地质钻探技术及装备应用研究

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中国科技博览
2023年07月25日 20:59

安徽省地质矿产勘查局313地质队 深部矿体勘探钻探关键技术及设备研...

[摘 要]地质钻探是国民经济可持续发展的重要工作之一,其也是一种极具挑战且综合性较强技能门类之一,在我国有关地质钻探设备的生产、专业技术人才的培养等领域已经达到了世界先进水平。

[关键词]地质;钻探技术;装备;应用

中图分类号:F407 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)21-0100-01

我国的地质钻探技术一直以来都处于一种较为落后的状态,虽然近年来已经开始逐渐研究新的技术和方式,但整体上并没有形成规模,因此主要在进行钻探的过程中还要依靠进口方式。随着我国的经济社会快速发展,我国的地质钻探工程也一定要积极的进行创新,以便于适应社会的发展。

1 地质钻探技术及装备应用现状

1.1 地质钻探技术现状

我国在上个世纪八十年代的时候,地质勘探行业的岩心钻探技术发展是处于一定优势地位的,在当时阶段也取得了比较不错的成绩,迎来了鼎盛时期。一直到九十年代初期,我国的地质勘探查行业才开始逐渐的调整产业结构,很多的专业钻探人员开始陆续的转行。也正是在这样的环境背景下我国的地质勘查行业才逐渐的展露出来人员结构上的问题,导致整体的行业技术水平发展受到了限制和不良的影响。当时的一些优秀的工艺都没能得到传承,最终造成了我国的钻探技术出现倒退现象。因此,在当前阶段我国一定要积极的对地质钻探技术进行研究,促使我国的地质钻探工作能得到进一步的发展。

1.2 地质钻探装备现状

随着我国经济的不断发展,改革开放国策实施的不断深化,地质钻探工艺得了的快速发展和完善,就目前发展现状来看,我国钻探技术和国外发达国家相比,在整体上还存在一定的差距,但是,随着经济发达,该差距在逐步缩减。我国通过对“科钻一井”、 “中国大陆科学钻探工程”等一系列重要科学工程项目的实施,使我国的钻探技术有了较高和较快发展,取得了许多与钻探有紧密联系的技术成果,并且形成了一整套具有国际先进水平的、新型的钻探技术体系。该体系包括扩孔钻进技术、硬岩深井取心钻进技术、井斜控制技术和泥浆技术等。在我国国土资源部科技、国家科技计划、地质大调查专项项目等实施下,通过对地质钻探技术应用和研究。在液动潜孔锤钻探技术、绳索取心钻探技术、组合钻探工艺、反循环钻探技术、新型节水钻探工艺、定向对接井技术、全液压动力头水文水井钻机系列全液压岩心钻机、新型冲洗液技术、系列新型金刚石钻头技术、地质调查浅层取心取样钻探装备与技术等工艺技术中取得了骄傲进步,为我国矿产资源勘查和地质调查提供较完备的装备和较高技术。尽管在近几年发展过程中,我国地质钻探技术得到了飞速发展,并且取得了令世界瞩目的成就,但是在细节发展上还存在诸多问题,严重影响了我国地质钻探技术发展,如我国现阶段大部分钻探设备还比较落后,这些设备在工作中表现出工作效率不高,索取信息数据不够准确,迫切需要更新换代等。

2 对钻探设备研究

2.1 立轴式钻机

立轴式钻机是利用立轴的旋转力量驱动钻杆的同转,并且辅以机械或液压来给进。立轴式钻机的安全可靠性高、功能完善、易拆装、运行维修方便,适合我国大部分地质层钻探。

2.2 转盘钻机

这种钻机的特点是有转盘,通常利用自身重量来加压并且辅以液压给进。这种钻机的口径比较大、转速比较低、转矩比较大,常用于大口径硬合金岩心钻探、水文水井钻探中。

2.3 动力头钻机

这种钻机主要是全液压动力头,以液压马达来驱动转轴回转,液压油缸或油缸与链条倍速机构联合给进。它具有转速高、运转平稳、无级调速调压、给进行程长、机械化、自动化程度高、过载保护好等优点。

3 地质钻探的工艺技术

地质钻探的工艺技术和钻探方法有许多种,在我国应用比较多且工艺比较成熟的是多工艺空气钻探,定向钻探,绳索取心钻探以及金刚石钻探。主要研究一下岩心钻探的工艺和技巧。岩心钻探在地质找矿的施工中发挥着巨大的作用,它是一种直接取得地底下实物的手段,也是探明矿藏和普查找矿的手段之一。岩心钻探能在运输作业中、安装作业中、拆迁作业中、钻井作业中以及其他野外作业中进行危险源辨识。而影响岩心钻探的因素有设备因素、人员因素和钻探技术。针对以上叙述,我们可以利用一些措施,对此工艺进行推进。比如说,推广全液压钻机的使用、推广合金刚钻材的使用、推广液动装卸装置汽车的使用以及推广液动装卸钻杆的工具车的使用。

4 地质钻探技术的发展趋势

地质钻探技术是集多门科学于一体的综合性技术,随着时代的发展,社会的进步,计算机信息技术将会在地质钻探技术中广泛应用,届时地质钻探技术可以迅速对物质、地质等进行海量数据搜集和处理,在传统计算基础上會大大提升搜集数据的准确性和精确度。从而使地质钻探、靶区圈定、找矿预测更加准确可靠。通过先进的数据分析计算,可以对海量的地质数据进行整理、分析,并可以通过图、表呈现给工作人员,总之,在未来的发展过程中,钻探技术的发展将以电子计算机信息技术发展为基础。

5 地质钻探设备的发展趋势分析

对于地质钻探设备的发展来说,要遵循现代化以及国产化,要向着高端化、高新化以及高质化方向发展。并且要利用现代化的信息技术来不断促进设备领域的发展与进步,以此来不断提升其发展的趋势。要坚持低成本低消耗之路,促进其发展与进步。对于装备方面来看,首先要实现全液压化、智能化以及模块化轻便化趋势发展,同时也要提升以金刚石绳索取心技术为主体的新型钻探方法以及效率等。以此来有效解决我国一些特殊景观区的资源调查状况,提升地质勘查与钻探的效率。要发展直升机搬迁以及易拆装的钻探设备以及相关的技术方式。其次就是要充分发展深部资源勘探的有关技术,并且解决相关的空间安全、高效以及精确等问题。再者就是要研究出一些新型的能源勘探技术以及装备。其中有低热、天然气水合物、煤层气以及油页岩等新能源的勘探。并且要研发一些先进的快速的千层取样钻机以及能够覆盖区镇图取样的钻进技术,将其有效应用到基础地质系列的图件,并且对矿产资源系列图件以及地质环境评价等内容进行编制。最后要推广一些新方法自己新技术,其中有金刚石绳索取心钻进技术、液动冲击回转钻进技术、受控定向钻进技术等技术。另外也要研制大型地下水资源勘探技术以及抢险救援快速成孔钻探技术装备。要利用科学技术不断完善勘探设备及其相关钻探技术。

6 结语

我国的资源枯竭问题已经是社会发展中的必然趋势,在这样的环境下首先我们要做的就是保护环境资源,然后就是不断的深入研究新的技术手段来进行地质钻探,以便于为社会发展提供基础保障。因此,在未来发展中还需要针对地质钻探技术的发展进一步深入研究,从而找到最为科学的技术,为我国的地质工作开展做出贡献

作者简介

胡曦,2005年毕业于河南理工大学,现在安徽省煤田地质局第一勘探队工作。

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