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[摘 要]在资源勘探中,地质岩心钻探有着相当重要的技术作用,它在许多行业中比如煤炭、地矿、化工、以及冶金等都有着相当重要的地位,因为对于当前的技术科技而言,地质岩心钻探是进行资源勘探非常直接有效,而且很难替换的一种技术手段。
[关键词]资源勘探、地质岩心钻探、钻探技术、技术应用
中图分类号:F062.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0385-01
一、前言
地质岩心钻探技术是目前所有钻探技术中水平最高、应用最广的一种新工艺,这种地质钻进工艺能从地下取出实物岩矿样品,从古今,人们都没有放弃对这项技术的研究。尤其是在当前科技高速发展的时代,这种技术研究成果也越来越推陈出新。在当前社会不断向前进步的背景下,要实现我国经济的更好更快的发展,就必须要提高我国资源勘探技术水平,而地质岩心钻探施工技术水平直接决定着地质勘探的质量和效率。因此,研究岩心钻探技术在地质资源勘探中的应用具有重要的作用和意义,相关科研人员应该重视技术的应用研究,提高技术在实践中的实施力度,以充分发挥该技术的实际价值。
二、钻探技术的发展概况
人力驱动的岩心钻机和天然金刚石钻头最早出现在18世纪中叶,之后又出现了蒸汽动力,到了19世纪末蒸汽动力逐渐运用到了进钻机,20世纪初的时候又开始将液压技术运用在里面,还研究出了能够调速的变速箱,大大革新的钻探技术。
20世纪六七十年代,随着液压元件质量的提高和静液压传动技术的发展,全液压驱动和控制的动力头式钻机出现,让岩心钻探技术有了新的天地。岩心钻机发展一百多年以来,从开始的机械传动到液压技术再到全液压动力及智能化。同时,孔底动力钻具(螺杆钻、孔底电钻、潜孔锤等)也在不断地发展,并且至今还有了很高的水平。19世纪中期出现了金刚石钻头,之后发明了铁砂钻进,到了20世纪初又出现了硬质合金技术。直至1954年制造出了世界上第一颗人造金刚石,同时还将这个技术很好的运用到了钻探的制造。
三、目前主要的岩心钻探技术
1、反循环连续取样岩心钻探技术
目前,有关岩心钻探技术中,反循环连续采样钻探技术最为先进。为了提高资源勘探的准确性,我国也对此技术给予引进,并在不断实践的基础上,进行改进,使资源勘探效率不断提升。另外,在引进该技术的同时,也不断的吸引国外投资商,以实现联合作业的方式,提高资源勘探的准确性。压送式反循环技术。该技术的工作原理是,将循环介质压入到钻杆和套管之间,或者压入到双壁钻杆内外杆之间的环状空间内,实现在钻杆中心孔内的循环。为了保持高效循环及增加循环介质的通过阻力,可以减小双壁钻杆与环状空间的横截面积。循环介质有液体及空气两大类。当进行钻探岩石时,循环介质在循环中的阻力将会作用于钻具,实现打孔及取样的目的。在反循环连续采样时,循环介质将切割断的样本反循环至地表,而连续作业是通过不断的介质循环实现的。在使用该技术时,不需要中间停顿,就能保证钻头大幅度提高。这种技术主要应用在地质较为坚硬的地段,特别在地质条件不稳定的地段,该技术更为奏效。
2、绳索取样岩心钻探技术
在反循环连续取样岩心钻探技术出现之前,主要采用的钻探技术是绳索取样岩心钻探,该技术在当时使用范围十分广泛,在我国资源勘探中发挥着重要作用。目前,虽然该技术基本上被在反循环连续取样钻探技术所取代,但仍旧起着指导性作用。在使用成本方面,反循环连续取样钻探技术花费较小,并且采样效率较高,而绳索取样岩心钻探技术在采样时,要花费大量的资金,并且采样效率也较低,在面对大规模的资源勘探工作时,便显得力不从心。但在采样准确性上,绳索取样岩心钻探技术则令人满意,而连续取样钻探技术的采样结果还需要重新测试,显得较为繁琐,也增加了工作步骤,增加了任务量。我国在使用绳索取样岩心钻探技术上,已经有40年的历史了,在使用中,通过发现问题,分析解决,对该技术不断改进,到现在,它已经和连续取样钻探技术一样,成为我国资源勘探中不可缺少的部分。
四、地质岩心钻探技术在资源勘探中的应用
根据相关调查结果显示,地质钻探技术在资源勘探中的应用产生着重要的影响,做出过重要的贡献。从新中国成立以来,目前我国已经发现170种矿产资源,其中150多种已经被勘探并利用,在开采这些矿产资源时,都利用过地质岩心钻探技术,为了保证我国经济发展对矿产资源的需求提供重要的支撑。
1、矿产资源开发
新中国成立之前,我国的钻探工作总和约为17万米,但是,这个阶段地质资源勘探主要是靠引进先进的技术为主,很多都是使用国外自带的钻探设备。新中国成立之后,我国政府越来越注重科技研究,随着科研人员的不断努力,截止至2002年,我国采用自制地质钻探技术钻探国土资源共计10600万多米。在2002年以后,政府再次加大投入力度,对全国资源勘探做出一个计划调整,进一步加大对地质勘探扶持资金的投入,在一个五年计划期间,我国钻探工作量取得突飞猛进的发展,仅2007年一年的钻探工作量就达到800多万米。
2、实践成果
经过我国科研人员和政府的共同努力,我国矿产资源勘探事业的发展已经进入一个新的历史时期,并且勘探技术水平也进入一个新阶段。我国地表以及浅部矿产资源开发已经得到很好的利用,为我国经济发展做出重大的贡献。此外,这种技术在实践中的应用不仅表现在矿产资源开发面积方面,同时,表现在固体工业矿体勘查深度推进上,钻机设备质量和钻进水平也 在不断提高。目前,我国自主生产的钻机钻进深度一般在1500m左右,其主要以我国在全国危机矿山找矿活动中为主。
五、我国钻探技术发展的目标
首先,是近期目标。到2015年,要研制出钻探深度在2500米的钻探设备;并对一些较为陈旧,但仍具有使用潜力的钻探设备,进行改造,以提高使用性能,发挥其在資源勘探中的重要作用。另外,对于深藏在地下的较为复杂的矿产资源,应能够找到准确位置,并取得初步勘探方案。其次,中期目标。在先进技术大量引进的基础上,并结合使用情况,开展大量的自行研制工作,使我国的资源钻探工作达到国际先进水平。另外,在开展钻探技术自行设计的同时,还要注意提高勘探人员的业务水平,不仅要提高他们勘探基础知识,还要提高他们处理问题的能力,能够对勘探中出现的问题熟练解决。这对高效勘探工作是离不开的。再次,就是远期目标。也就是未来50年的资源勘探目标,实现岩心钻探技术在资源勘探中的自动化及智能化,实现以最小的投资,实现高效率的勘探工作。
六、结术语
迄今为止,钻探技术还是唯一取出地下实物样品的勘查技术方法。现代科技在不断地发展,同时科技的发展也推动着钻探技术的创新,钻探技术的发展是无止境的。我国目前的钻探技术同时也具有相当高的水平。钻探技术在国家重大科学工程、我国资源勘探、地质灾害监测预警及治理中一直着有重要的作用。我们要始终坚持对钻探技术的研究,为我们祖国的建设提供一个良好的环境基础,更加可靠的保障我国人民生命财产安全,能让社会不断和谐发展。
参考文献
[1] 马占和:《地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用》,《科技与企业》,2013年16期.
[2] 龚建林:《浅谈地质岩心钻探在资源勘探上的应用》,《门窗》,2012年15期.
[3] 邢文进:《地质岩心钻探在资源勘探上的应用分析》,《科技传播》,2014年16期.
[4] 刘鸣 王政敏:《岩心钻探工程电力驱动安全技术应用与实践》《价值工程》2013年12期.
[关键词]资源勘探、地质岩心钻探、钻探技术、技术应用
中图分类号:F062.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0385-01
一、前言
地质岩心钻探技术是目前所有钻探技术中水平最高、应用最广的一种新工艺,这种地质钻进工艺能从地下取出实物岩矿样品,从古今,人们都没有放弃对这项技术的研究。尤其是在当前科技高速发展的时代,这种技术研究成果也越来越推陈出新。在当前社会不断向前进步的背景下,要实现我国经济的更好更快的发展,就必须要提高我国资源勘探技术水平,而地质岩心钻探施工技术水平直接决定着地质勘探的质量和效率。因此,研究岩心钻探技术在地质资源勘探中的应用具有重要的作用和意义,相关科研人员应该重视技术的应用研究,提高技术在实践中的实施力度,以充分发挥该技术的实际价值。
二、钻探技术的发展概况
人力驱动的岩心钻机和天然金刚石钻头最早出现在18世纪中叶,之后又出现了蒸汽动力,到了19世纪末蒸汽动力逐渐运用到了进钻机,20世纪初的时候又开始将液压技术运用在里面,还研究出了能够调速的变速箱,大大革新的钻探技术。
20世纪六七十年代,随着液压元件质量的提高和静液压传动技术的发展,全液压驱动和控制的动力头式钻机出现,让岩心钻探技术有了新的天地。岩心钻机发展一百多年以来,从开始的机械传动到液压技术再到全液压动力及智能化。同时,孔底动力钻具(螺杆钻、孔底电钻、潜孔锤等)也在不断地发展,并且至今还有了很高的水平。19世纪中期出现了金刚石钻头,之后发明了铁砂钻进,到了20世纪初又出现了硬质合金技术。直至1954年制造出了世界上第一颗人造金刚石,同时还将这个技术很好的运用到了钻探的制造。
三、目前主要的岩心钻探技术
1、反循环连续取样岩心钻探技术
目前,有关岩心钻探技术中,反循环连续采样钻探技术最为先进。为了提高资源勘探的准确性,我国也对此技术给予引进,并在不断实践的基础上,进行改进,使资源勘探效率不断提升。另外,在引进该技术的同时,也不断的吸引国外投资商,以实现联合作业的方式,提高资源勘探的准确性。压送式反循环技术。该技术的工作原理是,将循环介质压入到钻杆和套管之间,或者压入到双壁钻杆内外杆之间的环状空间内,实现在钻杆中心孔内的循环。为了保持高效循环及增加循环介质的通过阻力,可以减小双壁钻杆与环状空间的横截面积。循环介质有液体及空气两大类。当进行钻探岩石时,循环介质在循环中的阻力将会作用于钻具,实现打孔及取样的目的。在反循环连续采样时,循环介质将切割断的样本反循环至地表,而连续作业是通过不断的介质循环实现的。在使用该技术时,不需要中间停顿,就能保证钻头大幅度提高。这种技术主要应用在地质较为坚硬的地段,特别在地质条件不稳定的地段,该技术更为奏效。
2、绳索取样岩心钻探技术
在反循环连续取样岩心钻探技术出现之前,主要采用的钻探技术是绳索取样岩心钻探,该技术在当时使用范围十分广泛,在我国资源勘探中发挥着重要作用。目前,虽然该技术基本上被在反循环连续取样钻探技术所取代,但仍旧起着指导性作用。在使用成本方面,反循环连续取样钻探技术花费较小,并且采样效率较高,而绳索取样岩心钻探技术在采样时,要花费大量的资金,并且采样效率也较低,在面对大规模的资源勘探工作时,便显得力不从心。但在采样准确性上,绳索取样岩心钻探技术则令人满意,而连续取样钻探技术的采样结果还需要重新测试,显得较为繁琐,也增加了工作步骤,增加了任务量。我国在使用绳索取样岩心钻探技术上,已经有40年的历史了,在使用中,通过发现问题,分析解决,对该技术不断改进,到现在,它已经和连续取样钻探技术一样,成为我国资源勘探中不可缺少的部分。
四、地质岩心钻探技术在资源勘探中的应用
根据相关调查结果显示,地质钻探技术在资源勘探中的应用产生着重要的影响,做出过重要的贡献。从新中国成立以来,目前我国已经发现170种矿产资源,其中150多种已经被勘探并利用,在开采这些矿产资源时,都利用过地质岩心钻探技术,为了保证我国经济发展对矿产资源的需求提供重要的支撑。
1、矿产资源开发
新中国成立之前,我国的钻探工作总和约为17万米,但是,这个阶段地质资源勘探主要是靠引进先进的技术为主,很多都是使用国外自带的钻探设备。新中国成立之后,我国政府越来越注重科技研究,随着科研人员的不断努力,截止至2002年,我国采用自制地质钻探技术钻探国土资源共计10600万多米。在2002年以后,政府再次加大投入力度,对全国资源勘探做出一个计划调整,进一步加大对地质勘探扶持资金的投入,在一个五年计划期间,我国钻探工作量取得突飞猛进的发展,仅2007年一年的钻探工作量就达到800多万米。
2、实践成果
经过我国科研人员和政府的共同努力,我国矿产资源勘探事业的发展已经进入一个新的历史时期,并且勘探技术水平也进入一个新阶段。我国地表以及浅部矿产资源开发已经得到很好的利用,为我国经济发展做出重大的贡献。此外,这种技术在实践中的应用不仅表现在矿产资源开发面积方面,同时,表现在固体工业矿体勘查深度推进上,钻机设备质量和钻进水平也 在不断提高。目前,我国自主生产的钻机钻进深度一般在1500m左右,其主要以我国在全国危机矿山找矿活动中为主。
五、我国钻探技术发展的目标
首先,是近期目标。到2015年,要研制出钻探深度在2500米的钻探设备;并对一些较为陈旧,但仍具有使用潜力的钻探设备,进行改造,以提高使用性能,发挥其在資源勘探中的重要作用。另外,对于深藏在地下的较为复杂的矿产资源,应能够找到准确位置,并取得初步勘探方案。其次,中期目标。在先进技术大量引进的基础上,并结合使用情况,开展大量的自行研制工作,使我国的资源钻探工作达到国际先进水平。另外,在开展钻探技术自行设计的同时,还要注意提高勘探人员的业务水平,不仅要提高他们勘探基础知识,还要提高他们处理问题的能力,能够对勘探中出现的问题熟练解决。这对高效勘探工作是离不开的。再次,就是远期目标。也就是未来50年的资源勘探目标,实现岩心钻探技术在资源勘探中的自动化及智能化,实现以最小的投资,实现高效率的勘探工作。
六、结术语
迄今为止,钻探技术还是唯一取出地下实物样品的勘查技术方法。现代科技在不断地发展,同时科技的发展也推动着钻探技术的创新,钻探技术的发展是无止境的。我国目前的钻探技术同时也具有相当高的水平。钻探技术在国家重大科学工程、我国资源勘探、地质灾害监测预警及治理中一直着有重要的作用。我们要始终坚持对钻探技术的研究,为我们祖国的建设提供一个良好的环境基础,更加可靠的保障我国人民生命财产安全,能让社会不断和谐发展。
参考文献
[1] 马占和:《地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用》,《科技与企业》,2013年16期.
[2] 龚建林:《浅谈地质岩心钻探在资源勘探上的应用》,《门窗》,2012年15期.
[3] 邢文进:《地质岩心钻探在资源勘探上的应用分析》,《科技传播》,2014年16期.
[4] 刘鸣 王政敏:《岩心钻探工程电力驱动安全技术应用与实践》《价值工程》2013年12期.