绳索取芯钻进技术及其在地质找矿中的运用

摘 要 随着科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，各经济产业迅速扩增，建筑工业等也在逐渐壮大，我国资源使用量越来越多，为了防止资源过度开发，要对目前现有资源进行妥善管理，资源勘探成了当下国家资源保护的重要任务。在资源勘探中，地质岩心钻探技术是唯一能准确并高效的达到勘察任务的一项新型技术，本文就地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用进行探讨。

关键词 绳索取芯钻进技术；地质找矿；运用

伴随着社会经济的不断发展，人们在日常生活和工作以及社会生产中对于矿产资源的需求量也在不断增加，在一定程度上给矿产资源勘探工程的发展提出了较高的要求。钻探技术作为一种唯一可以实现从地质岩心当中提取出样本的勘察方法，其在资源勘探领域中扮演着十分重要的角色，地质岩心钻探技术的发展和应用对于资源勘探工作的效率和质量会产生直接的影响，是有效解决资源短缺问题的重要手段，在促进社会可持续发展中具有十分重要的现实意义。因此，要对地质岩心钻探技术予以高度的重视，提高其在资源勘探中的应用效果。

1 钻进工艺

在传统的提钻取芯钻探技术中，每次想要提取一个管岩芯，就必须下一次钻具，虽然其结构比较简单，操作起来比较方便，但是由于需要多次下钻具，使得其工作效率非常的低，并且应用这种方式所提取的岩芯其完整性也难以保证；与传统的提钻取芯钻探技术所不同的是，绳索取芯钻探技术在提取岩芯的过程中，只需要通过打捞器将内管取出，然后取出岩芯，再将内管放人到外管当中，除非是钻头出现了损坏需要进行更换，否则整个过程中不需要反复下钻杆，使得钻探的效率大大提升[1]。

1.1 设备安装与开孔

钻进要根据工作规范要求自觉执行。首先安装钻探设备要注意严丝合缝，确保天轮滑车、立轴以及孔口三点一线。开孔钻具的选择第一要直，要同心度好。打孔钻进的时候应该轻压、慢转、勤提动，钻具缓慢延长，使钻具满眼，达到正常钻进。钻孔时根据不同岩层情况，不断转换直径，将套管下入。孔斜的测量要在下套管前进行，为了防止歪斜换径的时候要加以导正。

1.2 钻头的选择

选择钻头唇面形状的时候要根据岩层性质来选择。中等硬度的岩层匹配锯齿钻头，这种钻头能够很好地与孔底接触，钻头轴向压力得提高；在比较坚硬的岩层中，应该选用粒状钻头或者是单边钻头，通过增强钻压来提高切入深度进而减少崩齿；在松软的岩层之中应该选用圆弧、平底钻头，这样能较好地与孔底相吻合，保持良好稳定性。

1.3 选择钻进参数

通常情况下，钻头的最开始的压力是2kN以内，正常压力为7～10kN。坚硬的岩层转速为500～800r/min，破碎岩层中的速度为300～400r/min，浅孔稳定岩层可以是1000r/min以上。泥浆泵的泵量通畅控制在45～78L/min之间，泵压保持在3MPa以内。岩层比较完整的时候，在冲洗液润滑性能允许的情况下可以提高转速，钻进压力可以保持在15～20kN之间。

1.4 选择冲洗液

我们在考虑到地质条件较为特殊的地区以及绳索取芯钻进特点的基础上，无固相冲洗液和低固相防塌泥浆。1号无固相冲洗液配方适用于比较稳定的地层中，2号低固相防塌泥浆配方适用于容易发生坍塌的地层中。受地质条件影响，该区地层漏失比较严重。漏失钻孔在350m深度以内的时候应该运用顶漏钻进。钻孔在350m以外深的时候适合运用水泥封孔与树脂堵漏法。同时，为了节约成本，因地制宜使用本地一些比如干草、锯末、棉籽壳等现成材料进行调制，结合一些添加剂配成堵漏液，效果比较理想[2]。

2 资源勘探中地质岩心主要钻探技术

2.1 多功能钻探技术

随着复合钻探技术的发展，多功能钻探技术也在不断进步中，钻探技术的多功能主要体现在能在地质结构相差较大的几个不同地理环境中使用，使用范围广，且不影响设备运行效率，其运行状态也能一直处在极佳的层次上。与其他国家相比，美国的T钻机、英国的RD钻机都发展得较好，其技术水准也挺高，然而我国目前在多功能技术层次上还是处于初步的发展阶段，需要跟进的地方有很多。

2.2 遥感技术、GPS感应技术

通过遥感技术，能够对矿产土壤环境和水文环境进行充分调查，然后通过这些地质信息初步判断矿产赋存位置，在此基础上可以更加高效的进行找矿工作，从而提高地质勘查工作效率。在遥感技术的具体使用过程中，首先需要确定一个较大的测绘范围，然后对矿种的地质信息进行分析，然后通过与岩石露出地区波谱的对照实现找矿。

GPS感应系统的应用方式为：首先建立GPS监控系统以及感应系统，然后通过感应系统，结合矿物的光谱特征、金属辐射能特征等进行分析，然后结合矿产资源库中的数据进行比较分析，最终确定矿产的位置。

2.3 X荧光技术

X荧光技术在地质勘查找矿中灵活性较高，使用便捷，同时，其在矿产元素品位的调查分析上也有一定的优势，广泛应用在矿产地质勘查找矿中。X荧光技术的工作原理是根据X射线检测的矿产资源数据，如矿物自身具有反射光线，当其受到一定的波长作用后，就会发出射线，而这些射线往往具有X元素特征，这些特征能够被荧光机捕获并识别。X荧光技术具体的应用优势表现为3点：其一，有利于对隐伏矿产进行勘查；其二，有利于指示矿产的具体赋存位置；其三，有利于显示矿产的边界和厚度。

2.4 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术

该技术的应用原理是首先确定钻探轨道，然后使得钻孔能够按照预定的轨道行驶。通过这项钻探技术，能够使得在一个主孔内钻进多个分孔。在矿产地质勘查找矿中，如果在勘探位置以及隧道中遇到斜坡陡壁，则钻孔难度就会大大提升，通过普通钻孔方式很难达到勘查找矿目标，而通过高精度受控定向钻探技术就能够实现。但是，在很多矿产勘查中，地质岩心较小，因此，这项技术并没有得到重视和应用，但是通过这项技术，不仅能够准确的确定钻孔位置、施工方便、钻探工作量较少，而且还能够有效避免发生孔内事故，因此值得推广和应用[3]。

3 结束语

综上所述，地质岩心钻探技术在我国资源勘探中发挥着重要作用，也是我国资源勘探的主要技术支持，结合目前技术发展的实际情况而言，技术水准还比较欠缺，相关技术还未跟上当今时代的要求，导致实际操作效果不佳。在今后工作研究中，要深入探讨地质岩心钻探技术的核心内容，不断优化技术结构，提升技术水平。

参考文献

[1] 程耀荣.浅谈地质勘查和深部地质钻探找矿技术[J].河南建材，2013，（2）：182-183.

[2] 张柳才.论地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].科技与生活，2010，（15）：146-146.

[3] 陈兵.论地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].黑龙江科技信息，2013，（24）：118-118.

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