地质钻探技术发展现状和发展趋势.pdf
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1、7Industry development 行业发展地质钻探技术发展现状和发展趋势张建摘要:论文主要简单介绍了地质钻探技术的相关概念,并且对其现阶段的应用领域进行了阐述。研究了目前常用的地质钻探技术,探讨了该技术未来的发展优势和趋势,提出了开发钻探设备的有效建议,旨在充分发挥地质钻探技术作用,不断地创新,提升该技术的应用价值,拓展技术应用范围,以便于满足人们的生活、生产需求。关键词:地质钻探技术;发展趋势;反思;建议1 地质钻探技术的相关概念地质钻探技术是地质勘察工作中必不可少的技术之一,有利于详细而全面的了解地质的实际情况。可利用钻探技术,来准确定位钻探点,提取该区域中的样本,样本包括但不限
2、于岩石、水体、土壤等,能够获取全面的地质资料。钻探技术具有较好的实用性,涉及到多门学科,具有综合性,一直被广泛应用于各个领域中。2 地质钻探技术面临的挑战现今地质钻探技术应用面临着一系列的挑战,主要表现在两个方面:一是深部开采地质问题已经成为当下急需解决的问题之一。经济快速发展模式下对资源的需求量逐步提升,但目前浅部资源开发已经达到一定的饱和度,需要通过革新地质科技来挖掘和开发深部资源,这就需要地质钻探技术水平发展的更新更高来应对;二是传统的地质钻探技术已经无法满足于当下的实际需求,需要不断地提升现代开采工艺,以保证地质工作的高效性。与此同时,为了降低地质勘察工作风险,还应当提高探明程度,加大
3、技术含量,维护相关人员的生命安全。在今后的发展过程中,地质钻探技术还应当加强理论研究,以地质理论知识为基础,充分发挥高新技术作用,以促进地质钻探技术水平的全面提升,强化地质勘查服务质量。还要重视对环境的保护,地质钻探技术创新需朝着节能环保方向发展,贯彻落实可持续发展观。3 地质钻探技术的应用领域地质钻探技术的应用领域主要有以下几个方面:一是矿产资源勘察领域。矿产资源具有不可再生性,经济发展过程中对矿产资源的需求量逐日增加,但可被开采的矿产资源逐渐减少,很难满足于当下的经济发展需求,影响社会生产和发展。而且在开发矿产资源的时候,只关注于经济效益,忽视了对环境的保护,以致于环境受到了破坏,不利于推
4、动社会的可持续发展。陆地资源可被开发的数量减少,人们开始把眼光放在海洋中的矿产资源开发中,这需要新型钻探技术的支持,需坚持创新,满足矿产资源钻探工作需求。二是水资源勘测领域。我国就目前而言,对生态环境的保护意识越来越强,不再以破坏环境为代价来发展经济,但是在过去造成了严重的水资源污染,人们所饮用的淡水也受到影响。因此需要通过地下水勘测工作来进行有效把控。这就需要充分发挥地质钻探技术的作用,不断地创新该项技术,以便于满足水资源勘测工作需求。三是工程钻探领域。工程建设项目数量逐渐增多,规模不断地扩大,在实际开工之前要先做好工程地质勘察工作,全面了解工程建设项目施工所在区域的地质实况。这需要充分发挥
5、地质钻探技术作用,根据地质地貌的实际情况,来制定适宜的施工方案,从而保障工程项目的有序展开。4 目前常用的地质钻探技术4.1 绳索取心技术绳索取心技术是当前使用较多的地质钻探技术之一,在应用该技术的时候,如若出现内部岩心管被岩矿心充满,或是存在堵塞状况,那么无需提出深入地层的钻杆,便可以直接使用专业性打捞工具来提取岩矿心。需要注意的是,能够执行这一操作的前提在于钻头正常,钻头若是有问题则无法实现。绳索取心技术的质量较高,钻入程度不算太深,不需要反复提升钻杆,减少了钻杆提升次数,降低了设备的能耗,也减轻了工作人员的负担。这一技术的应用范围较为广泛,在固体矿产钻探、科学深孔钻探、石油天然气钻探等过
6、程中均有应用。4.2 反循环钻探技术反循环钻探技术可以分为两种形式,一种是空气反循环;另一种则是水力反循环。水力反循环钻探技术,所采用的循环介质主要是清水、泥浆、通过双壁钻杆来输送液体介质,使之从管环隙流入至孔底,可获取柱状岩心,利用内管中心通道可以把柱状岩心携带到地表上;空气反循环钻探技术,所采用的循环介质是压缩空气,使用双壁钻杆的外管来输送压缩空气,使之到达孔底,当空气膨胀8Industry development 行业发展之后,会产生一定的冲击力,发挥孔底潜孔锤的作用,处理岩石,并返回地表,这个过程中会携带部分岩屑,可作为地质钻探取样样本,需对其进行科学的化验。反循环钻探技术被广泛适用于
7、固体矿产勘探中,而且也被应用于地质灾害治理、石油物探爆破、工程地质施工等领域,可取得不错的应用效果,在不断地创新发展过程中,该技术将被有效应用于一些干旱地区的钻探施工中。虽然反循环钻探技术有着较好的作用,但是仅利用岩屑来评判地质结构并不合理,无法真实反映出地层构造的缺陷,部分情况下难以满足地质钻探需求。而水力反循环钻探技术所取岩块较为完整,取心质量较高,岩层判断准确率相对于更高一些,但取样效率偏低,需要消耗大量的能源。4.3 组合钻探技术组合钻探技术是绳索取心技术和反循环钻探技术的有效结合,具有较高的综合性,合并了上述两种技术的应用范围,环境适应性较高,大部分的钻探需求都能通过组合钻探技术来实
8、现。尤其是在一些干旱地区,或是不太容易取心的区域,可以通过反循环钻探技术来了解该区域的地层情况,进行细致、全面的地质勘查工作,在遇到一些深层次的钻探部分,则可以利用绳索取心钻探技术来进行施工。融合两种钻探技术的优势,可进一步提升钻探工作效率。4.4 液动潜孔锤钻探技术在地质钻探过程中,液动潜孔锤钻探技术是一种基于回转钻探的操作工艺,需充分发挥液动潜孔锤的作用,用冲洗液来进行驱动,使潜孔锤产生冲击力,并将能量传递于钻头,完成破岩工作。可于施工现场,利用泥浆泵来配送冲洗液,在钻杆、钻头之间使用液动潜孔锤,逐步潜入。该技术被广泛应用于地质钻探、金属矿山、石油等领域,尤其适合一些坚硬岩层的地质钻探工作
9、。其优势在于能够促进钻进效率的提升,无需井孔有过大的倾斜度,打孔成本有所下降,而且利用了坚硬岩石的脆性特点,实现了对复杂地层的有效钻探,钻孔质量也能够通过经验积累和技术创新来不断提升,但不足之处在于潜孔锤的使用年限不长,牙轮钻头工作性能缺乏稳定性。4.5 其他工艺技术除了上述应用较为广泛的地质钻探技术之外,还有一些其他的工艺技术,而在科学技术日新月异的当下,更是有不少的新型钻探工艺技术出现,如节水钻探技术。该技术主要应用于一些干旱区域,或是前部地区无水、深部有水的区域,可取得不错的应用效果;如岩心钻探技术,主要应用于运输、拆迁、钻井等作业中,在恶劣的野外作业环境下能够有效降低危险系数,准确辨识
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