固体矿产钻探工作总结

固体矿产钻探工作总结 固体矿产钻探技术的现状和展望 本世纪特殊是50年头以来，钻探技术取得了突飞猛进的发展。我国的地质钻探经过初建1949～1952年、生产大发展1953～1960年、提高及持续发展1961～1978年、现代钻探生产体系的建立1979～1990这4个阶段后，其技术水平总体上已接近并部分达到国际水平，有些还达到国际先进或领先水平。1 国际钻探市场现状 80年头中后期以来，国际上固体矿产地质钻探总体上处于低潮期，大多数国家的地质岩心钻探工作量呈大幅度下降态势。例如1978年，中国的岩心钻探在创下1569.7万m的年工作量地矿系统为544.27万m后，始终处于下滑趋势，1986年低于1000万m，1994年仅为340万m地矿部安排内工作量仅为26.9万m，处于谷底。1988年，前苏联固体矿产方面的钻探工作量为2550万m，在创下这一历史最高纪录后，也随之下滑，在1989和1990年度，每年降低300万m，1996年只有173.5万m。欧洲及北美地区的状况也如此。但及地质岩心钻探业全球性不太景气形成反差的是，此期间澳大利亚、南非及非洲部分地区和南美的钻探业几乎是处于鼎盛时期。澳大利亚矿山钻探在1993～1994年度创下了950万m的新纪录。南美国家若干年来实行对外开放政策，制定新的采矿投资法，以刺激钻探工业的发展智利1993年的钻探工作量达到历史最高水平，1997年，外国在智利的矿业投资额为16.27亿美元，1998年，尽管受到亚洲金融危机的冲击和国际金属价格下跌的影响，外国在智利的矿业投资仍保持增长势头，预料1998年达到18亿美元；巴西预料1998年地质钻探工作量比1997年提高20。南非的金矿勘探，1990年用于钻进孔深1800～4500m的钻机在150台以上，虽然到了1993年只有25台在野外工作，但其以浅矿开采为主的贱金属矿产钻探却在增加，有数千台金刚石钻机在坑道内工作。非洲的津巴布韦和加纳等国的钻探工作量也在大幅度增加中。2 国际上固体矿产钻探技术的一些进展 90年头以来，钻探工作除越来越多地应用于非传统领域外，已在一些地区呈现复苏现象。尽管由于各种缘由，世界钻探业在固体矿产钻探方面总体上仍不很景气。但对于矿产资源丰富的国家，很多矿产资源始终未被开发。而对于一些钻探技术较发达的国家也想凭借其技术和设备优势进入矿产资源丰富国家的市场。因而固体矿产钻探技术的探讨开发工作虽然有所放缓，技术上亦无太大突破，但在完善各种钻进系统，研制适合各种地质条件、各种工况状况下的钻探设备、仪器、工具以及钻探用超硬材料和钻井液方面还是作了大量工作。一些国家还在钻探的某些领域加大了探讨开发力度。如美国制定了先进钻进和开挖技术国家安排，以提高其在该领域已经日趋下降的全球竞争力。 2.1 自动化地质岩心钻机 不少国家在钻机的自动化程度、多功能性、多用途方面下了很大的功夫。俄罗斯勘探技术及方法探讨所在钻机研制方面留意三个方向改进现有的СКБ型立轴钻机；制造全液压动力头钻机；研制自动化钻探设备。该所探讨的自动化钻机设计有连续预料的自动化系统，能合理积累地质技术信息并储存在计算机中。特地设计局也研制出了СКБ300型全液压钻机。 在钻探自动装置方面，最有代表性的是瑞典ATLAS COPCO公司为LKAB公司研制的Simba W469型钻机。一个人可同时遥控操作2～3台设备，钻机平均日进尺300m。据悉，安排截止到1999年，LKAB公司将在Kiruna和Malmberget铁矿山用自动化的钻进技术完全替代现有的钻进技术。钻机可配备更换磨损钻头的装置，也可输入程序使其变更钻头类型以适应不同的岩石条件。 事实上自动化地质岩心钻机进入市场是在1996年，典型的是ATLAS COPCO公司的泰美克264 APC型钻机在瑞典、芬兰、加拿大的地表和坑道内投入了运用。这种由计算机限制的岩心钻机自动化程度很高，操作者只要在起先钻进时给一些简洁的指令，钻机就可自动工作，一人在24h可钻进硬岩140m。加拿大的JKS Boyles’公司，其自动化岩心钻机的突出特点是通过计算机的触摸屏限制钻进过程。其它一些国家也开发了自动限制钻机。 法国Jean Lutx S.A.公司研制了一种PPF4遥控仪。钻工只需按键就能完成起下钻具和全部钻进过程，限制系统可以组合在一块仅35cm25cm的面板上。 2.2 深部取心钻进技术 10余年来，深部取心钻进技术得到发展，很多国家都有深部勘探任务。如南非矿山勘探公司瞄准的金矿靶区深度超过4000m，且工作量大，因而南非在深部取心钻探技术方面最有代表性。他们所采纳的设备和技术大部分源自于加拿大博特长年公司。加拿大在深孔方面的新产品研制和技术开发中主要留意了两个关键一是提高生产率；二是充分利用现有设备钻更深的孔。为此，长年公司研制了两种钻杆一种是已广泛运用的CHD绳索取心钻杆，设计采纳重型结构，接头为摩擦焊接，这种钻杆的钻深实力能达到一般绳索取心钻杆的2倍；另一种新型钻杆在热处理、丝扣技术和材质方面又有新的提高，能及一般钻杆相互通用，适合更广泛的钻探工程。南非钻进深孔的主导设备是长年50型以上和Hydr3000型钻机，对钻机的改进是尽可能削减无效钻进工作时间。美国在其制定的先进钻进和开挖技术国家发展安排中，革新的深部钻进系统也是重点之一。 2.3 多介质反循环钻进技术 在各种钻探技术不断完善的同时，多介质反循环钻进技术得到了越来越广泛的应用，其中中心取样国外称CSR或RC钻进钻探技术是目前国际上在各种固体矿产勘探中应用日益广泛的一种方法，在一些工业发达国家的地质矿产勘探中所占比重已超过传统的金刚石绳索取心钻探。目前，虽然美、加等国的钻探工作量下降，但该方法在南美等得到广泛的应用。俄罗斯勘探技术及方法探讨所进行了孔深为1000m的硬岩水力反循环技术及设备的研制工作，在验收试验中，400m水平孔岩心和岩粉实行率为100，钻速提高了25，材料和能量消耗降低10～12。 2.4 新型液动、气动潜孔锤及钻杆 在钻具方面，俄罗斯特地设计局已起先批量生产新型液动及气动潜孔锤，其寿命比老产品有较大提高。此外，采纳新的结构和制造工艺研制的高强度、长寿命钻杆钻杆内外表面均进行强化处理也已批量生产。 2.5 钻探新方法的探讨 俄罗斯这几年做了较多的工作，对热机碎岩、声放射碎岩和高频碎岩等进行了持续不断的探讨，其中热机碎岩和接触热溶法碎岩进入了生产性试验阶段。他们还在探讨电子束碎岩的可能性。其他一些国家进行了如破裂及砂层的低温钻进、火焰协助钻进、声波钻进等探讨。3 我国固体矿产钻探技术的主要进展 近10年来，我国固体矿产勘探也处于低潮期，加之进行结构调整和机制转换，很多从事固体矿产钻探技术探讨开发的人员主要转入探矿工程的延长领域如岩土钻掘方面。但对固体矿产钻探的探讨开发工作仍在进行，并取得了一批重要成果。 3.1 以中心取样钻探为主的多工艺空气钻探技术 原地矿部勘探技术探讨所通过攻关探讨，对中心取样钻探技术的国产化、小型化和配套化工作取得了突破性进展，其中含水样品快速分别装置达到了国际领先水平。应用该技术在3个