地质勘查中钻探技术的应用

王彦羽

摘要：钻探技术作为工程地质勘察的最重要的方法，能够保证勘察数据的高准确度及高效率。目前钻探技术方法种类较多，就需要在实际的现场施工中根据地质条件的差异选择适宜的钻探技术。

关键词：工程地质勘察；钻探技术；应用

1工程地质勘察的简要介绍及其特征

1.1简要介绍

工程地质勘察可以简单地理解为通过一定的技术手段对地形及地质的整体状况进行缜密的勘测、调研与实验，以此能够对地域范围的整体地形及地质的状况有比较详尽的了解，能够为后期项目的施工奠定良好的基石。

1.2特征

工程地质勘察的目的是技术人员对项目施工地的地势与地质条件有足够的了解，其特征大体包含如下四个方面：第一，工程地质勘察的勘察目标是土地。因此需在开展详细的施工操作开始之前对地势及其地形有充分的了解，保证判断结果的准确性及其合理性，从而确保能够选取最佳的钻探技术。第二，在钻探过程中，需要认识到布孔和取样是同等重要的，既要保证合适的布孔又要确保取样的代表性。在选取岩芯过程中所布孔尽可能地控制在10m以内，且没必要过大，只有这样才能保证对地质的结构未造成损害的基础上进行合理分析。第三，钻探技术是通过布孔的方式来实现采样的目的，取样的同时不能忽略布孔的重要性。布孔是一项技术含量较高的技术，在布孔中会应用到很多技巧，对于布孔的地点、深度的确定都需要布孔操作人員做好正确的评估。第四，在地形情况较难估量的地点进行勘察时对于布孔的要求就相对较高，若布孔操作人员的技术未达标，不但很难保证实验数据的准确性，同时还会给现场人员的生命安全产生一定的危害。

2工程地质勘探中钻探技术的应用

以下的这三类介绍了钻探技术的应用。

2.1液动潜孔锤钻探技术的应用

液压潜孔锤钻进技术是在旋转钻探的基础上开发的，主要使用冲洗驱动潜孔锤，当液压潜孔锤冲击能量可以传送到钻头，钻打破岩石，主要工具是施工现场的泥浆泵，液压锤钻探和旋转钻探对比如图1所示。旋转钻探技术的改进技术、影响和旋转力的驱动下，极大地提高钻井设备的效率，降低钻井成本。

2.2反循环钻探技术的应用

已广泛应用反循环钻井技术是一种钻井技术，其应用在实际取决于循环介质分为空气反循环钻井技术和水力反循环钻井技术。空气反循环钻进技术在钻井过程中以空气为介质钻探，钻探过程中由武器外钻杆为压缩空气的传播，把它的底部洞，压缩空气后通货膨胀产生的影响大，开孔的底部孔锤影响岩石和钻杆和空气和岩屑回地面，实现岩屑的检测试验，具体原理如图2所示。

这两种开采方法有自己的优点。空气反循环钻进技术在一些更干旱，缺水地区得到了广泛的应用，其消费更少的劳动力在钻井的过程中，钻井成本很低，但岩屑样品代表性不强，不能够准确地反映地层的实际情况。水力反循环钻井技术可以反映地层的结构，但它消耗大量的水资源存在于钻井过程中，钻井速度缓慢，需要时间长。

3 常用方法

3.1击入法

对于质地较为坚硬的地层，使用一般的钻探方法往往由于对岩层的冲击力不够而无法快速的破碎岩石，使得钻进时效受到影响。击入法则能够提供足够的能量，使得岩石快速的破碎，有利于钻探工作的顺利开展，通常有孔内、孔外击入两种方式。

3.2压入法

对于质地柔软的岩层，不需要较大的冲击力，只需要适当的施加压力，因而此时可以采用压入法来进行钻探，这样就可以减少钻进过程中的能量消耗。通常来说根据工作连续性不同有连续压入和间歇压入两种。

3.3振动法

振动法对于一般性的岩层钻探均能适用，它可以利用振动器来使得土层产生震动，并将钻头钻进到土层中。但应当注意该方法不适用于岩石层的钻探以及原状样的提取。

4 应用分析

常见的钻塔技术有以下几种：

4.1反循环钻探

“压送法”反循环钻探适用于之地较软或者是中硬质地的勘探现场，工作时先压送冲洗液进入套管内，随后冲洗液又从钻杆内返回继而形成循环，这样钻取的岩芯就随着冲洗液带到地表。空气反循环钻探技术实现了节水的钻探，特别是在一些水资源紧张的地区特别适用，它的循环介质为空气，多用于固体矿产钻探。有些矿产质地较为松散，适用其他的钻探技术有可能对岩芯造成较大的扰动，使得取样准确率不高，特别是一些高岭土会在水的作用下发生膨胀现象，造成矿岩芯的污染而使用空气反循环钻探技术可避免此类问题，从而高效率的准确取样。实际操作时，随着钻探深度的加深，钻机转速不断提高，岩芯矿物随着空气循环到地上，取样人员只需要在按照一定的时间节点接收收集。

4.2绳索取芯技术

进行地质勘探时，如果使用钻探技术钻进到岩芯时，岩芯物质进入到管中，此时在提取岩芯时不用将钻上提，而是使用绳索等专业取样工具将其从岩芯管取出来，这样就可以大大地缩短钻探的有效时间。

4.3液动潜孔锤

液动潜孔锤是一种新的钻探技术，它在回转钻探技术基础上进行改进后形成的，属于液动的类型，并在液动能量的支持下给予钻头一定的冲击力，使其向下锤动，加速了岩石的破碎。

4.4组合钻探技术

工程地质勘探工作通常面临较为复杂的地质环境，有时仅凭一种钻探方法难以达到理想的效果，因此可以综合使用各种钻探技术，根据实际情况来进行组合，这样就可以整合各类钻探技术的优势，从而提高钻探的效率，减少工作人员的劳动强度，节约钻探工作的成本，达到更好的钻探效果。

5结束语

面对不同的工程地质和自然条件，要选用不同的钻探技术，从而可以取得一个较好的效果。在当前社会环境下，随着钻探技术的发展和研究，只有深入了解钻探知识，掌握钻探技能，才能不断适应社会对于钻探人员的要求。

参考文献：

[1]王贺宁.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].科技视界，2017，（12）：158+160.

（作者单位：江苏省核工业二七二地质大队）