地质钻探技术的发展反思与建议

刘　林，孙　丹，陈玉富
（四川省金核地质勘查工程有限公司，四川成都 610000）

摘　要：随着社会经济的发展，地质钻探技术的发展也突飞猛进，给国家和人民带来了很大的便利，方便了人们的生活。地质钻探技术一方面间接满足了人们生活的需要，但是另外一方面，它也存在着许多问题。

关键词：地质钻探；反思；建议

地质钻探技术是地质学中非常重要的一个环节，在整个地质学中扮演着重要的角色，其在现实生活中的广泛应用使人们加深了对它的了解，对于其未来发展的方向也格外关注，下面就围绕着地质钻探技术发展展开讨论。

工业快速发展对地质科技工作提出了新的挑战，突出表现为以下几个方面：

（1）要加强西部聚煤盆地地质研究和提高资源勘查评价程度；要解决东部区资源接替和深部开采的地质问题。

（2）为高产高效安全生产提供地质服务，就要不断提高现代化开采问题探明程度。目前，随着工业技术水平的提高，一大批技术含量高的现代化矿井先后建成投产。现代科学技术的飞速发展为我国行业带来了无限生机，大大提升行业整体生产水平。机遇与挑战总是并存的，这就需要我们明确目标、加大力度，加大资源勘探力度，提高地质勘探精度，为合理规划和开发资源奠定基础，从而促进工业全面协调可持续发展。

今后一个时期，地质钻探科技发展的基本思路就是以现代地质理论为指导，依靠高新技术，全面提高创新能力，整体提升地质勘查能力和服务水平；加强地质基础研究，最大限度的发现新的优质资源，改善矿井安全状况，进一步扩大地质服务领域，促进开发和环境保护协调发展，力争提高勘查精度，满足日益增长的资源需求。其主要任务是：运用新的地质理论和资源评价方法，加强多元地质信息复合技术研究，矿现代化开采和安全生产地质问题研究，推广和完善采区三维地震勘探技术，整体提高地质勘查精度和地质报告研究程度；研制一套较成熟资源经济评价理论和评估方法，建立高精度地质模型，要加强洁净煤技术的地质基础研究，实现对矿井开采地质条件的综合评价和量化预测，促进煤田地质研究与开采紧密结合，为改善环境质量提供科学依据。强化并完善开采地质条件评价；加强重点攻克资料处理和解释技术，研究瓦斯、地下水赋存的地质规律。要加速地质主流程信息化和提高资源信息化水平，满足工业规划和国民经济宏观决策的需要。

企业的运营能力受到通风供水等一系列的性能运行程度的制约。科学技术不断发展对于企业的机电一体化要求也不断提高。在整个控制系统中，自动化的控制系统在应用比例也不断增加。注重机械化的工作流程，相应的就减少了人力的直接作用。如果要生产机械，那么就要求企业具备以下几点要素：

（1）机械要适合不同的工作环境而且要耐用。机械适合工作环境而且耐用就可以使机械便于操作从而确保机械性能安全稳定。大型的机械能耗在企业中是非常大的。工作能力差的机械在作业机械中会造成资源的巨大浪费，要想控制能耗，一方面要依靠机械的液压技术另外一个方面是依靠电脑的控制技术。现代企业的一个重要选择就是微电脑控制。

（2）矿井安全生产监控系统是企业使用机电一体化技术的代表。使用这个系统的好处就是该系统能够在生产过程中为企业提供安全管理和节约能源材料。数字化的交流、直流矿井提升机是一种矿山设备，也是机电一体化的主要设备之一。内装式提升机简化了机械的结构，从结构上将滚筒以及驱动结合为一体，是机电一体化中的典型设备，是计算机和自动控制的综合体。

如果为了适应机械的性能仅仅依靠机械和液压技术，那么这样是远远不够的。微电脑控制技术的发展才能适应机械的性能，才能给机械带来更好的发展。

（3）地质钻探中机电一体化技术的应用。机电一体化技术自诊和自动报警是一种监控。是机电一体化技术在线运行状态下对机械的电动化、工作装置等方面的监控。这种监控可以保证可以准确找出机械出现故障的原因。同时这种监控使得机器工作的效率得以提高，员工工作条件得到非常明显的改善。还可以简化设备维修检查工作，从而缩短维修时间，减低维修费用，延长设备使用寿命。在延长设备使用寿命这一方面表现最显著的是一种变频器，即PLC控制系统变频器。

生产过程中节能降耗且提高其生产效率是企业机电一体化技术的一个突出特性。电量得以节约30%左右可以在传输机、提升机等设备的前提下实现，而且要保证传输机、提升机采用的是变频起动和PLC控制系统。变频起动和PLC控制系统提高了生产效率，为企业生产节约了成本，提高了经济效益。自动化及半自动化程度的提高依赖于机电一体化技术，是机电一体化技术使企业有了这样的发展，也减轻了操作者的劳动强度或是因为操作者经验水平的不足而影响作业精度。机电一体化不仅节省人力，而且可以提升经济效益，因此可以说，机电一体化在机械中的应用使得以前的技术管理模式得以打破。

3.1　近期产品建议

（1）在目前已经开发的机种机型的基础上，开发新型的轻便、高效取样钻机，满足日益增长的需求。

（2）采用模块组合设计，开发轻型易拆装和易搬迁的岩心钻机，促进岩心钻探设备的更新换代。

（3）传统立轴式岩心钻机系列的完善。采用新的传动和结构型式，重点开发中浅系列，逐渐形成完整的系列产品。

（4）开发新型全液压坑道钻机。采用小模块拼装型式，开发钻深在300～1000m范围内的产品系列，适用于西部边远地区和中东部难进入地区的钻探工程需要，满足不同市场环境的需求尤其是满足危机矿山接替资源找矿的需要。

（5）开发多种结构型式，不同钻进深度的机型，重点解决机上方便加接钻杆、参数控制显示仪表等问题。通过消化吸收国外的先进技术，为城市地质调查填图和取样提供性能先进的快速取样换代装备。

（6）在现有立轴式岩心钻机的基础上作改型设计，移植现有的成熟技术，填补该类产品的空白，满足日益增长的市场需求。(www.xing528.com)

（7）开发全液压多功能锚固钻机。与世界最多采用的岩心钻探等系列标准靠拢。在现有锚固钻机的基础上，重点解决高强度地质专用管材来源等关键问题。

3.2　中长期开发建议

（1）开发具有中国特色的专家系统，通过消化吸收国外先进技术，经过有机集成，形成具有自主知识产权的智能化钻进设备，使我国的钻机制造业迈入国际先进行列。

（2）今后地质勘查任务繁重，应当将研究开发自动化岩心钻机的任务提上日程。开发浅层（2000～4000m）石油钻机在深度上与石油钻机相衔接。

（3）用电比例控制方式改造液压系统，填补国内空白，为水文水井钻机的更新换代做准备，力争达到或超过国际先进水平，满足油气资源勘探和地热井施工的需求。

（4）目前地勘队伍典型机台设备配套现状如表1所示，随着社会的发展要随时更新。开发全液压动力头车装水井钻机（井深600～1500m）和特种钻机和新型钻机以较低的产品价位进入浅层油气和煤层气开发领域。

表1　目前地勘队伍典型机台设备配套情况

3.3　综合建议

建立地质技术装备工作的管理体系：

（1）建议建立国土资源部与地质技术装备相关单位的互通渠道，力争做到地质技术装备在国家机关要有人问，能够托办、支持协会承担相关的职能，做到国家对生产、使用、需求等各个方面的情况能够及时掌握。

（2）做到地质技术装备的进步与国家地质工作的发展同步。现实地质技术装备实际上就反映了地质技术装备的作用没有被重视，不能全面提高我国的地质技术装备的整体水平。

（3）将地质技术装备的更新提上日程。启动这项工作，可使我国地质技术装备的生产，加快走向世界的步伐。

（4）加大地质技术装备研制投入。高光谱的矿物分析系统等技术和装备要分步骤规划研制，逐步缩小与国外先进水平的差距，使用技术水平得到大的提升，促进地质技术装备的技术发展和技术进步。

（5）科研成果转化是一个长期以来存在的问题，因此要建立科研成果转化机制，消除上述弊端，发挥科研，吸收一些有能力的企业、局、队参与到项目中。

随着社会经济的发展，地质钻探技术的发展也突飞猛进，给国家和人民带来了很大的便利，方便了人们的生活。地质钻探技术一方面间接满足了人们生活的需要，但是另外一方面，它也存在着许多问题。地质钻探技术是地质学中非常重要的一个环节，在整个地质学中扮演着重要的角色，其在现实生活中的广泛应用使人们加深了对它的了解，对于其未来发展的方向也格外关注，本文围绕着地质钻探技术发展展开讨论，希望本文的分析能够给相关的工作人员以启示和借鉴。

参考文献：

［1］王贵和，夏柏如，刘宝林，王成彪，吕建国，周辉峰，郑秀华.我校勘查技术与工程专业特色及专业发展方向［J］.中国地质教育，2005（2）.

［2］耿瑞伦，李常茂，张林霞，冉恒谦，冯国强.西方21世纪岩土钻掘工程主战场［J］.探矿工程（岩土钻掘工程），2001（3）.

［3］吴卫平.复合支护技术在深基坑工程逆作法施工中的分析应用.中外建筑，2008（8）.

［4］张世云，唐杰.基于位置的服务的发展现状及商业模式探析［A］.第六届（2011）中国管理学年会——技术与创新管理分会场论文集［C］.2011.