[科普中国]-钻探方法

钻探是一种最直接的隐蔽致灾因素探查技术，它具有精度高、直观性强、适应面宽等优点，在构造探测、老空区探测、探放水、瓦斯泄压、火区探测以及其他隐蔽致灾因素探查中发挥着越来越重要的作用。

概述钻探是一种最直接的隐蔽致灾因素探查技术，它具有精度高、直观性强、适应面宽等优点，在构造探测、老空区探测、探放水、瓦斯泄压、火区探测以及其他隐蔽致灾因素探查中发挥着越来越重要的作用。

目前，煤矿井下钻探技术由常规回转钻进技术向定向钻进技术发展，地面与井下联合探查技术已经形成，无论是地面钻机还是井下钻机都实现了“随钻测斜、实时纠偏”的功能，满足了隐蔽致灾因素探查、验证与治理的技术需求。

基本原理钻探是利用钻机、钻具和一整套工艺措施，在地层内钻凿出圆柱形-手b4L，取出岩矿样品，探明矿产的赋存状态和分布规律，或者实现其他地质和技术的目的。钻探也是通过一系列的没备和仪器直接作用于岩石上，形成钻孔的过程，破碎岩石是钻探生产过程的主要工序，因此掌握岩石的性质和破碎机理，对加快和改善钻探工作具有重要意义。

目前，钻探过程中多使用机械法破碎岩石，通过施加不同的外力使岩石的一部分从整体上分离下来，从最早的回转钻进，逐步发到冲击钻进、冲击一回转钻进等钻进方法。随着需求的日益增大，钻探技术也由常规钻进技术向定向钻进技术发展，采用一些科学的人为可控的技术方法与机具有目的地控制钻孔轨迹，钻进到目标储层。同时也在定向仪器中增加了传感器，除井斜角、方位角以外还可以测量地层的电阻率和伽马射线，通过无线传输系统把这些数据从钻头附近传到地面系统，从而更精确地引导钻头穿过薄层和复杂地层。1

方法分类钻探方法按照施工的空间分为地面钻探技术和井下钻探技术，按照钻进方法分为常规钻进技术和定向钻进技术。

1．地面钻探技术

地面钻探技术由于不受空问限制，可以采用大型车载钻机或井架作为提升系统，起下钻具、下套管以及控制钻压、送钻等；泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成泥浆循环系统，用来维持泥浆循环，对井底进行冲洗，将注人的高压泥浆能量传递给井底；此外，还包括动力和控制系统等。

2．井下钻探技术

井下钻探技术由于受到空间限制，多采用分体式的小型钻机，即将泵站、主机和操作台分开，以方便在狭窄巷道内搬迁、运输；随着巷道掘进的现代化，大断面巷道可以满足整体式履带钻机的运输，其驱动扭矩较分体式钻机有大幅度提高，因此钻孔深度也成倍增加。

3．常规钻进技术

常规钻进技术是利用钻机回转器转动钻头来破碎孔底岩石的钻进方法?它适用于各类地层，钻进各种角度、不同深度和口径的钻孔，是常用的钻进方法。按钻头的磨料性质和钻头形状，又可分为硬质合金钻进、金刚石钻进、钻粒钻进、刮刀钻进和牙轮钻进；按动力设置位置，可分为地面动力回转钻进和孔底动力钻进；按破碎岩石所形成的孔底形状，分为全面钻进和环状(取心)钻进。

4．定向钻进技术

定向钻进技术是指利用自然造斜规律，采取人工造斜手段，或者两者并用，使钻孔按照预定轨迹延伸，达到预定目标的钻进方法。

定向钻进技术按孔身轨迹的不同，可分为平面弯曲定向钻孔和空间弯曲定向钻孔。平面弯曲定向钻孔即孔身轨迹在某一垂直平面或倾斜平面内只有顶角和方位角单独变化的钻孔。空间弯曲定向钻孔即孔身轨迹某段在某一曲面内既有顶角变化又有方位角变化的钻孔。按钻孔结构形态分，可分为单孔底定向钻孔和多孔底定向钻孔。单孔底是指只有主孔而无分支孔的定向钻孔，多孔底是指既有主孔又有分支孔的定向钻孔。1

主要用途钻探技术的主要用途有以下几个方面：

(1)地质勘探：普查找矿钻探；矿产勘探钻探；水文地质钻探；工程地质钻探。

(2)资源开发：水井钻探；石油(天然气)钻探；盐井钻探。

(3)煤矿钻探：地质勘探、瓦斯抽放、探排放水、锚杆锚索施工与应急救援。

(4)工业钻探：加固建筑物的基桩孔；建大桥的大直径(桥墩施工用空间)钻孔。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学