王延英

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷加快，當(dāng)前的鉆探技術(shù)難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，而其暴露的問(wèn)題也越來(lái)越多。針對(duì)這種情況，建議重點(diǎn)工作應(yīng)當(dāng)提升鉆探的效率。為此，結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，探究了地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用的相關(guān)課題。一方面可以與同行進(jìn)行有關(guān)的交流，另一方面也希望得到相關(guān)讀者對(duì)研究不足的批評(píng)和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探技術(shù)；地質(zhì)工程；反循環(huán)式鉆探技術(shù)；繩索取心鉆探技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672 3198.2016.22.101

地質(zhì)鉆探技術(shù)屬于學(xué)科技術(shù)，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。在中國(guó)，地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展歷史很久遠(yuǎn)，很早以前就開(kāi)始大范圍的應(yīng)用。我國(guó)土地遼闊，礦產(chǎn)資源種類(lèi)很多，儲(chǔ)量也是巨大的。我國(guó)的領(lǐng)土面積位居世界第三，擁有大量的資源，實(shí)行改革開(kāi)放之后，更加注重地質(zhì)勘探工作，積極開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)，更好的促進(jìn)了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而也推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。最近幾年，中國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)步伐越來(lái)越快，這也帶動(dòng)了工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的深入發(fā)展。就如今來(lái)說(shuō)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是離不開(kāi)礦產(chǎn)資源的支撐的，現(xiàn)階段，大部分處于淺層而且易開(kāi)采的礦產(chǎn)都被開(kāi)發(fā)了，余下的都是處于深層、地質(zhì)復(fù)雜、很難開(kāi)采的礦產(chǎn)資源，或者是開(kāi)采難度非常大的礦產(chǎn)，在探測(cè)開(kāi)采這類(lèi)礦產(chǎn)資源時(shí)，不但要根據(jù)有關(guān)的理論知識(shí)，還要實(shí)地研究和實(shí)驗(yàn)鉆探技術(shù)。這就對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)工藝和設(shè)施提出了更高的要求，需要提高地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用效率，確保鉆探技術(shù)的安全使用，合理控制實(shí)施鉆探技術(shù)時(shí)的成本，只有這樣，才能最大程度的保證地質(zhì)鉆探的質(zhì)量。

1 簡(jiǎn)單概述地質(zhì)鉆探技術(shù)

在人們的生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，很多方面都會(huì)應(yīng)用到地質(zhì)鉆探技術(shù)，例如勘察礦產(chǎn)資源以及收集地質(zhì)狀況信息等等。對(duì)于巖土工程勘探來(lái)說(shuō)，地質(zhì)鉆探工作是很關(guān)鍵的一部分。鉆探工作的施工過(guò)程，會(huì)受到鉆探技術(shù)、鉆探設(shè)施以及鉆探工藝的重要影響，從某種程度上來(lái)說(shuō)，上述因素決定了工程的工期以及質(zhì)量。在鉆探作業(yè)的事前準(zhǔn)備階段，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，合理的選擇施工設(shè)備，同時(shí)還要應(yīng)用最新的鉆探技術(shù)以及工藝流程，這樣有利于高質(zhì)量的完成鉆探技術(shù)。在具體實(shí)施地質(zhì)鉆探技術(shù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件。舉個(gè)例子，某些地層取芯很困難，取芯鉆探之中孔壁不是很穩(wěn)固，鉆孔漏水或者是滲水，這體現(xiàn)出鉆探技術(shù)在施工時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題。如果鉆進(jìn)中孔壁時(shí)，穩(wěn)定性達(dá)不到要求，就會(huì)導(dǎo)致成孔十分困難，鉆進(jìn)不能很好的運(yùn)轉(zhuǎn)，取芯成為一個(gè)難題，巖芯的采用率不能滿(mǎn)足地質(zhì)的需要。所以，為了提高巖土工程勘探的質(zhì)量，必須要重視地質(zhì)勘探取芯率和鉆孔成孔這兩個(gè)方面。

2 鉆探技術(shù)在地質(zhì)工程當(dāng)中的重要作用

我國(guó)是世界上的領(lǐng)土大國(guó)，擁有眾多的人口數(shù)量，從某種意義上來(lái)說(shuō)，會(huì)導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的緊缺，這種情況會(huì)給國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此也引起了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人以及政府的更多關(guān)注。中國(guó)通過(guò)有關(guān)的文件，進(jìn)一步規(guī)定了地質(zhì)工程工作，同時(shí)也明確了此項(xiàng)工作的主要任務(wù)，其中最為關(guān)鍵的任務(wù)是“突出能源礦產(chǎn)勘查”和“加強(qiáng)非能源重要礦產(chǎn)勘查”。在地質(zhì)工程領(lǐng)域，政府提供大量的資金支持，不但有正在實(shí)行的國(guó)土資源大調(diào)查專(zhuān)項(xiàng)基金，還有剛剛開(kāi)啟的地質(zhì)勘查基金和危機(jī)礦山接替資源找礦專(zhuān)項(xiàng)基金。在部分地區(qū)，還存在地方和個(gè)人尋找礦產(chǎn)資源的現(xiàn)象，并且這種勢(shì)頭一直不減，愿意在這個(gè)方面投入大量的資金。最近幾年，地質(zhì)工程工作得到了快速的發(fā)展，地質(zhì)鉆探作業(yè)的工作量也持續(xù)上升，在個(gè)別省份地區(qū)，鉆探作業(yè)工作量年均超過(guò)了幾十萬(wàn)米。通常來(lái)說(shuō)，鉆探項(xiàng)目的資金主要來(lái)自于幾個(gè)方面，分別是中央財(cái)政補(bǔ)貼、地方財(cái)政補(bǔ)貼、省資源補(bǔ)償費(fèi)、國(guó)土資源大調(diào)查、市場(chǎng)項(xiàng)目以及礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)等。隨著鉆探工作量的不斷上升，對(duì)于鉆探技術(shù)和鉆探設(shè)備有了更多的需求。對(duì)于我國(guó)目前來(lái)說(shuō)，最需要解決的問(wèn)題就是使地質(zhì)鉆探技術(shù)符合國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的實(shí)際環(huán)境。就現(xiàn)如今來(lái)說(shuō)，人們所面臨的新情況，就是探索地質(zhì)鉆探技術(shù)如何才可以適應(yīng)新形勢(shì)的需要，跟上社會(huì)發(fā)展的腳步。

3 目前工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的運(yùn)用情況

世界上有很多發(fā)達(dá)國(guó)家擁有最新的鉆探技術(shù)，和他們比較起來(lái)，我國(guó)的工程地質(zhì)鉆探技術(shù)具有一定的滯后性。在利用鉆探技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到的巖心鉆機(jī)是立軸式的，這款機(jī)型設(shè)計(jì)完成于二十世紀(jì)八十年代左右。而就目前來(lái)說(shuō)，主要是應(yīng)用從國(guó)外進(jìn)口的全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，現(xiàn)階段，中國(guó)也開(kāi)始進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)此類(lèi)產(chǎn)品，并且投向了市場(chǎng)，不過(guò)卻還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大范圍的推廣使用，目前的市場(chǎng)上僅有很少的鉆機(jī)具有鉆深的功能，相關(guān)的市場(chǎng)還有待成熟。從鉆探工藝的角度來(lái)說(shuō)，有不少先進(jìn)的鉆進(jìn)工藝方案僅僅在小范圍內(nèi)適用，還需要進(jìn)一步的推廣。

3.1 反循環(huán)式鉆探技術(shù)

對(duì)于地質(zhì)鉆探技術(shù)來(lái)說(shuō)，反循環(huán)的鉆探技術(shù)屬于目前比較新的鉆探技術(shù)。地質(zhì)鉆探界將反循環(huán)的鉆探技術(shù)看成是鉆探技術(shù)的重大變革。反循環(huán)鉆探技術(shù)包括水利反循環(huán)以及空氣反循環(huán)，這種技術(shù)可以通過(guò)上述兩種方法在一個(gè)鉆孔中應(yīng)用一套鉆具，進(jìn)行鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)換。其中空氣反循環(huán)具有較高的效率且不需要較大的成本，主要適用于干旱的地區(qū)。而水利反循環(huán)在取芯方面比較好，及時(shí)的判層有利于節(jié)省時(shí)間。在實(shí)際操作當(dāng)中，可以結(jié)合地層的現(xiàn)實(shí)條件，將兩種鉆探方法結(jié)合起來(lái)使用，也可以單獨(dú)的使用空氣反循環(huán)鉆進(jìn)或者是水利反循環(huán)鉆進(jìn)，其對(duì)于國(guó)土資源調(diào)查來(lái)說(shuō)，發(fā)揮著巨大的作用。利用空氣反循環(huán)取樣鉆進(jìn)這個(gè)辦法效率是很高的，且不需要太多的成本，不過(guò)就目前來(lái)說(shuō)，這種方法并沒(méi)有被有關(guān)的地質(zhì)工作人員所認(rèn)可，因此也不可能大范圍的推廣開(kāi)來(lái)?，F(xiàn)階段，在運(yùn)用地質(zhì)施工鉆探技術(shù)時(shí)，所采用的某些技術(shù)還處于二十世紀(jì)八十年代的水平。由于我國(guó)目前地質(zhì)工程當(dāng)中，鉆探技術(shù)水平還是比較落后的，因此地質(zhì)工程鉆探工作的效率以及效果都沒(méi)有達(dá)到一定的要求，具體來(lái)說(shuō)，主要表現(xiàn)為臺(tái)月效率不高，在某些復(fù)雜地層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，存在很多的問(wèn)題，嚴(yán)重缺乏對(duì)深孔進(jìn)行鉆進(jìn)的能力，鉆進(jìn)的成本很高等。由于存在上述這些問(wèn)題，就導(dǎo)致鉆探技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)工作當(dāng)中時(shí)不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

3.2 繩索取心鉆探技術(shù)

繩索取心這種鉆探技術(shù)不提鉆取心，它的工作原理是：用巖心管填滿(mǎn)巖礦心，或者是在巖礦心發(fā)生堵塞時(shí)，不必把孔內(nèi)的鉆桿柱提到地表，而只需要通過(guò)專(zhuān)用繩索和打撈工具將巖礦心的容納管從鉆桿柱里取上來(lái)。在具體的操作當(dāng)中，鉆頭僅僅是在需要更換或者是檢查磨損度的時(shí)候，才有必要將鉆桿柱全部提升。繩索取心鉆探技術(shù)可以縮短升降鉆具的時(shí)間，從而為純鉆進(jìn)爭(zhēng)取了更多的時(shí)間，從而使鉆進(jìn)更有效率。同時(shí)，還可以降低鉆探機(jī)械的升降系統(tǒng)磨損以及動(dòng)力損耗，也可以減弱升降鉆桿柱沖洗液給孔壁帶來(lái)的沖擊，從而保證孔內(nèi)的安全性。金剛石繩索取心鉆進(jìn)這個(gè)辦法應(yīng)用在很多方面，但是并沒(méi)有真正的普及開(kāi)來(lái)。雖然液動(dòng)錘鉆進(jìn)這種手段有很多優(yōu)勢(shì)，也得到了大多數(shù)人的認(rèn)可，不過(guò)這種手段如果在環(huán)境惡劣的情況下使用，鉆具的壽命和可靠性存在問(wèn)題，從而會(huì)影響到鉆探現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和施工管理水平，因此，在地質(zhì)工程鉆探當(dāng)中，很少應(yīng)用這種手段。在鉆探時(shí)，更換鉆頭有很好的效果，不過(guò)在實(shí)際當(dāng)中，運(yùn)用的也不多。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)一直保持著飛速發(fā)展的狀態(tài)，中國(guó)現(xiàn)階段所擁有的鉆探技術(shù)，越來(lái)越不能滿(mǎn)足新形勢(shì)下的需要，某些不完善的地方也逐漸的顯現(xiàn)出來(lái)。就目前的形勢(shì)來(lái)看，中國(guó)想要在地質(zhì)鉆探技術(shù)方面獲得突破，最關(guān)鍵的就是提高鉆探的效率。目前世界上多個(gè)國(guó)家在地質(zhì)鉆探施工當(dāng)中，通常都會(huì)使用金剛石繩索鉆探取心法，因此我國(guó)也需要加大推廣以及普及的力度，同時(shí)，針對(duì)那些不同的使用條件和不同的地層勘探技術(shù)，也要不斷的進(jìn)行完善，對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，需要積極吸收西方發(fā)達(dá)國(guó)家地質(zhì)工程鉆探技術(shù)的先進(jìn)理念，只有這樣，我國(guó)的地質(zhì)工程鉆探技術(shù)才能跟得上世界的發(fā)展潮流，進(jìn)一步的發(fā)展下去。

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