地质勘察工程中的钻探技术研究

地质勘察工程中的钻探技术研究

常世伟

辽宁省矿产勘查院有限责任公司 辽宁沈阳 110031

摘要：随着社会经济的不断发展，地质勘察项目也在不断增多，为了确保地质勘察的准确性和全面性，相关工作人员应对各类先进的钻探技术的合理运用给予高度的重视，以便更好的提高我国地质勘察工程技术水平，为相关作业项目质量的有效提升提供可靠的参考依据。本文也会结合地质勘察工程的特点，针对目前地质勘察工作中常用的钻探技术进行着重的分析，并提出相应的注意事项和操作要点，以便相关人士参考。

关键词：地质勘察工程；钻探技术；应用要点；分析探讨

钻探技术是一种通过人力与机械合并的方式对某一区域地质

地层情况进行全面勘探的技术手段，其能够帮助工作人员准确判断该地质地层情况及地表下的地层特征等。目前，钻探技术的应用范围十分广泛，如：建筑工程、采矿作业、国土勘察等项目中，因此，为了使该技术能够发挥出更大的实效作用，就需要相关工作人员必须根据地质勘察工程特点对其关键技术的应用要点及注意事项进行全面掌握。

1 地质勘察工程概述及特点分析

1.1工程概述

地质勘察工程一般是指通过勘探测绘、现场调查及试验等方式对相关工程项目进行全面调研分析，以便获得工程相关信息，如:岩体力学参数、水体力学参数、土体力学参数及空间分布数据、变化规律等信息，并依据这些信息，帮助地质勘察人员准确判断现场作业环境的演变性、适应性等，从而提出科学合理的作业方案，最大化提高工程项目质量。在地质勘察工程实施开展阶段，钻探技术的应用是其最大的特征之一，因为该技术具有较强的适应性，不仅能够对比较复杂的地层，如：岩土、沙土、岩溶地层的具体情况进行准确的描述，而且还能协助测试孔复位，实现岩土样品的有效采集等。因此，必须确保钻探技术应用的合理性，才能获得有效的力学参数，精准的分析地层结构，从而为工程综合质量的最大化提升提供可靠的参考依据。

1.2特点分析

在地质勘察工程实施开展过程中，相关工作人员要想更好的了解岩土体情况，必须对工程的岩土结构和地下水体分布情况等进行深入的调查和研究，并在此基础上提出完善可行的施工计划和作业方案等，这样才能确保工程项目的顺利开展，提高其综合质量。另外，地质勘察人员也要具有较高的综合素质和专业能力，能够结合项目特点合理选择地质勘察技术，这样才能确保地质勘察的准确性和全面性。例如，建筑工程和水利工程中的地质勘察方式就要有所区别，前者应沿着建筑物轮廓进行布孔，而后者则要依据建筑物的中心轴进行布孔，与此同时，还要对相关地质和地层进行了解试验，保证钻孔深度保持在10m范围内，且地质勘察人员要结合现场的实际条件合理选取钻探点。

2 地质勘察工程中常见钻探技术的应用要点及注意事项

2.1技术应用要点

2.1.1绳索取心技术

在对岩土地层进行勘察时，若想确保岩心获取的准确性，应尽量采用绳索取心技术来进行勘察。该技术在实际应用过程中，必须确保钻头和钻杆的质量，一旦在钻进阶段出现卡钻、钻杆段落等情况，还要借助打捞工具的力量进行钻探布孔。据相关实践证明，绳索取芯技术的适应性和应用范围十分明显，且施工方便快捷，能够很好的保护岩石内部，提高钻进效率。另外，该技术的钻头和钻杆都具有较长的使用寿命，可以很大程度上提高地质勘察工作效率，降低劳动力强度，因此，将绳索取心技术应用到当前地质勘察工程中，很有必要。

2.1.2反循环钻探技术

该钻探技术具有两种技术形式，即水力反循环技术和空气反循环技术，两者的循环介质不尽相同，前者主要以水作为循环介质，而后者则以空气作为循环介质。其中，水力反循环技术在实际应用时，一般是通过介质水和泥浆的反复循环来获取岩心；而空气反循环技术则是利用双壁钻杆的工作原理来实现岩心的有效获取。具体而言即利用双壁钻杆外管将空气直接输送到钻孔底部，这样借助空气对孔底产生的强烈冲击作用和膨胀作用就会迅速提升钻孔底部的潜孔锤的冲击力，使其第一时间对岩石或土壤进行冲击，并借助空气的回升力量帮助勘察工作人员快速获取到相应的岩石碎屑及土壤样品。尽管两种钻探技术的应用优势十分明显，可以确保样品获取的完整性，满足地面锚固施工及松软地层施工需求。但是在实践过程中仍存有一定的应用缺陷。其中，空气反循环技术的劳动强度偏低，只适用于在干旱的环境下进行钻探布孔，并且获得的勘测样品不能充分体现整体，只能代表局部。而水力反循环技术在钻探过程中会消耗大量的水资源，并且工作效率也要低于其他钻探技术。

2.1.3液动潜孔锤技术

该钻探技术的工作原理主要是将冲洗液作为液动潜孔锤的运行动力，以便促使其能够有效带动钻头开展相应的钻探工作。因此，要想在地质勘察工程中将该钻探技术的应用优势发挥到最大化，相关工作人员就要掌握以下几方面应用要点：首先，应按照相应的操作规定采用泥浆泵将冲洗液输入到液动潜孔锤中，这样才能确保潜孔锤在冲击力与回转力的双重作用下对地下岩石或土壤产生瞬间冲击，进而获取到相应的勘测样品；其次，由于液动潜孔锤技术的应用成本低，钻探效率高，所以，其比较适用于硬度与脆性较大的地下岩石勘察工程中或抗剪强度较低的地质勘察工程中；第三，在液动潜孔锤运行之前，为了确保其运行效率和运行安全达到最大化，应对设备的整体紧固情况进行全面检测；最后，要确保冲洗液质量，尽量选择润滑度高、含沙量及粘稠度低的冲洗液，这样才能提高液动潜孔锤技术的钻探效率。保证最终的钻孔质量。

2.1.4新型钻探技术

随着科学技术水平的不断提升，对于地质勘察工程质量也会提出较高的要求，这就需要相关施工单位要具备一定的现代化生产意识，能够在地质勘察工作中积极引入各类新型的钻探技术和施工材料。例如，针对干旱地区的地质勘察工程，可以采取新型节水钻井技术来进行钻探布孔。因为该技术的钻头是采用超声波技术制造而成，其使用寿命十分显著，与普通钻头相比，其钻头的钻速可提高20%，因此，利用该技术来进行钻孔工作，会获得事半功倍的钻探效果。与此同时，还要采用新型清洗液对钻杆内部的污垢进行清洗，这样才能保护钻杆设备，延长钻杆使用期限，进而使新型节水钻井技术的应用优势发挥到最大化。

2.2应用注意事项

首先在使用钻探技术时，相关工作人员一定要对现场地层地质情况进行详细认真的勘察，保证勘察资料的完整性，这样才能为钻探布孔提供可靠的参考信息；其次，在对砂层和碎石等复杂土层进行勘测时，应确保钻头的一次性钻入，能够获取到完整的钻探信息，这样才能对土层中的颗粒结构和土壤密度等进行准确分析；最后，要依据地质勘察工程的实际情况合理选择钻探方法和设备，例如，在一些松软的地层勘测中，应尽量采用压入法来获取钻探信息，即通过连续或断续压入的方式进行钻探取样；而相对坚硬的地层则要通过重锤的方式来进行钻探取样；若是岩土层勘测，应尽量采用振动法来进行钻孔取样，即通过土壤振动将钻头压入到土壤层中，从而完成提取岩心取样工作；但若是采矿作业勘测中，则要通过钻井布置完成钻探取样任务。

结束语：

综上所述，在当前地质勘察工程中，为了确保勘察信息的准确性和完整性，相关工作人员应对各类钻探技术的合理运用给予相应的重视，不仅要掌握技术具体应用要点，而且还要结合现场实际情况，合理选择钻探方式和设备，这样才能提供地质勘察工作效率，保证工程地质勘察技术水平，从而为提升项目工程的综合质量提供可靠的数据支撑。

参考文献：

[1]李小平.浅析地质勘察工程中的钻探技术[J]. 中国高新技术企业, 2019, (07):115-117.

[2]刘锐, 李克庆, 谢阳. 浅析地质勘察工程中的钻探技术[J]. 低碳世界, 2019(09):147-148.