地质勘探金刚石岩心钻探施工技术分析

地质勘探金刚石岩心钻探施工技术分析

高旭东

青岛地矿岩土工程有限公司山东省青岛市266100

摘要：在进行地质勘探的过程中，金刚石岩芯钻探是其一项主要的技术，并且通过合理应用这项技术，可以全面的提高矿山开采的效率。因此在本文之中，主要是对地质勘探过程中金刚石岩芯钻探的技术做出了全面的分析研究，并且也在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给予相同行业进行工作的人员提供出一定价值的参考。

关键词：地质勘探；金刚石岩心钻探；施工技术；分析

引言：在地质勘探的过程中，岩心钻探作为其研究地质矿产的一项重要实物资料，并且在钻探的过程中，所获得的岩矿数量和品质对于地质构造的判断存在着直接的影响，同时也直接的关系到了地质勘探共组的整体质量，因此需要对岩心钻探的技术引起足够的重视，现如今在我国岩芯钻探的过程中，所采用的主要是为绳索取心钻进以及金刚石钻进等，对于二者而言，对于冲孔和孔壁方面都具有着一定要求，并且也被广泛的应用到地质勘探领域中。

1.分析金刚石岩心钻探的工艺特点分析

对于金刚石钻进而言，一个相对比较明显的特点就是冲洗液自身并不需要具有高粘度以及高切力，如果粘度比较高会导致一些细小的岩粉无法得到沉淀和清除，同时伴随着岩粉数量逐渐的增长，岩壁的稳定性将会随之进行下降。因此如果对冲孔内部有着坍塌存留物，那么必须要选择使用有着防塌性比较好的冲洗液做好冲孔的处理，这样才可以保证孔壁的稳定性。例如像抑制种类的冲洗液等对于岩屑有着比较好的分散效果，但是这种并不适合应用到金刚石岩心钻探之中，主要是因为固体矿物特别是一些金属矿产而言，在钻探的过程中所遇到的泥质类地层相对比较小，同时金刚石的冲洗液需要增加一些润滑剂，这样会导致其泥浆的处理效果并不是很理想，但是钾盐类的抑制剂则是对煤炭地质勘探效果很理想。

在金刚石岩心钻探的过程中，要想保证其顺利的进行，一个比较重要的条件就是需要保证孔壁的间隙比较小，这样才可以达到高速进行钻进的目的，同时也可以有效的避免或合适减少孔壁出现掉块的情况，但是孔壁的间隙比较小并不利于进行冲孔和保持孔壁的稳定，同时孔壁的间隙也是作为钻进过程中的一个影响因素，比如像是在蚀变带地层以及泥夹角砾层钻进的过程中，如果冲洗液自身的防塌性不好，那么会导致其出现孔壁蹩水卡钻，导致其出现废孔和坍塌等问题。然而在普通的金刚石钻进中，孔壁之间的间隙比较小，将会提高钻具的抽吸作用，在下降的过程中会出现动压，二者都会导致其孔壁出现失稳。

然而针对于金刚石岩心钻探而言，其中另外的特点便是钻具的速度比价高，其中高转速主要是获得小时进尺的重要措施，通过配合着一些其他的工艺技术，能够同时去完成岩心钻进的最终目标，比如可以保证孔壁的间隙稳定性。

2.金刚石岩心钻技术在地质勘探中的应用分析

现如今在我国的岩心钻探领域之中，金刚石钻探的技术也成为了一个主流的技术内容，通过对我国在一九八二年所颁布的规程来进行分析，岩心钻探的主体口径主要是包括了四十六毫米、五十六毫米、六十六毫米、七十六毫米和九十一毫米，通过对比与国际上所通行的标准来分析，根据其R（28）、E（36）、A（46）、B（960）、N（76）、H（95）、P（120）、S（150）等级别作为其标准的模式，也是能够成为国内以及国际相互接轨的一个口径标准，并且也是作为了金刚石岩心钻探技术快速发展的重要指标。在二零零五年之前，我国的金刚石岩心钻探的过程中主要是采用了五十六毫米孔径的，但是伴随着钻探的工艺在逐渐进行升级，同时钻探的需求也向着多样化的方向进行发展，以上的一些口径已经无法满足岩心矿的评价以及调查的实际需求，现如今七十九毫米口径也逐渐的成为了现如今钻探过程中的一个主体口径，这点主要是和金刚石岩岩心钻探工艺发展以及钻进的行业需求和有关技术标准存在着直接的联系，并且也是成为了现如今岩心钻探中的一个主要口径。

但是因为钻孔的口径越大情况下，那么钻探成本是越高的，因此在对口径选择中，也存在着一些新的变化，那就是五十六毫米口径再次得到了发展，当今我国的岩矿分析技术以及水平在通过了多年的发展后，和五十六毫米口径开始出现的年代相比已经发生巨大的变化，在口径发展的过程中也出现了返璞归真的变化，同时目前五十六毫米口径的多种岩心勘探需求不仅仅是根据口径大小作为其评估的标准，在现如今的技术条件下，五十六毫米口径的岩心钻探也是可以满足多种地质矿产的研究和分析工作，同时地质效果方面也有着一定的突破。随着现如今电子技术的快速发展，岩心矿分析也逐渐的实现自动化以及信息，能够对其矿岩样品做出相应的无机元素测定，其中结果也是十分可靠的，这样则是意味着岩心钻探的技术在五十六毫米口径的钻探中完全可以满足实际要求。

在此之外对于金刚石岩心钻探技术而言，另外比较显著优势可以适用到一些较为复杂的地层中，比如一些胶结性很弱的砂以及砾石层等，采用硬质合金钻头并且下套管互孔的方式可以完成岩芯的钻探，并且金刚石钻头的过程中也会遇到一些金属矿产的地质钻钻头，导致其孔壁出现不稳定到的原因主要是因为复杂地层之中具有着泥沙以及角砾断层带的地层，在孔内存在漏水或者是有着涌水的情况下，那么钻进的工作难度将会逐渐的增大，比如破碎地层等，由于风化的作用之下和地层构造的影响会出现断裂破碎带，从而形成断层泥以及压碎岩等，并且孔径相对比较小和孔壁的间隙小，在钻进的过程中会导致其破碎岩块出现一定的掉落，因此可以说这点是作为困扰现如今金刚石岩心钻探技术的一个难题，也是作为未来技术发展的重要方向。

在此之外一种水敏性的地层也是根据黏土矿物为主的岩层，例如煤田地质的条件下粘土岩等，在金属矿产的地质条件下，比较常见的便是为绿泥石化以及蚀变岩层等，对于这些地层而言，其孔壁遇到水之后将会在膨胀的作用下导致其缩径或者是岩层进行剥落，主要是因为水的湿润作用导致其出现块状或者是片状的掉落。因此根据其水敏性的地层岩心钻探技术问题也是作为未来金刚石钻头技术中的另外发展要点，因此在日后发展金刚石岩心钻探技术的过程中，必须要对其引起足够的重视，从而保证促进我国矿产开发的不断前进，带动我国社会主义经济建设水平的提高。

总结：通过对上述内容完成分析后得出，地质勘探的过程中，岩心钻探主要是作为未来矿产开发的重要组成内容，并且其最终的施工技术也直接的决定了岩心采矿的整体质量，在进行钻探的过程中，也会遇到一些技术方面的难题，但是在通过对其问题进行积极分析研究的基础上，不断的进行优化完善，将会更好的服务金刚石岩芯钻探施工技术的不断提高，同时促进我国矿产开发的快速发展。

参考文献：

[1]杨文胜.煤田地质勘探钻进中的金刚石钻头的磨损和钻具应用[J].技术与市场，2019，26（03）：148.

[2]李柏军，宗绪永.金刚石绳索取心技术在红山子地质勘探中的应用[J].地质装备，2012，13（03）：26-28.

[3]熊震.金刚石绳索取芯钻进在煤田地质勘探中的应用[J].江西煤炭科技，2010（04）：62-63.

[4]杨晓奇.地质勘探金刚石岩心钻探中浅孔主体口径探讨[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2009，36（11）：1-3.

[5]贺旭.地质勘探大直径电镀金刚石钻头的研制与应用探讨[J].磨料磨具与磨削，1994（03）：6-9.

[6]刘昌寅，田桢.论金刚石河床砂矿地质勘探资料与开采结果差异的某些原因[J].非金属矿，1979（02）：55-56.