[科学技术]浅谈工程地质勘探中的钻探技术

高中华

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

0引言

工程地质钻探是一项工程量较大的工程，需要全面的勘察对应的地区和地形地貌，目的是对地区的地质、矿产含量以及地形地貌等数据资料进行前期的分析，并且在已经掌握材料的基础上深入到现场进行实地勘察。一般来说，开展地质钻探时候要尽可能的避开地质条件恶劣的地段，测量四周建筑物高度和深度，整合与分析一些不良现象，充分考虑地壳变化引起的不良因素，还需要采取一些措施给予防护。除此之外，工程地质钻探可以快速有效的对工程目标进行勘察，对各个区域的地质情况进行了解，以此为工程施工提供一些有效数据，达到节约工程施工成本、加快建设进度的目的。

1.工程地质勘探钻孔类别及适宜因素

对于钻孔的类别而言，包含了钻孔的方位和角度。钻孔角度指的是钻机立轴钻杆以及地平线的夹角，因此被称作钻孔的倾角。对于勘探工程地质而言，为了获取丰富的地质材料且降低了钻探的工作量，对于钻进的方位而言，应当接触各种岩性。

1.1直孔

直孔的倾角是90°。对于工程地质钻探而言，这一类型的孔大多运用于寻找岩浆岩、岩石、基岩的缓倾角度、厚度和性质的断裂及沉积，而对于压水测验的钻孔而言，大多运用铅直孔进行执行。

1.2斜孔

斜孔的倾角应当小于90°。在钻孔倾角小于90°时，应当阐明钻孔具体的位置。例如对于沉积岩的岩层而言，当其通过钻探技术进行操作时，钻孔在角度方面更应当超出65°，在钻进时需要选取岩层断层带反向的点。斜孔勘探大多使用在水电以及水利工程方面的地质勘探中，如此则十分有利于掌控水利工程的地质结构。假如对于峡谷乃至河床等一些较窄的工程而言，则应当通过斜孔钻进的方式进行，如此不但能够有效掌控河床的构造，还可以免除在河的核心位置较难布孔的状况。

1.3水平孔

水平孔在倾角方面来讲，大多数为0°。水平孔普遍用于平铜以及石门的延伸方面，可以对河谷的斜坡处用来勘探岸坡地质构造。

1.4定向孔

对于工程地质勘探而言，依照工程地质的真实状况，通过一些较为先进的技术方式，使得钻孔的方向因为深度的转变而变化，从而进行钻孔的定向钻入，定向钻孔在角度方面需要大于60°。在对上缓下陡一类的岩层进行钻孔作业时，钻孔需要具有一定的深度间距，如此才可以在相同的钻孔中掌控多个定向孔，在同一个岩石层进行钻入，定向钻孔的方位应当与岩石层呈现垂直的状态。定向钻孔的工艺操作从环节上来讲较为复杂，在运用时可以采取一个钻孔中掌握不同定向分支孔的方法，对钻孔进行定向。

2.工程地质勘探中的钻探技术分析

钻探技术的应用已经较为普遍和广泛，在工程地质的勘探中发挥着越来越重要的作用，国家也因此投入了巨大的人力和物力资源，不断的发展和改进钻探技术，提升钻探的探测水平和能力，扩展技术的应用空间和使用途径，通过完善不同的钻探技术应用方法，来满足不同工程地质勘探的需求，利用这些衍生出的技术就可以解决很多出现的新问题和缺陷。

2.1绳索取心技术

钻井技术的一般应用要求钻杆的使用到核心，但核心技术是利用绳索可以省略钻杆取出，可核心极其快速的采集，使用这种技术的主要原因是钻头的损坏或故障不能正常工作，能熟练使用绳以通过钻芯，采用钢丝绳作为钻的原因使问题的解决，主要核心的基础上可以快速提高访问速度，和不同的钻井，只要现有钻杆芯可以删除，操作安全方便，更重要的是钻一个较大的故障不能正常工作，核心可以顺利取出，完成了关键的RING操作、绳索取心技术已成为最常用的和很宽的钻井技术的应用，当然，这也与这一技术在钻孔，钻孔深度较浅，工程量很小，但非常高的可靠性，提高施工效率和质量，在钻井工作的过程，很少有错误或异常，可行性高，无钻井可以成功完成收购核心操作程序，节省了大量的工作时间和精力，降低钻井设备的损耗和老化的速度，节省了时间成本和设备损耗成本，应用程序本身比较简单实用，属于一种罕见的技术。

2.2反循环钻探技术

反循环钻进技术一般分为两个方面，水力反循环和空气反循环，这两种技术根据不同的循环介质划分。介质空气反循环钻进技术的空气，用双壁管，将空气输送到孔底，在运输过程中，空气会膨胀，产生冲击力，从而驱动潜孔锤在底部运动。岩屑利用空气通过钻杆通向后台中心，勘探人员可以收集并对碎片进行研究。泥浆或水为介质的水力反循环钻进技术、泥浆或水向孔底，取心钻头可在核心获得，然后钻芯一起回到地面，和空气反循环钻进工艺的原理。但相比水力反循环钻进技术、空气反循环钻进技术可以实现更好的钻探结果，但成本相对较低，但也在一定程度上降低勘探人员的劳动强度，反循环勘探技术更适合在干旱地区，但反循环有一定的弊端，不能对勘探地层如实反映。

2.3液动潜孔锤技术

液动潜孔锤钻探技术在我国取得广泛的运用，技术较为熟练，尤其在回转钻探技术方面。回转钻探技术指的是利用转盘、回转器、动力头号设备对钻杆进行驱动，然后拉动钻头进行回转。通过轴向的钻头会令压力過大，回转中会将岩石击破，从而将岩心取出，回转中的速度会由于钻机的差异而不同。液动潜孔锤技术转变了钻头能量的驱动方式，透过冲洗液使液动潜孔锤受到冲击，则会将能量转移至钻头，从而令钻头产生轴向压力，冲液压能够经由现场泥浆泵进行配送，在回转力以及冲击力的作用下，降低了打孔的成本，较为适合在岩石硬度较高、抗剪力较强条件下使用。

2.4组合钻探技术

这是一项关于复杂地势构造的技术，其融合了反循环取样以及绳索取心的技术，然后形成较为综合的钻探技术，具有较强的应用性。这一技术对地质环境适应性较高，复杂地质环境下也能够使用，并且提升了钻探的效率，减少了工程的成本。

2.5新型钻探技术

在钻探技术发展过程中，许多新材料、新工艺应用于钻探技术，如采用新技术提高钻头钻速和寿命，超声波电镀技术制造金刚石钻头，这种钻头更适合在干旱地区，优点可以使钻探效率明显提高，延长了使用时间。

综上所述，开展工程地质勘探过程中钻探技术工艺呈现出复杂性、多样化的特征，且涉及的应用非常广泛，所以进行地质勘察工作时需要结合实际情况，选择适合的钻探技术，从而实现良好的效果，作为勘探人员要对钻探技术的相关知识进行全面熟练的掌握，提高技能和素质，推动我国钻探技术更加全面和持续的发展。

参考文献：

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[2]罗康平，熊志文.工程地质勘探中的钻探技术应用探析[J].科技风，2019（18）：116-117.

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2021/12/09