工程地质勘探中的钻探技术

【摘 要】随着我国经济的迅速发展,我国的科学技术也有了很大的进步,在地质勘查方面的技术也有了一些新的发展,不仅在施工技术方面有了新的提高,在管理措施方面也更加成熟.在地质勘探中,为了能够获得更加精确、全面的地质资料,就要求我们在以后的工作中要学会使用新方法与新技术,并且要用新标准来优化勘探技术.本文主要从工程地质钻探的主要特点及适用条件、工程地质钻探的一些特殊要求、钻探技术的具体分析等几个方面来研究钻探技术.

【关 键 词】工程；地质勘探；钻探技术；特点及条件

1前言

我国目前在地质勘察中,最常用的一种手段就是工程地质钻探技术.这种技术所使用的主要动力机械包括泥浆泵、钻机、动力机等,所使用的辅助器具主要有钻杆、钻头等.在施工中,为了保障工程能够正常的运行,就必须在施工之前对工程的地质进行准确的勘察,由于钻探工程最主要的目的就是要通过对施工现场的土质以及岩石层来进行各种测试,从而提取本工程中的各项地质参数,这种做法就可以有利于工为程的施工建设以及工程的设计规划来提供一些较为准确的、全面的参考数据.

2工程地质钻探的主要特点及适用条件

2.1工程地质钻探的主要特点

在工程地质勘查的过程中,最常用、也是最基本的勘查手段就是钻探.在不同的工程地质条件下,或者是对于不同类型的建筑物,又或者在不同的勘查阶段,只要是能够布置勘探工作的地段,在一般情况下都采用的是钻探的方法.这种方法主要有以下四个特点：第一,要注意钻孔的布置,要结合工程施工的类型和特点,并且要考虑到施工地段的自然地质条件进行钻孔.例如对于工业建筑与民用建筑来说,需要按照建筑物的轮廓线来进行布孔,而对于水坝来说,就应该顺着坝轴线来进行布孔.第二,除了一些大型的水利工程、埋度较深的隧道以及为了了解某一地区专门的地质问题（例如为了控测深岩溶）需要进行较深的钻孔以外,其他工程的钻孔深度一般都不会太大,钻孔的深度都平均在九米与十一米之间,所以通常只用财通轻便的钻机与简易的钻探法即可.第三,钻孔的目的不仅仅是为了查明本地区的地质结构、地质与水文条件以及地层岩的属性,还需要对其进行取样,做长期的观察和各种试验,因此说钻孔的目的是具有混合性的.由于一些试验通常都会与钻孔同时进行,因此会导致进尺的速度相对缓慢.第四,工程地质钻探有一些特殊的要求,主要表现在对钻孔的结构、钻进的方法、钻进的过程中进行观测编录等.

2.2工程地质钻探的适用条件

与坑探或者物探相比较起来,钻探具有不受地形或者地质条件限制的独特的有点,并且可以在任何环境下进行.钻探最突出的优势就是钻探的精确度很高,同时能够直接观察到岩心,并且能够采取样本；钻探还不会受到地下水的限制,勘探的深度很深,可以钻进的速度也相对较快.

3工程地质钻探的一些特殊要求

工程地质钻探有很多综合性的目的,是为了工程建筑的设计和施工怎么写作的.因此在钻孔的结构、钻进的方法与进程中的一些观测编录等一些方面都有着特殊的要求.在工程地质钻探的过程之中,对于岩心的采取率有很高的要求,一般的岩层的采取率不能低于80%；而对于工程建筑物中非常重要的断层破碎带和软弱夹层的采取率也不能够低于60%,并且一般不容易取得岩心.要想获取较高的岩心采取率,就要针对不同的勘探对象采取一些不同的钻进方法.

4钻探技术的具体分析

地质钻探技术简单来说,就是通过对地下进行钻孔从而打碎岩石的一种施工方法,同时,地质钻探技术是一种对地下岩层材料信息和实物资料,以及矿石品位的评价和计算储量进行验证、取得的一种重要的技术手段.由于钻探的目的不同,所使用的钻探工艺与钻探装备也不相同.目前,我国对钻探技术投入了许多人力、物力和财力,使我国的钻探技术逐渐形成一个技术体系,例如绳索取心技术、新型的节水钻探技术以及反循环钻探技术等.

4.1绳索取心技术

这种技术不用使用钻杆就可以直接把岩心取出来,如果使用这种技术用到钻杆的情况,也只是因为钻头出现了问题或者是需要更换时才会使用.它的核心部分主要是灌满了岩心管的岩矿心或者是在钻杆堵塞的时候进行打捞的工具,把钻杆里的岩矿心取出之后,就不用再提升钻杆柱了.

优点：现在使用最多的就是这种技术,因为这种钻探技术钻进的深度比较低,取心的质量却很高,可以提高钻进的效率,从而节省了钻具在升降时所花费的辅助时间.这种技术在发生阻塞时也可以及时的进行打捞,大大避免了矿心与钻杆之间的摩擦,提高了取心的效率.同时,使用这种技术可以减少钻具的升降次数,可以增加钻头的使用寿命,并且减轻工作人员的劳动力度.

适用性：由于这种技术有很多优点,所以使用的范围非常广,几乎在各种专业领域都可以使用,例如对石油天然气的钻探、对冰层的钻探、对固体矿产的钻探以及对地热的钻探等.

4.2反循环钻探技术

反循环钻探技术根据循环介质的不同,可以分为两种.第一种是空气反循环钻探技术,它是把压缩空气当做循环的介质,使用双臂钻杆外管把这些压缩的空气送入钻孔低,由于空气的剧烈膨胀形成冲击力,从而使孔底的潜孔锤作用于岩石上,在空气作用之后就会通过钻杆的中心又重新回到地表,这是就会夹带一些岩心的岩屑,这些岩屑就成为钻探取样的样本,对这些岩屑进行化验即可；第二种是水力反循环钻探技术,这种技术是把泥浆或者水当做介质,与空气反循环技术的循环方式一样,利用钻杆把介质传送到孔底,取心钻头得到岩心之后从而将其携带回地面.

优点与缺点：首先,空气反循环的劳动强度及成本都很低,可以提高钻探的效果,并且能够对岩层的变化进行及时的判断,比较适合在一些缺水的干旱地区来钻探.但是这种方法是通过取得岩屑来作为岩样的标准,这样就不能够对地层的结构及一些缺陷进行如实的反映.而水利反循环技术所钻取的岩心比较完整,取心的质量比较高,工人施工的劳动强度也很低,并且通过取出的岩心能够很准确的进行岩层的判定.但是其缺点是钻进的速度与效率不是非常高,比较耗能.

适用性：反循环技术比较适合在地质勘查的取样工程中使用,这种方法可以勘察比较松软、塌陷的地层,也可以勘察水文水井,或者是复杂的注浆,主要是通过钻杆的隔空性来对孔底的情况做出判断,达到顺利成孔的目的.

5小结

工程地质勘探技术与其他的一些钻探技术不同,它的方法多种多样,具有勘探的目的较明确,并且技术较为先进等特点.在不同的地质条件下应该选择不同的地质钻探方法,所以相关部门在今后的工作之中,应该进行不断的学习、不断的创新,对钻探技术有更加深刻的认识.