且还产生了巨大的社会经济效益。

（2）绳索取芯钻探技术：此技术因对底层适应性高而应用在地质取芯钻探中较为广泛，其不仅能够减少岩心腐蚀、减少钻具升降次数，而且能够使岩心采取率达到90-100%，增加纯钻进时间。

（3）液动冲击回转钻探技术：此技术是基于回转钻进的前提下，对液动潜孔锤加以利用并增加洗井液驱动。一方面一定的冲击能量能够由其本身产生，另一方面也提高了底层钻探效率。最近几年来，地质岩心钻探和地下水勘查等地质勘察领域中已应用此技术，并且促进了较好的社会经济效益。

（4）受控定向钻探技术：此技术主要通过孔底马达及弯接头控制方向顺着设计好的轨迹进行的钻进工艺。其应用于水文地质钻探中不仅能够更好地增加钻孔丰富的出水量还能扩大地热井的采集面积，而且能够延伸出深度方向不一的分枝孔在一个主孔的基础上，因此大幅度节约了，同时也钻探成本提高了钻探效率[5]。

3结语

综上所述，地质钻探技术与应用在矿产地质勘查中，能够更好地发展社会经济效益。但由于目前我国仍然存在着一些不足及问题在地质钻探技术方面的应用现状中，因此，本文进一步进行了探讨与分析地质钻探的技术和应用。并且在基于地质钻探技术发展现状及意义分析的前提下，大致的介绍了地质钻探新技术的应用情况，以便能够为矿产的开发提供些许有价值的参考建议。

参考文献

[1]李婷，胡伟伟，马致远，豆惠萍.基于活塞-指数混合模型的地下水可更新性研究[J].地下水.2011（03）.

[2]黄薛，何瑞，郑雪飞，魏海红.气动潜孔锤钻探技术在浅层采空区勘查中的应用[J].西部探矿工程.2011（02）.

[3]刘敏，刘云山，段元清.浅谈钻探新技术的应用[J]. 中国新技术新产品.2011（12）.

[4]魏树林，谢同礼.定向斜孔钻探施工技术[J].中小企业管理与科技（下旬刊）.2010（05）.

[5]李常茂. 大力推广地质钻探新技术，促进地质技术进步[J]. 探矿工程，1984，（1）.