钻探技术对地质勘探工作的影响

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  钻探是地质勘查的一项重要手段。钻探就是为了查明矿床、地层构造、土壤性质等,用机械向地下钻孔,从钻孔不同深度采取岩芯、矿样进行分析研究,鉴别查明矿体或划分地层,判定地层地质,为矿山开采和工程施工提供重要地质依据的工程活动,钻探技术水平是影响地质勘查成果的重要因素。
  一、钻探技术方法和现状
  1.钻探技术方法
  钻探技术方法按机械碎岩方式分为回转钻进、冲击钻进和冲击回转钻进等;按碎岩工具或磨料分为钢粒钻进、硬质合金钻进、金刚石钻进、复合片钻进、牙轮钻头钻进等;按获取岩心的方式分为提钻取心、绳索取心、反循环连续取心等;按冲洗液类型分有清水钻进、泥浆钻进、空气钻进等;按冲洗液循环方式分为正循环钻进、反循环钻进、孔底局部反循环钻进;按取芯方法又分为单管钻进和双管钻进等,此外还有一些特殊的方法,如井底动力驱动钻进、定向钻进等等。在地质勘探工作中,主要是采用取心回转钻进。
  2.钻探技术现状
  钻探技术和方法近20年来发展较快,地质钻探技术水平显著提高。冲击回转钻进方法、绳索取芯冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取芯方法、定向钻探技术及取芯定向钻进等技术水平不断得到提高,岩心钻机钻进深度不断增大,全液压动力头钻机和轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法得到推广。
  3.钻探程序
  钻探过程主要包括机场平整、设备搬迁和安装、施工准备、开孔、钻探取芯和原位试验、量测初见水位、终孔验收、水文观测、封孔等工序。
  二、钻探技术对勘探工作的影响
  钻探技术是地质勘探的核心,也是地质勘探相关工作的基础和前提。钻探是地质勘探的重要手段,钻探工艺的选择,直接影响着勘探施工的费用、工期、质量等各方面。钻探技术主要包括设备、工艺和人员三个因素,这三个因素对钻探技术的应用有着决定作用。
  (一)钻探设备的选用
  钻探设备是地质钻探工作的基础,是钻探工作的决定因素。地质勘探进行前首先要编写勘探大纲,对钻探工作提出技术要求。钻探工作要根据勘探大纲和技术要求中的施工环境、地层条件、终孔深度、孔径大小、取芯要求等因素综合考虑钻机的选用。先是根据终孔深度选用合适能力的钻机。比如终孔深度要求240米的孔,钻机就应选用钻进能力300米的钻机。如果选用能力200米的钻机,就会小牛拉大车,造成遇到卡钻等事故時无法处理的状况;也不应选用能力400米以上的钻机,这样就会增加设备搬迁和使用费用。其次还要考虑施工环境,如果施工场地平整,交通条件便利,设备搬迁容易,则钻机选用时可不考虑其大小和重量,否则就要选用相对重量轻,长宽高相对小的动力头式钻机、履带式液压钻机或其它轻便钻机。另外,钻机的选用还应考虑地层的复杂程度、要求的孔径大小和取芯要求。如果地层复杂,孔径要求大,钻机能力就酌情增加;如果对取芯率要求高,采用绳索取芯工艺,则选用钻机时还要考虑钻机对绳索取芯的适用性。总之,钻机的选用是钻探工作是否成功的决定因素,选用合适,不但能提高钻进效率,还能节省设备费用。
  (二)钻探工艺的选用
  科学合理的钻探工艺可以提高钻进效率,节省人、财、物,保证勘探质量,按期或提前完成钻探施工。工艺的选择要考虑场地状况、地质条件、技术要求、取芯难易程度等因素。单管合金钻进工艺简单、设备器具便宜易购,钻探费用低,操作容易,但这种工艺适用范围小,钻进效率低;绳索取芯金刚石钻进工艺可以连续取芯,提高纯钻进时间,从而提高钻进效率,但这种工艺对操作人员素质要求高,材料消耗费用大;如果要求是定向钻进,还应该选用定向专用钻具。总之,不同的地层和要求,应该选用不同的钻探工艺,要综合考虑,既要提高钻进效率,还要考虑钻探成本。
  (三)操作人员的选用
  操作人员是设备的使用者,是钻探工艺能否顺利实施的决定者,其水平的高低是工艺能否发挥效率的关键。随着劳动力待遇的提高,钻探人员费用逐年增加,因此选用操作人员时要考虑其素质和数量,这样对提高钻进效率,减少钻探成本也有很大的促进作用。
  (四)新技术、新工艺的使用对钻探技术的革新和进步,对勘探效率和质量也有着很大的促进作用。
  钻探设备、钻探工艺、操作人员等因素决定着钻探技术的科学应用,而钻探技术又决定着地质勘探的费用、质量等诸多方面,因此做好设备的选择,采用科学合理的钻探工艺,提高操作人员的技术水平,勘探工作才能节省成本,调高效率,顺利达到我们的勘探目的。
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