钻探技术在地质勘察工程中的应用研究

◎易磊

引言：如今，钻探技术在地质勘察工程中的应用率非常高，它是进行地质勘察工程的有效手段。我国地质勘察工程中的钻探技术已经有了较长时间的应用实践，此技术是利用钻机在工程地表上开展钻探工作，在选定的目标区域进行钻探使其形成圆柱钻孔，结合相应的探测技术，对地质结构、地质成分、地质形成规律等进行分析研究。在地质勘察过程中，钻探技术为地质勘察工程提供了便利，因此，对钻探技术的方法和应用进行深入的分析研究，对我国社会经济的发展具有非常重要的意义。

一、地质勘察工程和钻探技术的相关概述

1.地质勘察工程。地质勘察工程是为了研究地质因素而进行测量、勘探、调查，并得出相关报告的工作。通过勘察工作，可以获取岩体、断层、水体等具有研究意义的参考资料，了解地质规律的相关信息。在对这些信息进行充分的分析研究，为后续工程工作的有效开展提供了科学的依据。

2.钻探技术。地质钻探技术指的是利用钻机在地表中钻孔，并且将孔底坚硬的岩体逐步破碎的钻进技术和施工工艺，它是获取地质研究样品、计算矿产资源、评价矿石品质、对地下岩土层材料信息进行科学探测的一种重要的技术手段。自新中国成立以来，我国地质勘察工程设备和钻探技术水平得到了飞速的发展，并逐步形成成熟的工程技术体系。而且国家也十分重视地质勘察工程领域的发展，积极地加大对其人力、物力以及资金的投入力度，从而使我国的钻探技术建立了自己特有的较为完备的工程技术体系，在这个基础上，我国的地质勘察技术如反循环钻探技术、液压潜孔锤钻技术、绳索取心钻探技术、组合钻探工艺技术、空气泡沫钻进技术等都获得了飞速的发展。

二、地质勘察工程的重要意义

地质勘察对整个工程有着及其重大的影响，通常情况下，一项完整的地质勘察主要包含对该区域内的地质结构、水文情况以及地貌地形等进行全方面的考察，是一项综合性较强、考察周期较长的工作。而在地质勘察中，最为重要的就是钻探技术的选择，并在钻探过程中进行高效的管理，全面提升钻探效率、降低钻探成本。采用合适的钻探技术，能够极大的减少钻探成本和劳动成本，最大程度的将经济的效益用到最佳。当然无可否认在地质勘察工程的过程中涉及到很多的专业技术和先进知识作为引导，从这方面不难反应出地质勘察工程的复杂性和专业性，从而对地质勘察工程人员的要求极为严格，不仅要拥有良好的专业能力，并且能够在勘察中合理运用自身知识明确工程师工地的具体地质情况，通过相应的记录和良好的预见，规划好工程施工的具体操作流程，保证工程的科学性和合理性。

地质勘察工程中钻探技术的使用技巧：地质钻探是一项较为复杂的工作，不能仅仅考虑当地的地质情况和自然因素，还要根据布孔方式选定不同的钻探工艺。通常情况而言，如果钻探深度在10m 以内，通常会选择较为便捷或者简单的钻探技术。地质钻探不仅仅是获得水文信息和地质结构信息，还需要经过前期的地质考察、后期的试验评估等，此外，地质钻探中对于钻探技术和钻探技巧的编录同样具备一定的要求。

三、地质勘察工程钻探技术存在问题

1. 如今的勘察市场没有得到严格的科学化管理，并且投资量在逐渐减少。开发矿产所带来的经济效益和发展潜力是难以估量的，而它只能通过一份勘察资料来开展工作。矿产资源开发与其他的地产有着根本性的区别。通过调查总结近几年的探矿权转让情况，从中发现有许多机构为了获取更多经济效益而在勘察资料里弄虚作假，导致勘察市场的秩序混乱不堪，并且矿产投资者获取的经济效益达不到预期的效果，浪费心力，甚至血本无归，打击多方投资者的投资信心。

2. 虽然国家的财政状况较为紧迫，但是对于在矿产勘察上的投资力度并没有因此而减少，反而投资领域在逐渐扩大，然而，即使有国家政策的支持，我国公益性的地质勘察钻探技术工程依然在不断走下坡路，局面变得越来越紧张。

3.产能过剩。与国外的勘察机构相比，我国的地质勘察队伍的规模太过饱和，国家投入地质勘察工程的资金链从未中断过，并且根据其发展状况发布相应的政策。但是地质勘察队伍开展勘探的主要依据不符合国家发展的实际需要，他们依据队伍的总体人数来分配勘察工作。这种情况就导致了许多先来的勘察人员挤掉后来者的工作机会，致使矿产资源勘察产能过剩，包括在钻探技术和研发方面同样存在着上述问题，阻碍了我国地质勘察工作的发展。

四、钻探技术在地质勘察工程中的应用研究

随着我国经济的快速发展，地质工程钻探技术也取得了极大的发展，当目前为止，钻探技术和钻探装备都上升到了一个十分先进的水平，并且随着地质勘察行业钻探技术的不断应用，钻探技术将会朝着更高水平发展。地质钻探技术实质上就是在地表钻孔击碎地里的岩石，以此来获取相关的岩石信息，不同钻探工艺所起到的具体作用不尽相同，随着我国对钻探技术的投入力度不断极大，已经逐步形成了一套完整的技术体系，而当下最为常用的就是绳索取心技术、反循环钻探技术、液动潜孔锤钻探技术等。

1. 绳索取心技术。在地质勘察的过程中，提取岩心是必不可少的环节，而采用绳索取心的作业中，不需要额外使用任何钻杆设备，只在需要替换钻头或钻头出现故障的时候，需要使用钻杆作业。绳索取心的核心价值在于，在发生堵塞等现象的过程中，需要将岩心管确保装满，在提取岩心。目前实际情况来看，绳索取心具备高度的适应性和便捷性，因此能够适应不同的使用范围，该技术也能进一步确保取心质量，以最短的时间内产出最大的工作效率。除此以外，一旦钻探作业出现堵塞的现象，由于绳索取心技术具备打捞工具，能够有效避免器械之间的摩擦，保证取心工作的质量。绳索取心作业的过程中，不需要改变钻杆的高度，因此可以减少升降的频次，为后续的取心质量保障提供坚实基础，延长相关设备的使用寿命。目前我国在各项地质工程的具体推进过程中，均采用了绳索取心的相关技术。

2.反循环钻探技术。目前我国所采用的地质勘察手段中，反循环的钻探技术具体可被划分为两类，即水力反循环、空气反循环具体两个类别，其技术区别在于循环介质存在一定的区分。其中，水力反循环的钻探技术依托于泥浆以及泥水，通过循环介质的作用传导至孔底，使得被检测的岩心最终返回至地面结果，达到勘察目的。空气反循环的钻探技术中空气中属于循环介质，这种技术是在双壁的钻杆外管作用前提下，将空气传输至孔底，并且空气剧烈碰撞容易发生一定的冲击力，促使孔底潜孔垂猛烈撞击孔底岩石，而后钻杆把空气带回到地面，还会带回部分岩屑，应用所带回岩屑能够测量出所需数据。从本质上来看，水力反循环与空气反循环技术存在不同的优势与不足，施工单位需要具体根据实际情况来做出判断，选择最为合适的方法展开勘测，保证结果准确性。

3.液动潜孔锤钻探技术。纵观全球范围内，我国针对地质勘察中的液动潜孔锤技术研究相对最为深入，目前已处于全球的领先水平。液动潜孔锤的工作原理在于，通过冲洗液的作用之下，驱动潜孔锤向下压力，如果外界的能量波及，则会导致液动潜孔锤将能量传导至上层，达到钻破岩石的目的。根据以往的经验来看，冲洗液疏输送的最佳工具即为泥浆泵，通过钻头的前后运动，即可达到产生负荷的抵御作用。液动潜孔锤的钻探技术可以充分应用坚硬的岩石抗剪强度比较低与脆性较大特点，对钻探的复杂情况以及难以确保钻孔质量等问题进行解决。究其原因，在地质勘察中采取液动潜孔锤的钻探技术过程中，其始终处于高频作业状态，因此，该技术在岩质脆性比较大与坚硬岩层中应用效果比较好，但在具体的施工流程之中，还需要额外注重设备的紧固作业问题，确保泥浆质量的稳定性，如果出现潜孔锤的磨损现象，会带来极大的操作安全隐患，需要额外加强检查作业。需要注意的是，工作中要尽量选择润滑性较强且含沙量低的原浆，从而确保施工作业的成效。但潜孔锤作业方法存在一定的隐患，如果持续高强度作业容易引发使用寿命降低的问题。

4.组合钻探工艺。组合钻探工艺是一种融合多种钻探技术而形成的一种综合性较强的工艺技术，将绳索取心、反循环取样能技术相结合，最终形成一种效率更高、人工成本更为低廉的全新技术，该技术的适用范围也较为广阔，工作人员可以根据实际需求选择适当的钻探手段。

5.其他新材料技术。除去上述常用的钻探技术以外，一些新型材料也被应用地质钻探中来，例如在干旱地区采用的全新节水钻探技术，在钻头的研究上，利用超声波技术而制作出的高强度金刚石钻头，这些钻探技术根据不同的特性内应用于不同的地质环境当中，工作人员通过实地考察选择适当的技术，能够极大的节约钻探成本、提升钻探效率。

6. 钻探技术在地质勘察中的全面应用。地质勘察中钻探技术的应用十分广阔，在各个地质勘察阶段都能得以应用，然而不同的钻探方法具有不同的优缺点，其在使用过程中受到自然因素和人为因素的影响也不尽相同，不仅在钻进深度和钻孔目的上有着综合性要求，在钻进方法的选取上也存在一定的差异。所以在地质工程钻探技术的选择中，需要根据不同情况选择钻探方式，确保岩心获取效率。而在地下水文勘察中，则需要保证钻孔结构含水层的位置要求，在土层的钻探中，应该要以干钻为主，尽最大可能减少钻探路程。总体而言，我国的地质勘察工作已经进行了很长一段时间，逐渐形成了一套完整的体系，所以勘察人员在勘察过程中，要严格的按照相关工作规定开展工作，熟练度掌握专业知识和具体的操作流程，保证勘察的各项工作能够顺利开展。还有，要跟根据勘察工程的实际需要，制定出切实并且可行的规定，在地质勘察过程中，钻探人员要选择适当的取土方法和钻土类型，达到全面提升钻探效率的目的。

结束语：综上所述，地质勘察工程过程中对钻探技术的要求十分严格，并且钻探技术施工流程繁重、复杂。在开展实际钻探操作时，需要充分分析和考虑不同地质勘察工程的实际需要而选择适合的钻探技术，确保地质工程勘查的稳步进行。为了适应新时代发展的要求，我们必须要加强对钻探技术的开发和管理工作，不断地提高地质工程钻探效率，保证地质勘察的质量，促进我国地质勘查工程先进性、可持续性。