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摘要：简单介绍钻探技术的内涵，我国钻探行业的发展历史，详尽的介绍目前地质工程钻探法：绳索取心、液动潜孔锤、反循环、组合钻探等。从基本原理、使用范围、技术特点等方面介绍这几项技术。
关键词：绳索取心；液动潜孔锤；反循环；组合钻探；钻探；冲洗液
中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：
一、概况
我国是一个矿产资源十分丰富的国家，蕴藏量丰富、资源种类齐全，但是探矿、钻探技术发展较晚，由于国家发展从而产生对矿产资源的需求量不断增加，钻探技术伴随着地质探矿事业发展而不断进步。我国目前的钻探技术已经跨入世界先进水平行列，具体体现在广泛的应用领域、工艺技术以及装备方面，此外我国的岩土、地质勘查等行业蓬勃发展同时从侧面反映出我国地质钻探水平的提高。
随着全球对矿物的需求持续不断的增长，相对稳定的矿产勘查投入，这些因素使得勘查技术得到稳定快速的发展。我国国内的钻探工作量从2006年的800万米到2008年1550万米。随着矿产勘查投入的增加，侧面反映了当今社会对于岩石矿物的迫切需求，同时也反映着矿产钻探勘查工作的活跃。
近20多年来，国外地质钻探仍以金刚石小口径的绳索取心钻探技术为主，但是对于极个别的矿种和地质条件也会辅以别的多工艺钻探技术。当前，国际上的大部分发达国家采用的岩心钻探方法主要是金刚石回转钻进，气动潜孔锤钻进和三牙轮钻进；这些钻探方法中的取心方式有常规提钻取心、绳索取心和反循环取样，其中应用较多的还是绳索取心和反循环取样。钻探方法中的冲洗介质主要有压缩空气和液体，还有使用泡沫的。近些年快速发展的无冲洗介质的振动钻也开始用于取样。
二、工程地质钻探技术分析
地质钻探技术是向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称，是一种获取地下实物资料、计算储量、评估矿石品位、验证地下岩土层材料信息的重要的技术手段。新中国的钻探装备和技术水平得到飞速发展，大量人力物力与资金的投入，使得我国钻探技术形成了一定的技术体系，反循环钻探技术、液压潜孔锤钻技术、绳索取心钻探技术、组合钻探工艺的技术都得到进一步的完善和发展。
1、反循环钻探技术
此方法分为空气反循环和水力反循环两种，不同之处就是循环介质的不同。水力反循环连续取心钻探技术以泥浆或清水作为循环的介质，其循环方式是利用双壁钻杆将循环的液体介质经管环隙输送到孔底，钻探设备的取心钻头钻取得到的是柱状岩心，并通过内管中心通道将岩心经携带至地表。
空气反循环方式则是以压缩空气作为介质，通过双壁钻杆的外挂管道将压缩空气送至孔底，空气膨胀提供冲击力驱动孔底潜孔锤作用在岩石上，而空气作用后经过双壁钻杆的中心通道返回地表，以此岩屑作为地质钻探取样的样本进行分析化验。
反循环钻探技术除用于地质勘探取样外，还可用于：
松软易垮地层爆破孔成孔。该种方法适合用双壁钻杆进行钻进，钻探成孔后将药经内部管道放入钻道孔中然后再提出钻具，这样的做法会是钻探的成孔效率大为提高，与此同时装药的成功率甚至可以达到100%。深水水文和水井的勘查、施工。由于该种成孔方法的循环介质为空气，则在钻进过程中就可以根据岩心柱样上达到返潮湿程度判断钻机是否进入含水层，如果钻机穿过含水层后，则返水层趋于稳定，从而可以较准确地判断所穿越的含水层的位置；钻探过程中经过的地下水均从内管返出，过程中即可对钻探出水量进行测定，就是因为这个原因可以判断含水层的位置。
2、液压潜孔锤钻技术
相对于常规回转钻探技术，液动潜孔锤钻探是一次重大的改革，是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的崭新的地质工程钻探方法。坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点是该种方法应用的主要切入点和成功的原因，液压潜孔锤钻技术是解决坚硬岩层、钻孔质量差和某些复杂岩层钻探效率低的有效技术。
液动潜孔钻探的基础是回转钻探的基础，其会利用冲洗液驱动液动潜孔锤，液动潜孔锤再将受到的具有一定冲击力的能量传递给钻头，钻头来破岩。其冲洗液是由现场配套的泥浆泵进行配送，液动潜孔锤在钻杆和钻头之间，随钻头的深入进而潜入岩层，对钻头形成有节奏的冲击力，从而达到破岩的目的。
该种方法由于是在回转钻进的基础上增加液动锤，正是由于这个原因对设备不用进行过大的调整。但是，由于在钻进过程中钻机的高频率震动，那么在使用时就要特别注意设备组件的牢固性和稳定性。
3、绳索取心钻探技术
绳索取心是比较特殊的，其不提钻取，工作的基本原理是：当岩矿心填充满岩心管或发生岩矿心堵塞时，不需要通过钻机把孔内钻杆柱提升至地表，而是通过专用的绳索将钻探所得到的的岩心直接从前端取回。该种方法无需将钻头取回，只有在钻头磨损需要更换或维修时才将钻头取回地面进行更换货维修。
绳索取心技术的特点是：减少升降孔内钻杆柱次数，从而减轻了人工劳力减低劳动强度；减少钻机对岩矿心的磨蚀，而且会在钻杆柱内打捞岩矿心是保持平稳，从而降低着岩所钻取矿心脱落的机会，达到了提高岩矿心柱提取采用率的目的；只有更换钻头时才是提钻，减少了经常升降钻头以及去岩心过程中对于钻头的磨损率，在发生岩矿心堵塞时能够及时的进行打捞，从而延长着金刚石钻头的寿命。
4、组合钻探工艺
地质组合钻探工艺技术就是将绳索取心钻探技术和反循环连续取心、取样技术的优势充分结合起来的一种综合地址钻探方法，融合各种钻探技术的优点，扬长避短。
组合钻探工艺的水力反循环连续取心技术适合用于地下水储量较大、中硬性较完整的地层取心钻探施工，该技术的钻进能力可以达到300-500m。当空气及水力反循环钻探工艺无法满足地质勘查工程对所要求的情况下，应该转而采用绳索取心钻探技术继续向更深地层进行钻进施工，以达到取出满足地质要求的样品的目的，该种组合式的方式其钻深能力一般的情况下可以达1000m左右。
三、结语
地质工程的钻探技术所涉及到的学科有地球物理学、地质学、勘探工程学、地球化学等等，正是由于地质工程钻探技术的这种涉及学科广，涉及面大的特性，就决定了其需要各个学科之间的彼此互相帮助、互相依靠，而且对于相应从业人员的素质和能力要求也越来越高，需要每个参与到钻探工作中的人员都具有多方面的能力。在今后的一段比较长的时期内，对钻探工程专业技术人才的急切需求将会是全球矿产勘查市场的重要特征，正是由于这些原因，对于我国地质专业人才，今后一定会成为我国高等教育的重点扶植专业和着力点，从而为我国矿产勘查事业的大发展提供可靠的人才保证。
参考文献：
[1]张美南，钻探专业评述；钻探专业评述，2009年9月
[2]李绍昆，钻探技术发展探析，现代商贸工业，NO.12，2011
[3]程金宏，谈地质钻探技术开发与应用，实用技术，2010，，0，015
[4]胡汉月，向军文，董迪壮，2007，土耳其贝帕扎里天然碱矿钻井工程MWD实地校核，探矿工程（岩土钻掘工程），34（7）：1-4
[5]张伟，2007，地质钻探技术发展有关问题的思考，探矿工程（岩土钻掘工程），34（1）：3-4
关键词：绳索取心；液动潜孔锤；反循环；组合钻探；钻探；冲洗液
中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：
一、概况
我国是一个矿产资源十分丰富的国家，蕴藏量丰富、资源种类齐全，但是探矿、钻探技术发展较晚，由于国家发展从而产生对矿产资源的需求量不断增加，钻探技术伴随着地质探矿事业发展而不断进步。我国目前的钻探技术已经跨入世界先进水平行列，具体体现在广泛的应用领域、工艺技术以及装备方面，此外我国的岩土、地质勘查等行业蓬勃发展同时从侧面反映出我国地质钻探水平的提高。
随着全球对矿物的需求持续不断的增长，相对稳定的矿产勘查投入，这些因素使得勘查技术得到稳定快速的发展。我国国内的钻探工作量从2006年的800万米到2008年1550万米。随着矿产勘查投入的增加，侧面反映了当今社会对于岩石矿物的迫切需求，同时也反映着矿产钻探勘查工作的活跃。
近20多年来，国外地质钻探仍以金刚石小口径的绳索取心钻探技术为主，但是对于极个别的矿种和地质条件也会辅以别的多工艺钻探技术。当前，国际上的大部分发达国家采用的岩心钻探方法主要是金刚石回转钻进，气动潜孔锤钻进和三牙轮钻进；这些钻探方法中的取心方式有常规提钻取心、绳索取心和反循环取样，其中应用较多的还是绳索取心和反循环取样。钻探方法中的冲洗介质主要有压缩空气和液体，还有使用泡沫的。近些年快速发展的无冲洗介质的振动钻也开始用于取样。
二、工程地质钻探技术分析
地质钻探技术是向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称，是一种获取地下实物资料、计算储量、评估矿石品位、验证地下岩土层材料信息的重要的技术手段。新中国的钻探装备和技术水平得到飞速发展，大量人力物力与资金的投入，使得我国钻探技术形成了一定的技术体系，反循环钻探技术、液压潜孔锤钻技术、绳索取心钻探技术、组合钻探工艺的技术都得到进一步的完善和发展。
1、反循环钻探技术
此方法分为空气反循环和水力反循环两种，不同之处就是循环介质的不同。水力反循环连续取心钻探技术以泥浆或清水作为循环的介质，其循环方式是利用双壁钻杆将循环的液体介质经管环隙输送到孔底，钻探设备的取心钻头钻取得到的是柱状岩心，并通过内管中心通道将岩心经携带至地表。
空气反循环方式则是以压缩空气作为介质，通过双壁钻杆的外挂管道将压缩空气送至孔底，空气膨胀提供冲击力驱动孔底潜孔锤作用在岩石上，而空气作用后经过双壁钻杆的中心通道返回地表，以此岩屑作为地质钻探取样的样本进行分析化验。
反循环钻探技术除用于地质勘探取样外，还可用于：
松软易垮地层爆破孔成孔。该种方法适合用双壁钻杆进行钻进，钻探成孔后将药经内部管道放入钻道孔中然后再提出钻具，这样的做法会是钻探的成孔效率大为提高，与此同时装药的成功率甚至可以达到100%。深水水文和水井的勘查、施工。由于该种成孔方法的循环介质为空气，则在钻进过程中就可以根据岩心柱样上达到返潮湿程度判断钻机是否进入含水层，如果钻机穿过含水层后，则返水层趋于稳定，从而可以较准确地判断所穿越的含水层的位置；钻探过程中经过的地下水均从内管返出，过程中即可对钻探出水量进行测定，就是因为这个原因可以判断含水层的位置。
2、液压潜孔锤钻技术
相对于常规回转钻探技术，液动潜孔锤钻探是一次重大的改革，是继现代金刚石钻探和空气钻探之后的崭新的地质工程钻探方法。坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点是该种方法应用的主要切入点和成功的原因，液压潜孔锤钻技术是解决坚硬岩层、钻孔质量差和某些复杂岩层钻探效率低的有效技术。
液动潜孔钻探的基础是回转钻探的基础，其会利用冲洗液驱动液动潜孔锤，液动潜孔锤再将受到的具有一定冲击力的能量传递给钻头，钻头来破岩。其冲洗液是由现场配套的泥浆泵进行配送，液动潜孔锤在钻杆和钻头之间，随钻头的深入进而潜入岩层，对钻头形成有节奏的冲击力，从而达到破岩的目的。
该种方法由于是在回转钻进的基础上增加液动锤，正是由于这个原因对设备不用进行过大的调整。但是，由于在钻进过程中钻机的高频率震动，那么在使用时就要特别注意设备组件的牢固性和稳定性。
3、绳索取心钻探技术
绳索取心是比较特殊的，其不提钻取，工作的基本原理是：当岩矿心填充满岩心管或发生岩矿心堵塞时，不需要通过钻机把孔内钻杆柱提升至地表，而是通过专用的绳索将钻探所得到的的岩心直接从前端取回。该种方法无需将钻头取回，只有在钻头磨损需要更换或维修时才将钻头取回地面进行更换货维修。
绳索取心技术的特点是：减少升降孔内钻杆柱次数，从而减轻了人工劳力减低劳动强度；减少钻机对岩矿心的磨蚀，而且会在钻杆柱内打捞岩矿心是保持平稳，从而降低着岩所钻取矿心脱落的机会，达到了提高岩矿心柱提取采用率的目的；只有更换钻头时才是提钻，减少了经常升降钻头以及去岩心过程中对于钻头的磨损率，在发生岩矿心堵塞时能够及时的进行打捞，从而延长着金刚石钻头的寿命。
4、组合钻探工艺
地质组合钻探工艺技术就是将绳索取心钻探技术和反循环连续取心、取样技术的优势充分结合起来的一种综合地址钻探方法，融合各种钻探技术的优点，扬长避短。
组合钻探工艺的水力反循环连续取心技术适合用于地下水储量较大、中硬性较完整的地层取心钻探施工，该技术的钻进能力可以达到300-500m。当空气及水力反循环钻探工艺无法满足地质勘查工程对所要求的情况下，应该转而采用绳索取心钻探技术继续向更深地层进行钻进施工，以达到取出满足地质要求的样品的目的，该种组合式的方式其钻深能力一般的情况下可以达1000m左右。
三、结语
地质工程的钻探技术所涉及到的学科有地球物理学、地质学、勘探工程学、地球化学等等，正是由于地质工程钻探技术的这种涉及学科广，涉及面大的特性，就决定了其需要各个学科之间的彼此互相帮助、互相依靠，而且对于相应从业人员的素质和能力要求也越来越高，需要每个参与到钻探工作中的人员都具有多方面的能力。在今后的一段比较长的时期内，对钻探工程专业技术人才的急切需求将会是全球矿产勘查市场的重要特征，正是由于这些原因，对于我国地质专业人才，今后一定会成为我国高等教育的重点扶植专业和着力点，从而为我国矿产勘查事业的大发展提供可靠的人才保证。
参考文献：
[1]张美南，钻探专业评述；钻探专业评述，2009年9月
[2]李绍昆，钻探技术发展探析，现代商贸工业，NO.12，2011
[3]程金宏，谈地质钻探技术开发与应用，实用技术，2010，，0，015
[4]胡汉月，向军文，董迪壮，2007，土耳其贝帕扎里天然碱矿钻井工程MWD实地校核，探矿工程（岩土钻掘工程），34（7）：1-4
[5]张伟，2007，地质钻探技术发展有关问题的思考，探矿工程（岩土钻掘工程），34（1）：3-4