简议小口径固体岩芯深孔钻探技术

简议小口径固体岩芯深孔钻探技术

浙江省第十一地质大队浙江温州325000

摘要:在不同钻孔深度勘查的过程中,钻孔口径、各种岩石的力学性质、地层完整度等对钻机工作性能提出了更高要求。因此尽量选用重心较低、变速范围相对较大、连续性工作时间相对较长的钻机。当前固体矿产钻探工程应用小口径固体岩芯深孔钻探技术,需要相关技术人员结合固体矿产的实际地质构造特征,充分发挥深孔钻探技术的优势。但是由于各种物质的矿床成因较为复杂,客观加大了钻探工艺的施工难度。并且受到地质构造的影响,矿体的完整性较差,不同区域的受力存在着不均匀问题。因此在深孔钻探技术使用过程中,技术人员应该做好钻探前的分析,确保实际钻探效率能够达到工作的具体要求。基于此,本文阐述固体矿产钻探技术的发展现状以及钻探工作的重要性,对小口径固体岩芯深孔钻探技术进行了论述分析。

关键词:固体矿产钻探技术;发展现状;重要性;小口径固体岩芯深孔钻探技术

深孔钻探技术是地勘单位找矿采矿的重要措施,使得地标深层矿产得以被挖掘,提高了矿产资源的利用率。并且随着小孔径固体岩芯深孔钻探技术的应用,在地勘单位采矿时同时保证了地质结构不被严重破坏,减少了采矿带来的地质灾害。虽然深孔钻探技术应用带来了很大的经济效益,但是还不是很完善,因此在使用深孔钻探技术进行采矿时要尽量保证施工人员和地质结构以及深孔钻探设备的安全,从而降低采矿风险。以下就小口径固体岩芯深孔钻探技术进行探讨。

1固体矿产钻探技术的发展现状分析

固体矿产钻探技术的发展现状主要表现为:(1)以中心取样钻探为主的多工艺空气钻探技术。原地矿部勘探技术研究所通过攻关研究,对中心取样钻探技术的国产化、小型化和配套化工作取得了突破性进展,其中含水样品快速分离装置达到了国际领先水平。(2)无岩心钻探技术。以地勘牙轮钻头进行中硬及坚硬地层的无岩心钻进为重点,形成一整套技术。近年来该技术在四川、山西、河南几个矿区试验应用中,无岩心钻探工作量占到钻孔工作量的46%,与同孔取心钻进相比,钻速提高50%以上。(3)地质岩心钻探设备。上世纪九十年代原地矿部为适应中心取样、水力反循环、高精度受控定向钻探和液动冲击回转钻探等技术的需要,对岩心钻探设备进行了重点研究开发。某研发中心开发出了主要用于中心取样钻进的FD-300型液压传动顶驱式车装钻机和具有不停车倒杆功能的CD-3型地质岩心钻机。研制的BW-4400型泥浆泵是为满足新的钻探工艺要求设计。(4)绳索取心钻探技术和冲击回转钻探技术。上世纪90年代,地矿系统用于固体矿产勘探的S系列,用于坑道内钻探的KS系列绳索取心钻具已形成完整系列。还推出了钻具事故处理工具;用于复杂地层钻进的加重式绳索取心钻具系统,新型等强度摩擦焊钻杆和用于土体工程地质勘察的绳索取样钻具系统。相关单位研制出用于石油钻探的绳索取心钻具系统等。我国是目前世界上开发液动潜孔锤品种和规格最多的国家。

2地质钻探工作的重要性

地质钻探工作作为地质勘查企业的工作重点,其工作效率直接影响着地勘企业的经济效益。并且地质工作的内容非常多,像地球物理、遥感探测、测量等都属于地质工作内容。因此相关技术人员需要结合这些具体内容实施地质钻探工作,从而发挥地质勘查作用,准确确定矿产资源的大致位置。在地质勘查工作完成前期准备后,需要进行钻探验证工作。这些工作主要是对矿体的形态、矿层的厚度、规模大小、矿体的地质特征等进行深入地分析,并将其中的固体岩芯取出置于实验室的相关仪器中,确定矿石的品质,获取更多的有关矿产资源的地质信息。实现这样的发展目标,需要合理地开展钻探工程,加强对地质工作的整体控制,确保找矿工作的整体质量。因此选择可靠的钻探技术,扩大钻探工程的应用范围,对于地质找矿工作效率的提高具有重要意义。

3小口径固体岩芯深孔钻探技术的分析

3.1深孔钻探技术装备与施工工艺。(1)深孔钻探设备及相关工具的分析。深孔钻探设备的钻机质量关系着钻探工程的施工效率,影响着地质勘查工作计划的顺利开展。钻机在实际的应用中,为了增强施工质量以及加快钻机施工速度,相关技术人员需要结合施工区域的实际概况采用绳索取心钻进工艺。一般情况下,这种工艺应用中存在着泥浆浪费的现象,影响着其中冲洗液的实际作用效果。所以为了发挥绳索取心钻进优势,相关技术人员需要采取加大钻头外径的方式,最大限度地满足深孔钻进在压力方面的各种要求。并且深孔钻探施工过程中容易受到各种因素影响,所以必须保证钻杆及相关配套设备质量可靠性。深孔钻探工艺施工中丝扣的连接必须严密、牢固可靠。施工中的回转阻力大小需要控制在合理的范围内,钻杆必须满足抗腐蚀性、抗冲击力的具体要求。除此之外,优化钻探结构,提高取芯工具性能,也对深孔钻探工艺实际作用效果的发挥起着重要的保障作用。(2)深孔钻探施工技术分析。为了保证钻探工程施工中钻孔质量能够达到工程的实际要求,需要充分地发挥出深孔钻探施工技术的优势,确保钻孔在实际应用中达到预期效果,笔者认为需要做好以下工作:第一、加强对岩石完整度的分析,明确钻孔质量的具体要求,合理配置冲洗液,保证护壁的安全性能可以始终保持在更高的层面上;第二、应用有效除砂设备,做好深孔地质的检验及测试工作,确保深孔地质的相关参数能够达到行业参考标准的具体要求;第三。科学设置钻孔参数,控制钻头的尺寸规格,增强深孔钻探技术解决实际问题的工作效率。

3.2钻探工程经济效益分析。随着市场经济的日渐完善,为了满足市场多元化的需求以及促进促进社会经济的可持续发展,相关部门需要注重与地质勘查企业的进行合作,确保各种矿产资源的有效开采。并且钻探工程的顺利实施,不但有利于提高找矿工作效率,也为社会就业问题的解决带来了重要保障作用,维护了社会稳定。钻探能力突出的地质勘查企业产生的积极影响主要表现为:优化了各种资源的配置效率,为现代化企业战略目标的实现带来了可靠的保障。同时在钻探工程开展过程中,钻孔深度决定着工艺使用过程中的投资成本。下面以0m一500m作为基础孔段,相应的成本费用记为500元。随着孔段深度的增加,钻探技术使用中的成本费用也会相应地增加。

如表1所示,地质勘查中单孔费用的计算主要是以市场价为基准。采用行业参考标准的计价方式,单孔段的费用将会继续增加。这些方面的具体内容,客观地说明了选择深孔钻探技术装备与施工工艺的重要性。

4结束语

综上所述,我国矿产资源较为丰富,需要采取有效的开采技术促进地质勘查单位长期稳定的发展,加快国民经济的发展速度。在找矿的过程中,各种信息化技术的出现为实际工作效率的提高带来了重要的保障作用,为矿产开采企业未来战略投资范围的扩大奠定了坚实的基础。作为钻探工程的重要组成部分,地质找矿方法的有效使用可以缩短找矿时间,增强相关地矿企业的综合市场竞争力。

参考文献:

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[2]孔林军.小孔径固体岩芯深孔钻探技术的探讨[J].科技与企业,2013(23)

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[5]何计彬.深孔小口径科学钻探孔斜机理分析与轨迹预测[D].成都:成都理工大学,2013

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