浅析工程地质勘探中的钻探技术

摘 要：随着我国经济的快速发展，我国的科学技术水平得到了很大的进步，工程地质勘探技术也得到了很大的发展，钻探技术作为地质勘探的一种重要手段，被广泛应用，可以直接的在底下岩层中获得地下物质，在找矿和探矿等方面用处最多，钻探施工是一个艰苦的工作，对于施工人员有较高的理论和实践要求。随着地球地质的变化和气候的变化，地质勘探越来越被人们重视，对于地球和能源物质的分析也有很大的作用。

关键词：工程 地质 勘探 钻探 技术

一、工程地质勘探的发展

工程地质勘探是利用机械工具对地下的物质结构进行采样分析，在地质比较复杂的地区，只看表面的地质情况无法反应出整体的地质情况，这就要对地下进行深入的勘探，中国国土面积和海洋面积广阔，矿产资源丰富，在地质勘探过程中，为了查明地下物质的形态、深度、规模、结构和含量主要应用钻探技术和坑探技术，由于坑探技术成本高、工期长，所以钻探就得到了广泛应用，钻探技术是在预定的地点利用钻探设备向地下钻深，采取地下的岩石样本和水样，进行具体的分析。中国煤炭事业发展迅速，这主要依靠地质勘探技术进行对矿物质的勘查，同时在物探、水文地质、工程地质、古生物鉴定、航空测量等方面钻探技术也应用广泛。

早期的钻探技术是根据地质岩层的问题，那时的钻探钻孔很大，钻探的效率和时间都不理想，为了提高效率研究人员研发出以金刚石为钻头，进行绳索取心金刚石钻进技术，取得了丰硕的成果，有效地促进地质勘探技术的发展。绳索取心金刚石钻进技术得到了完善和发展，这要求有良好的配套的工艺设备，加强工作生产的实施。钻头作为钻头技术的重要组成部分，其好坏直接影响着钻探进度的进行，九十年代以后，技术人员根据不同的勘探区域的不同岩层进行研究和分析，研制和推广了以天然、人造、聚晶、复合片等类型的钻头，来满足地质勘探的需要。

二、工程地质钻探的主要特点

在不同的工程地质条件或不同类型的建筑物，只要能布置勘探施工设备，应注意要结合工程施工的类型和特点以及自然条件，除了一些大型的水利工程和低下隧道，其他钻孔深度较浅，所以一般采用较为简单方便的设备即可，钻孔的目的是查明地区的地质结构、水文条件、岩层结构。工程地质钻探对钻孔的结构、钻进的方法、钻进深度等都有很大的要求。工程地质钻探技术主要是为了工程建筑的设计和施工而工作，在工程地质钻探中对岩石采集的要求很高，对于工程建筑物的断层破碎带和夹层采集尤为严格。工程地质钻探与坑探相比不受地形和地质的约束，而且钻探精度高、不受地下水限制、钻探深度深、钻探速度快、钻探时间短等优点。

工程地质钻探是一个较大的工程，所以应对所选的地区、地貌进行勘察，主要是搜集地区的地质、矿产含量、地形等数据资料并进行分析，在已有的材料基础上进行实地勘察，一般进行工程地质钻探要避开地质条件恶劣的环境地段。对周边的建筑物的高度及地基的深度进行测量，对不利信息进行整合并分析，对于地壳变动产生的不良因素进行考虑，并采取防护措施。工程地质勘测能经济迅速的对工程目标的地区进行有效地勘察，并了解地区地质情况，为工程施工提供有效数据，并能有效地节约工程施工的资金，加快工程建设速度。

三、钻探技术分析

地质钻探技术就是对地底进行钻孔，来获取地下岩层中的岩石材料的一种方法，并根据材料进行分析，来推断地下矿物质的含量，对于不同地区不同钻探目的，钻探装备设施也是不同的，我国现有钻探技术有很多种，都是根据我国不同地理环境研究出的方法，如空气泡沫钻进技术、潜孔锤反循环钻进技术、气动潜孔锤钻进技术、液动冲击回转钻进技术、绳索取心钻进技术、定向对接井钻进技术和新型的节水钻进技术等。

空气泡沫钻进技术是对干旱缺水等地岩层的钻探，由于此技术没有冲洗介质漏失的问题，收集的材料较为完好，不仅解决了钻孔严重漏失的问题，还提高了钻探效率和科研分析的全面性。

潜孔锤反循环钻进技术是对较深区域水面高且压力大的问题研究出的一种方法，是由空气压缩送到钻孔底部，对底部进行冲击作用，从而使孔低的潜孔锤做功，而空气作用后返回地面，并带回一些岩屑，此种方法大大的提高了钻进速度，而且具有较高的经济效益，同时还可以判断处岩层的变化情况，适用于干旱地区。但是由于这种方法采集到的样品为岩屑，无法全面的对地质结构进行分析。并且在我国大部分地区得到了推广和应用，成为浅部地区岩层突破的首选。

液动冲击回转钻进技术是对勘探较深、较为坚硬的岩层的一种技术，这种技术我国的研究技术很发达，使用冲洗液驱动液动潜孔锤，液动潜孔锤将力传递给钻头，由钻头进行钻进工作，它取代了钢粒钻进的方法，此种方法使得钻进速度大大的提高，而且节省了大量的材料，孔斜率大大降低。液动冲击回转钻进技术适用于脆性大、岩层坚硬的地区液动锤的使用情况与液压泥浆有很大关系，所以对泥浆的要求很高，只要应用在金属矿山、化工、石油、水电建材、地质勘探等行业。

绳索取心钻探技术是一种不需要钻杆的技术，这种技术是现在使用较为广泛的一种方法，大大提高了采取岩石的质量，提高了工作效率，节省了工作时间，增加了钻头的使用寿命。由于绳索取心钻探技术的使用优点很多，所以应用广泛，如石油天然气、矿产钻探、钻探工程地质、钻探地热等。

除了上面几种钻探技术，还有新型的节水钻探技术是为了适应干旱地区地质研究的，是以超声波技术制作金刚石钻头，大大的提高了生产效率，增加了钻头的使用寿命。

四、我国探矿工程的研究方向与发展趋势

只有提升钻探取样技术的精确化和智能化，全面提高取样钻探技术的自动化水平。并将研究的重点和方向放在实际的工程和地质灾害上，对人们和实际利益有益的方向上。做好定向岩心装置和技术的开发，做到探矿工程与钻探取心技术的完美结合。 进一步研究坚硬、复杂地层的探矿钻探技术，积极应用和大力推广绳索取心技术的应用。 致力于地球科学的研究，加强对其钻探工艺和钻探设备的研究。 研究和发展超深孔钻探技术，为我国的地质勘探和矿产寻找的发展努力。研究新型的成孔材料和成孔工艺流程，进一步推广新材料、新技术的应用。针对不同功能和作用的钻探井，需要按照先进、便利、实用、经济的原则，进行使用。

在勘查评价地质资源、研究地球科学、治理灾害与环境、开发系能源等方面的工作是现在勘探工作的重点，工程地质勘探对于百姓的生命财产安全尤为重要。随着社会的发展，工程数量的不断增加，工程地质勘探越来越受到人们的重视，有关部门也加大了对工程地质勘探的管理，工程地质的勘探手段也越来越先进。要想进一步取得地质工程的发展和突破，必须改变固有思想，全面提高钻探技术的重要性和地位，更好的服务于我国经济发展等多个领域。

参考文献：

[1]向军文；受控定向钻探技术及对接井钻探技术现状与发展前景[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；1999年

[2]张晓西；推广应用CSR钻探技术是加速我国岩金勘探速度的有效途径[J]；探矿工程（岩土钻掘工程）；1990年

[3]王绪春；淮北市袁店深部勘探区煤炭普查9-2地质孔施工工艺技术[J]；地下水；2011年

作者简介：

曹艳举，1988年7月15日出生，男，汉，籍贯：黑龙江省拜泉县，学历：本科。