[浅谈深部找矿中钻探技术的应用]
时间：2019-05-16 03:22:01 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：在找矿突破战略行动逐步推开实施的今天,矿业发展通过实践证明向深部找矿是必然的，除了利用更成熟的地质理论和更先进的物化探方法、遥感技术等新探测技术外，最终还需要使用钻掘(探)技术来取心取样，证实推断和探测的正确性。本文结合现实提出钻探技术应如何适应深部找矿的要求，对解决现实找矿中遇到的技术难点有一定的参考意义。
关键词：找矿；钻探技术；应用
Abstract: in the prospecting breakthrough gradually push of the implementation of the strategic action today, mining development through the practice proves to deep prospection is inevitable, in addition to use more mature geological theory and more advanced geophysical methods, remote sensing and other new detection technology outside, eventually need to use drill dug (agent) technology to coring sampling, confirm the correctness of the deduction and detection. This paper put forward the reality drilling technology should be how to adapt to the deep prospection, at the request of solving realistic prospecting encountered in the technical difficulties have certain reference significance.
Keywords: prospecting; Drilling technology; application
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
一、深部地质钻探现状
我国的矿产资源分布的比较广泛，从目前矿产资源勘查开发利用情况来看，我国矿产资源探明程度仅为1／3左右，在地质找矿方面还有相当大的潜力。我国地质找矿勘查工作平均深度在300～500m之间，而西方发达国家勘查深度平均在800m。我国深部找矿勘查技术尚处于起步阶段，随着找矿深度的不断增加，在钻探技术上还有很多问题有待解决。岩芯钻探是地质找矿工作中的重要环节，要探明地下深部矿藏，除利用先进的地质理论和物化探、遥感等探测技术外，最终需要通过岩芯钻探技术取出地下岩芯，通过试验分析才能确定矿产资源的埋藏深度、品位和储量，并最终提交有效的地质找矿成果。
目前深部地质钻探存在的主要问题有：装备落后，投入不足，更新缓慢。机械化程度不高，综合效率低，属于逐渐淘汰的装备。用于深部钻探施工的配套装备有限；钻探队伍的组织体系缺失，人才匮乏，观念保守，创新有限；中级以上钻探技术人员严重不足，缺乏科技创新的领军人员；生产一线缺乏高素质的钻探工人，尤其是机班长。不利于钻探工程产业的良性发展；钻探工法难以攻克复杂地层、创新有限，技术的引进与创新存在障碍；技术的引进、推广与自主研发不足以支撑发展的需要；实施深部岩心钻探面临人才、装备、机具和技术等困难；管理粗放，结构松散，效率不高；满足于一般的生产技术管理，管理层与生产层松散，技术与生产结合不密切，计划与控制能力有限，生产效率不高，成本降低困难；现场设施和管理不规范，不足以展示新时期地矿人的风采。
二 钻探技术
2．1 金刚石绳索取心技术
绳索取心(WL)钻探技术被称为钻探技术第一次革命，已有近6O年的推广应用历史。在全球地质找矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术。自20世纪70年代中期我国开始推广应用，但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距，利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的3O％ 。国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题，不能满足1000m深钻孔的需要。而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的普通钻杆来完成钻孔取心作业，这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。
金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心技术应用于深部找矿的另一个原因。自2O世纪6O年代开始研究，70年代开始推广金刚石钻探技术以来，我国金刚石钻头制造水平有了很大提高，但是其使用效果与国外仍存在较大差距。虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的攻关研究，制造了一些聚晶、复合片产品，但其性能也远远赶不上国际水平。这就使得国内金刚石钻头钻进寿命短、效率偏低。据调查，我国的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40m。
2．2 反循环连续取样(心)钻探技术
反循环连续取样(心)钻探技术被称为钻探技术第二次革命。它采用压缩空气作为循环介质，利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工，随着钻进的不断进行，岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表，并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。
国内外大量的钻探施工经验证明，采用该法获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体埋藏深度、矿体厚度、品位等物化参数的基本要求，而且其钻探施工速度要比传统的取柱状岩心施工速度提高5～10倍，施工成本也将大大降低。根据2006年有关统计资料，反循环连续取样(心)钻探技术在澳大利亚完成钻探工作量的比例超过80％。我国在20世纪80年代中期曾开展了该项技术的研究并进行推广应用，但由于地质上是以岩屑代替传统的柱状岩心，且需使用特殊的双壁钻杆，所以推广应用受到较大阻力。
值得关注的是目前国际地质钻探承包商和矿业投资者已经提出了取心取样相结合的地质勘探新概念，并在一些国家开始应用，取得了比任何单一方法效率及地质效果都要好的结果，大幅度提高了钻进效率、降低了成本。著名的国际钻探设备制造商瑞典Atlas Copco公司已经开始推广这项综合取心(样)钻探技术。我国则没有这方面的应用研究。
2．3 液动冲击回转钻进技术
勘探技术研究所于20世纪6O年代开始此项技术的研究，经过几十年的开发、改进，已经形成不同用途、多种规格的系列液动冲击器。特别是YZX127型液动潜孔锤在2006年完工的中国大陆科钻一井施工中创下了总进尺4038.88m、平均小时效率1.13m、平均回次长度6.31m的好成绩。但是在普通钻探生产条件下，由于泥浆固控系统还停留在传统的泥浆池加循环槽让岩粉自然沉淀的水平，在钻进过程中泥浆固相含量较高，导致液动潜孔锤内的零件频繁卡死，工作寿命大幅度降低，从而导致提钻频繁。在推广过程中，其优点虽为大家所认识和接受，但是实际应用却较少。
2．4 空气泡沫钻探技术
该技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目，由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的泡沫工艺和钻进规程。由于其后正值地质钻探工作量锐减，而此技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此其推广应用处于停滞状态。
