第３３卷第１期２０１８年２月
资源信息与工程
Ｖｏｌ．３３№１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１８
·地质与勘探·
钻探技术在地质资源勘查过程中的应用
龙柯屹
（贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队，贵州凯里５５６０００）
摘 要：地质资源是我国最重要也是最基础的资源，是社会经济发展的基础，所以对地质资源的勘查具有很强的现实意义。地质钻探技术是地质资源勘查中的一种重要技术，应用范围广、精度高，能显著提高找矿和探矿的质量和效率。本文主要探讨了钻探技术及其在地质资源勘查中的具体应用，以供参考。关键词：钻探技术；地质资源；工程勘察；应用中图分类号：Ｐ６３４
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０１－０００１－０３
虽然我国的矿产资源储备十分丰富，资源种类较多，但是由于我国的钻探技术较为落后，因此对矿产资源的对各类资源的需求量不断增加，因此，我国必须加强对钻探技术的研究，促进我国矿产资源勘探工作的高效开展，为我国社会建设提供充足的矿产资源。
开发利用效率较低。近年来，随着我国经济的不断发展，
探技术也应用于软土地基的加固处理中。此外，在考古钻探中也有地质钻探技术的应用。由此可见，地质钻探技术已经渗透到了人们生产生活的许多领域，为社会的发展做出了巨大的贡献。
２ 钻探技术在地质资源勘查过程中的应用
２．１ 工程地质勘查
工程地质勘察是指对工程建设项目周边地质环境、地质条件及水文条件进行的勘测分析，为后续的工作提供数据支持。地质钻探是当前最常用的勘测方法，在实际勘测过程中，为了保障勘测数据准确，通常采用地质钻探技术。
２．２ 钻探技术在地质资源勘查中的具体应用形式
（１）反循环钻探技术的应用。反循环钻探技术是一
１ 地质钻探技术概述
１．１ 地质钻探技术的发展
我国矿物资源开发发展时间较短，因此我国钻探技术距离先进国家存在巨大差距。目前，随着我国社会发展对资源需求量的不断增加，钻探技术也获得了较好的发展，为我国的矿物资源的开发做出了巨大贡献。我国的地质钻探技术起源是２０世纪８０年代，在使用初步阶段，施工工艺较为落后，不仅需要耗费大量的时间，操作难度也较大。随着科学技术的不断发展，越来越多的先进技术在地质探测领域得到应用，有效提高了勘探效率。在未来的发展中，我国一方面要加强对国外先进钻探技术的引进，另一方面要结合我国采矿行业的发展情况加强钻探技术创新，为我国地质勘探奠定坚实的基础。１．２ 地质钻探技术的应用领域
经过几十年的探索和发展，地质钻探技术在我国的应用范围越来越广泛。目前，地质钻探技术主要应用于地质矿产勘查，对矿产、金属资源进行勘查。其次，地质钻探技术也应用于地下水资源的勘测。通过地质钻探技术的应用能够对地下水资源的状况进行初步了解，为资源的开发利用提供依据。其三，地质钻探技术在地质灾害的防治以及环境工程中也得到了有效应用。目前，人类社会建设对生态环境造成了严重的破坏，导致泥石流、坍塌、地面沉降以及地震等自然灾害频发，将地质钻探技术应用于地质灾害的防治工程建设中，为工程设计方案的制定提供数据支持。其四，在工程基础施工中，地质钻
种比较常见的钻探技术，在具体应用过程中，根据循环介质的不同可分为空气反循环钻探技术和水力反循环钻探技术。空气反循环钻探技术是利用空气作为介质，在钻探中主要是通过双臂钻杆外管完成压缩空气的传输，在压缩空气输送到孔底后，会出现急速膨胀，从而产生巨大的冲击力，为孔底的潜孔锤提供动力，对岩石进行冲击，通过钻杆将空气和岩屑带回地面。技术人员只需对岩屑进行检测化验就可以初步掌握当地的地质情况。水力反循环钻探是以水和泥浆作为介质进行钻孔，将水运送到孔底给予钻头驱动力，之后通过钻杆将转头内的岩芯带回。
通过对比分析，两种钻探方法各有优势，一般情况下，空气反循环钻探技术常应用于干旱地区，虽然工作强度和投入成本较低，但是获得的岩屑样品很难完整地呈现出当地地层的实际情况。水力反循环钻探技术探测的结果较为精确，但是资源的消耗量较大，且工作效率较低。因此在实际勘查过程中，工作人员要根据实际情况选择合适的钻探技术。
作者简介：龙柯屹（１９９０－），男（侗族），贵州黔东南人，本科，助理工程师，研究方向：地质矿产。
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技术是以回转钻探为基础而研发的新技术，其原理是利用冲洗液驱动潜孔锤，将冲击力传递到钻头，以击破岩石。相对于回转钻探技术，液动潜孔锤技术不仅钻进效率更高，还降低了钻孔成本。该技术充分利用了坚硬岩石抗剪强度低的特点，因此应用于复杂地形的勘查中。该技术适用于岩石坚硬或脆性较大地质结构。为了避免液动锤受到严重磨损，要对泥浆质量进行严格控制。在液压泥浆选择过程中，必须选择具有较好润滑性、含沙量较低且粘稠度低的泥浆原料。持续高强度的作业可能会（２）液动潜孔锤钻探技术的应用。液动潜孔锤钻探
用，使地面相距数百米的两井在地下数百米或数千米的目的开采层处实现对接，实现两井连通水溶对流采卤。在连通后，只需向一口井中注入淡水，就可以在另一口井中获得高浓度卤水。通过这种技术的应用可以有效解决对接孔设计、井眼轨迹预测模型建立、仪器改装、误差修正以及数据处理等技术工艺。在应用这种技术过程中，需要使用新型的多头螺杆钻具、能够进行大范围造斜的造斜工具、硬质合金轴承多种专用工具。该技术的优势主要体现在对接方向控制、卤水产量高、采矿量多、控矿量大、对地层的污染较少等，因此在盐矿钻探中得到了广导致液动潜孔锤的使用寿命以及工作性能受到影响，必须对潜孔锤进行适当保护，切实提高其使用寿命。目前，液动潜孔锤钻探技术主要应用于水电建材、石油化工以及金属矿山等领域。
液动潜孔锤钻探技是对常规回转钻探的重大改进，也是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的新型钻探方法。这种技术充分利用了坚硬岩石脆性大、抗剪强度较低、不耐冲击力的特点，有效解决了坚硬岩石和某些复杂岩层钻探效率低下和钻孔质量差的缺点用过程中（３）绳索取芯技术的应用。
，不需要使用钻杆。但若钻头出现了故障。绳索取芯技术在实际应
，则需要重新使用钻杆。该技术应用的主要工具有打捞工具和岩芯管，钻孔时间短，实际操作较为简便。此外，该技术钻孔深度较浅，因此更容易得到质量好又完整的岩心。目前，绳索取芯技术在我国很多地区都得到了广泛的应用。
绳索取芯技术的特点：其一，升降钻具所需的辅助时间较少，增加了纯钻进时间，大大提升了钻进效率。其二，只有更换钻头时才能提钻，避免频繁升降钻头导致的磕碰以及扫孔磨损现象，有效延长了钻头的使用寿命。其三，减少了升降孔内钻杆柱次数，有效改善了工作条件，减轻了工作劳动强度。其四，减少了钻探机械升降系统的磨损和动力消耗，减少了因升降钻杆柱冲洗液对孔壁的冲击、抽吸作用，提升了孔内的安全度。
在应用绳索取芯技术过程中，当岩矿心装满岩心管或是发生岩矿心堵塞时，不需要将孔内的钻杆柱提升到地表，而是借助专用的绳索打捞工具在钻杆柱内将岩矿心容纳管捞取上来。只有对钻头进行检查或是更换时才需要将钻杆柱全部提取出来。
要对上述的三种钻探技术进行组合应用（４）组合钻探技术。组合钻探技术是指结合实际需
，充分发挥出不同技术的优点，利用优势互补提高工作效率的同时，达到降低勘查成本和工作强度的目的。在工程勘查的过程中，必须结合实际情况选择最合适的钻探技术过螺杆钻受控定向钻探技术和水平井钻井技术的综合应
（５）定向接井技术。定向对接连通井技术主要是通
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泛的应用。
定向接井技术的应用范围十分广泛，除了可以用于固体矿产的勘探和可溶性矿产的开发之外，在城市和特殊区域的管道铺设、水井、地热井开采中也能够得到应用，一方面可以提升水、气的采取率，另一方面能够提高井的使用寿命。此外，该技术还能应用于分支井等特殊工程。通过对接井技术的应用实践来看，其能够大幅度提高矿石的采收率和矿产资源的利用率。同时，对接井技术能够降低孔内事故发生率，不仅节省了矿井维修的费用，还可提高接孔的使用寿命地区地表和浅部无水（６）新型节水钻探工艺、而地层深部有水地区钻探而开发。这种工艺是为了解决干旱
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出的一种工艺，通过对钻具结构的优化，即以地表水力脉冲作为钻具的驱动力，通过工作柱塞往复运动和吸排水阀动作使地层水形成局部孔内循环。在应用该技术的过程中，地表水只起到传递动力的作用，不会和孔壁产生接触，这样基本上不会造成地表水的消耗，同时又能够完成钻井工作，在节省水资源的同时实现了钻探效率的提升。
节水钻探技术工艺的应用为干旱缺水地区提供了一套节水、安全、高效的节水钻探系统，系统的主要构成包括：节水潜水泵、自动排气阀、无水球体冲击器、多功能安全接头、专用单缸柱塞泵等。该技术主要应用于干旱地区或交通不发达造成供水困难的地区的钻孔工程，大大降低了干旱地区钻探成本和劳动强度。此外，该技术应用于漏失钻孔时，可以节省堵漏材料，因此具有一定的环保性能。
节水钻探技术早在２００４年就在我国广西、宁夏等地区的矿区和基础设施建设工程中进行了试验应用。从应９５％，用结果来看钻探效率提升最高可达，已完成的大量钻孔２５％，，其节水率最高可达到
社会经济效益显著。代开始（７），欧美国家对全液压车装水井钻机进行研发全液压动力头水文水井钻机。从２０世纪，７０经过年
多年的努力，取得了不俗的成果。目前，钻机的型号多达几十种，且用途广泛。车装动力头水井钻机具有机动性强、配套工艺多的特点，能够有效适应多种钻探环境，操作安全，钻探效率也可以得到良好保障，可以进行定向钻
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进或斜孔钻进。目前，车装动力头水井钻机已经成为水井施工中的主流机型。但长期以来，我国对全液压车装钻机的研发一直陷入停滞，导致我国在该领域和一些发达国家之间存在着较大的差距。近些年，国外新型全液压钻机在我国钻机市场中所占的份额不断提高，这种现象进一步加大了我国研制自主知识产权的全液压车装水井钻机的决心。
本文介绍的ＳＤＣ１０００全液压钻机常用于大口径井、浅层油气井以及煤层气抽采井的钻井施工中，这些井普遍深度在１０００ｍ以内。该种钻机采用的动力由汽车柴目前，钻探技术在矿产资源勘查、地质灾害勘测以及工程建设等领域都发挥出了巨大的作用。通过钻探技术的应用能够获得全面准确的地质勘测资料，为矿产资源的开发利用以及工程项目的设计施工提供数据资料支持。但地质资源勘查中，钻探技术的工艺复杂多样，所以要根据具体的需要选择最合适的钻探技术来达到最好的效果。此外，我国应该加强对钻探技术的研究力度，推动我国钻探技术水平的进一步提高，从而促进我国钻探技术的全面发展。
参考文献：
油机提供，驱动方式为全液压，拧卸扣和吊装钻具采用液压控制，减少了劳动强度，提高了工作效率。为了方便辅助作业，该钻机应该和双卷扬机以及泥浆泵、泡沫泵、离心泵等设备配套使用。目前，ＳＤＣ１０００全液压钻机还应用于抢险救援井、勘探孔、地热井等钻孔施工中钻井施工中应用最广泛的技术（８）新型冲洗液技术。绳索取芯钻探技术是现阶段
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，但是这种技术对冲洗液性能的要求较高，很容易出现钻杆内壁结垢的问题，使钻具出现严重磨损。为了解决这一问题，我国经过长期的研究开发出了一种新型的冲洗液处理剂（ＧＬＵＢ），，如高效润滑剂润滑性，非常适用于各种水基泥浆体系这种处理剂具有较强的抗污染。、抗高温能力和这种处理剂能够为钻具提供良好的保护，同时还能够提高工作效率，避免污染。再如，非分散高温聚合物稀释剂也是一种科学高效的冲洗液处理剂，稀释剂采用特殊工艺制成，具备良好的抗高温、抗污染能力，可以抑制泥页岩水化膨胀和分散特性。此外，高效护壁剂、ＫＬ植物胶和接枝淀粉共聚物都是新型的冲洗液处理剂。以上述新型冲洗液处理剂为基础构建的冲洗液体系在地质钻探中发挥了十分重要的作用，常用于地质找矿钻探、地热井钻探、环境钻探等施工中，应用范围覆盖地质、石油、冶金等多个领域。
３ 结语
综上所述，随着科学技术的不断发展，我国的钻探技术也取得了很大进步，并在许多领域都得到了广泛应用。
［１］ 罗界 ，２０１４（１３）：１４５爱．工程地质勘察中钻探技术的应用分析－１４６．
［Ｊ］．低碳世
［２］ 杨剑英创新与应用．地质岩心钻探技术及在资源勘探中的应用，２０１２（１７）：１２．［Ｊ］．科技
［３］ 展望陈童男，２０１５（８）：１３１．
．关于工程地质勘察中钻探技术的应用分析［Ｊ］．科技［４］ ２０１５（１８）：８７程 全．工程地质勘探中的钻探技术应用－８８．
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