钻探技术在地质勘察工程中的应用探讨郭军

钻探技术在地质勘察工程中的应用探讨郭军

郭军

湖南省煤炭地质勘查院湖南省长沙市410000

摘要：随着时代的发展，科技的进步，越来越多的新手段、新技术、新措施被应用到地质勘察工程之中，全面提升了地质勘查工程的勘察效率与勘察质量。而在这之中，钻探技术也发挥着更加重要的作用。钻探技术有着较为精准的分析能力，能够对地质情况的分布规律进行精准的揭示，因此其也成为了地质勘察的重要手段。本文作者根据自身研究钻探技术多年的实际经验，对钻探技术在地质勘察工程之中的应用展开了深入的调研与分析，并根据实际情况，提出多种钻探技术在地质勘察工程之中应用的要点，以及钻探信息获取的重要性，希望能对相关行业的从业人员起到一定的启发作用。

关键词：钻探技术；地质勘察工程；应用

一、地质勘察工程的概要

地质勘察工程主要是指，通过现场试验、勘探测绘等多种调查方式，对相应的工程开展调研分析工作，从而获取与工程相关的岩体、水体以及土体的数据信息，并通过这些数据信息来找到相应的变化规律和空间分布情况，从而对工程的稳定性、适应性以及环境的演化性进行全面且深入的论证，这些论证能够作为施工设计提供必要的数据支持和理论依托。在这之中，最重要的勘察手段就是钻探技术，尤其是应用在碎石土、岩溶与砂土等较为复杂的地层之中，钻探技术有着更高的准确性和可操作性。同时，钻探技术也能够为测试孔内原位与岩土样品采集提供协助与支持。如果采用的钻探技术与地质勘察工程的要求不符，就会导致采集到的力学参数准确率降低，也不能够作为地层结构分析的主要依据。同时，在我国的地质勘察之中，往往会出现勘察报告鱼目混珠的情况下，对于工程建设的总体质量起到了一定的不利影响[1]。

在安排钻孔施工的过程之中，相应的人员应该能够对施工现场的地质情况有着一定的了解，根据工程项目的实际特点进行具体分析，进行钻孔施工方案的确定。比如说在民用建筑工程或者工业建筑工程之中，其布孔过程必须严格按照当前建筑的轮廓线进行布置，而水坝工程在布孔时，则应该按照水坝的轴线进行布置。

二、钻探技术在地质勘察工程之中的应用分析

在地质勘察工程之中，钻孔的深度往往在10米到几千米之间，因此在选择钻探方法时，应该根据实际的需求选择较为轻便的钻探设备。钻孔的作用较多，在钻孔施工的过程之中，不仅能够了解到施工现场的水文地质条件，也能够了解到施工现场的地质结构和地层组成，也就是说，对场地进行观测、取样与实验的过程之中，需要钻探技术的辅助。由于钻孔构造之中的编录、观测和钻进方法较为特殊，因此施工人员也要注意其钻孔构造的特殊要求，选择合适的钻探方式来满足其不同的要求[2]。

（一）反循环技术的应用

一般来说，反循环钻探技术分为水力反循环和空气反循环两种形式，二者之间最主要的差别在于循环介质的不同。水力反循环的循环介质往往是泥浆或者水，其循环的方式在于将相应的介质输送到空地，通过取心钻头的方式来获取柱状的岩心，岩心会被钻头带动回到地面之上；空气反循环的循环介质一般为空气，空气会在双壁钻杆的作用下输送到孔底，而在这个过程之中，空气会产生较为猛烈的膨胀作用，从而形成一个较大的冲击力，使孔底的潜孔锤猛烈的碰撞孔底的岩石，钻杆在将空气带回地面时会将潜孔锤撞下的岩屑带回到地面，通过对于岩屑的实验能够获得相应的技术资料。这两种反循环技术都有着各自的优势与劣势，水力反循环技术能够通过获取柱状岩心，岩石的资料较为完整，而所需要的人力资源较少，能够全面提升地质勘察工程的准确性，然而却会消耗大量的水资源，同时工作的效率较低，无法对时效性进行保障；空气反循环钻探技术所需要的人力资源和物力资源较少，钻探的效率也更高，然而所取的岩层资料有一定的局限性，勘察的精准程度难以得到有力的保障。一般来说，水利反循环技术更适用于要求参数精准程度较高的地质勘察工程之中，而空气反循环技术则更适用于要求岩层变化判断时效性较高、水资源储备较少的地区使用。反循环技术更适用与地质勘察的取样环节，不仅能够对于松软和塌陷的底层进行勘察，同时也能够对于水文水井进行勘察，在复杂地层的注浆施工以及锚固施工也可以利用反循环技术进行辅助施工。主要的原理在于利用钻杆的隔空性能对孔底的情况进行有效的了解，从而提升成孔的质量和效率。反循环技术拥有着较为可观的应用前景和良好的经济效益，这也使反循环技术在野外钻探生产之中得到了广泛的应用。这种技术不仅仅局限于固体矿产的勘察，同时对于水文地质勘察、石油物探勘察、软土地基处理、地质灾害预防、工程地质勘察、降水孔的施工都有着相应的应用空间，而在水资源不够丰富的干旱地区，更能够体现出反循环技术的技术优势[3]。

（二）液体潜孔锤技术应用

我国对于液体潜孔锤技术应用的研究处于世界领先水平，有着完善的技术理论知识体系和丰富的技术应用经验。这种钻探技术的应用要点在于，首先通过冲洗液来推动液动潜孔锤系统，当外界的力量对于液动潜孔锤造成冲击时，潜孔锤会将这些力量转化为机械能传送给钻头，钻头，钻头就具备能够击碎岩石的力量。而在施工过程之中，可以采用泥浆泵进行冲洗液的传输，在钻头的重复性运动之下，能够产生一定的冲击负荷。液体潜孔锤技术是回转钻探技术的优化技术，能够在回转力与冲击力的作用之下，极大程度的提升钻探的效率与质量，同时也能够减少钻探技术应用时需要耗费的人力资源和物力资源，极大程度上降低了钻探成本。

三、钻探信息对于钻探方法选择的影响

钻探技术是当前地质勘察工程之中最常用的技术，因此一定要确保钻探信息的准确率，从而确保多种地质勘察资料的精准程度。所谓的钻探信息，也就是指，应用钻探技术之中，为了提升钻探的效率，提升地质勘察工作的勘察质量，要能够使勘察人员对于勘探过程进行确切的表达，表达的内容就是钻探信息。在地质勘察工作进行之中，技术人员往往会对于砂层和碎石土层进行勘察，在钻探过程之中，技术人员必须要一次性将钻头钻进到指定位置，在这之后，技术人员也要能够获得更加精准的勘察信息，比如说土层之中颗粒的组成以及土层的密实程度等等。同时要注意的是，钻探技术的应用时，可以根据地质勘察的情况进行钻探方法的选择，一般来说常见的钻探方法有螺旋取样法、锤击取芯法和回转取芯法等等，在勘察过程之中，只有科学合理的勘察方法选择，才能够提升地质勘察工作的准确率，而钻探方法选择是否合理决定于钻探信息是否准确。一般来说，影响到钻探信息的准确性有两方面因素，第一方面的因素为岩心采取率的影响，另一方面因素在于回次进尺率的影响[4]。

四、结束语

本文通过地质勘察工程的概要入手，深入而又全面的分析了反循环技术、液体潜孔锤技术等先进钻探技术在地质勘察工程之中的应用要点，并提出钻探信息对于钻探技术应用的重要性。通过上述的分析我们可以看到，钻探技术应用在地质勘查工程之中，具有一定的复杂性，涉及到的内容较多，而由于不同的地质勘察工程的实际情况往往存在着较大的差异性，这就要求我们能够选择更加科学合理的钻探技术解决地质勘查工程的实际问题。在我国当前严峻的资源形势面前，相关技术人员更应该能够掌握钻探技术的技术要点，明确钻探技术的知识体系，提升自身的钻探技术，从而推动我国地质勘察工程行业的深入发展。

参考文献：

[1]陈家斌.钻探技术在地质勘察工程中的应用研究[J].商品与质量，2018，（26）：238.

[2]付兵勇.试论钻探技术在地质勘察工程中的应用[J].大科技，2016，（5）：205-206.

[3]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，2015，（9）：147-148.

[4]邹红魁.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].大科技，2016，（2）：156.