地质勘察中钻探技术的方法以及应用探讨

梁彦

摘要：随着社会经济的进一步发展，地质项目勘察活动为社会经济带来了丰富的矿产资源。在地质项目勘察的全过程中，其工作含有较高的技术性，对勘察效果起决定性作用的方式就是钻探技术，所以，仔细研究地质项目勘察过程勘探技术的方式及运用，有利于促进我国地质项目勘察活动的进一步发展。

关键词：地质工程;勘察工作;钻探技术;应用分析

随着国家对矿产资源需求量的逐渐增多，矿产资源的挖掘也成为社会关注的重点。在地质项目勘察中采用钻探方法，取得样品，通过研究样品以及样品测试在地质勘察中起到了重要的作用。

1.地质项目勘察分析

地质项目勘察主要采取技术性方式，对相应的地质条件进行测量、勘探和调查。在地质项目勘察阶段，钻探技术属于一项十分关键且科技含量很高的勘查方式。利用勘探技术，能够对测试孔内的原位及岩土、矿体进行采样，为整个地质项目勘察工作提供完善且精确的勘查信息，尤其是在勘察烦琐的地层结构时，若未科学的选取钻探技术，针对其地层结构也不能进行精确分析，进而影响到对其地层力学等参数资料的获得，因为其数据获取存在不足，对地质项目勘察的报告也会造成影响，极大阻碍到后期工程施工的质量，使得其项目存在诸多安全隐患。

2.地质项目勘探工作的使用条件

2.1科学分布勘探项目钻孔模式

在分布勘探项目钻孔时，不仅要全面思考施工场地的地质条件，而且还要根据工程本身特性与类型。

2.2钻孔应用途径多元化

钻孔应用途径有许多，比如，能够利用钻孔对项目地质状况、地质结构、水文条件进行了解，而且还可以实现长期勘查、采样和测量等工作。同时还有很多测量工作需要和钻探施工同时进行，因此进度比较缓慢。

3.地质项目勘察过程勘探技术的运用

随着社会经济的发展，急需大量能源的支撑，所以，针对矿产资源的需求量非常大，并且还在不断增多，为满足该种需要，国内的钻探技术也取得了显著发展及进步。

3.1绳索取芯方式

绳索取芯方式的特征主要是在不采用钻杆升降的基础上，能够轻易地取出巖芯。一般情况下，仅在钻机钻头产生故障时才需要利用钻杆。在钻探过程，经岩芯管来填满岩矿芯，不用把钻孔内的钻杆提出地面。借助设备内的专用绳索打捞出岩芯管嘲。利用该种钻探方法，能够获得很多的钻探时间，较大限度上提高了钻探效率。该方法是目前比较常用的一种钻探手段，利用该技术能够提高取芯效果，在钻探过程出现阻碍时，能够得到及时解决，降低了矿芯与钻杆之间由于阻塞引起的磨损。因为其技术特征，能够不采用钻杆升降来进行取芯工作，能够增加其钻头的应用期限。另外，针对钻探者的劳动强度也有较大限度上的改良，该技术的运用主要是面对坑槽、石油液化气、冰层以及固化矿体等进行钻探处理。

3.2液动潜孔锤方式

我国针对液动潜孔锤方式的探究与运用，在国际排名十分靠前。这项技术的研发主要针对回转钻探方式，且在其设备内添加了冲洗液，使之对液动潜孔锤加以驱动，在其锤身遭到冲击后，会令能量最大化的输送给钻机钻头，促进岩身的破岩处理[3]。液动潜孔锤方式通过改进回转钻探方法，使回转力产生一股强大的冲击力，令钻头破碎高硬岩，在提高钻进效率的基础上，还节省了钻孔费用。另外，液动潜孔锤方式能够按照坚硬岩体防剪度低与脆性大的特点，对于地质条件比较烦琐的地形展开钻探。值得注意的是，在采用该项技术时，为了可以解决高频振动，要求加固钻探技术。而且，为了降低液动锤的损坏，在运输冲洗液时，保证其液压浆液维持较小的黏稠度，管理好其冲洗液内的含砂量，使之具备较高的润滑效果。液动潜孔锤方式针对那些小口径岩芯钻探工作，在水中爆破和锚固施工中取得了广泛使用[4]。目前，我国对于该技术的开发，主要是基于高强度工作条件与提高潜孔锤水平。相信今后其技术的开发，将在矿山地质勘探、石油天然气勘探等方面得到大规模使用。

3.3反循环钻探方式

反循环钻探方式主要是通过循环媒介形成冲击力，并使之作用于孔下潜孔锤来钻探。针对其技术来说，能够分成水力反循环技术（图1）与空气反循环系统。 水力反循环系统是指用泥浆或是水用作钻探方式的循环媒介。利用钻杆将其介质传递到孔下，能够使钻头得到柱状岩心，且可以随着钻头的提高而将之带回到地面。空气反循环系统是指通过压缩气体，并使压缩之后的空气作为循环媒介，利用双壁钻杆外管把通过压缩之后的气体传递到钻孔下，使之在压缩气体的膨胀作用下产生较强的冲击力并对孔下潜孔锤展开驱动式钻探。空气反循环系统能够在完成气体作用后，把岩石碎块经钻杆中心渠道带回地面，便于采样研究其岩体。在选用何种媒介进行循环分析时，主要结合钻探需要和本地工作条件来决定。水力反循环系统能够通过钻探获得比较完整的岩块，提高了取芯质量的基础上，还减小了工作强度，能够用完整的岩块来研究地质环境。而空气反循环系统的钻探效率较低，并且所耗损的能量很大。在地质项目勘察采样中，采用反循环系统，比较适用在水文水井和一些比较疏松坍塌地层勘察，还能够将该技术使用在比较复杂地层的加固与注浆过程。空气反循环钻探方式，在缺水干旱区域比较适用，并且能够节省钻探成本。但在岩体取样上存在诸多问题，不能利用岩样来真实体现所勘察地层的构造。

3.4组合钻探方式

针对组合钻探方式，更正确的说法是通过工艺来形容。由于该技术是由以上几种钻探方式组合形成的，其钻探方式既具备各钻探技术的优势，还能够结合不同地质环境与钻探需求来选用合适的钻探手段，在提高了工作效率的基础上，还减小了劳动强度及钻探费用。

3.5其他钻探方式

文章所介绍是目前比较主流的地质项目勘察钻探技术，有些厂家研制出了一些新型的钻探方式，能够在一些独特的地质环境下应用，例如节水钻探工艺，主要是根据干旱区域的环境所开发的钻探方式;再者，为提高钻探效率，通过超声波技术来生产金刚石钻头，使之钻头应用期限得到了极大提高，并且还可以提升钻探速度。

4.地质项目勘察中常见的钻探方法

由于在地质项目钻探过程，所遇到的地质条件较为复杂，因此，需要结合不同的施工条件，科学选用地质勘探方法，确保在不同地质条件下顺利进行钻探工作。一般情况下，在地质项目钻探中，主要采用的钻探方式包括两种：钻探工艺中冲击与回转钻探。这两类技术会按照动力来源加以划分，划分模式有人力与机械两类。其中，机械途径能够提高钻探效率，对钻进深度进行科学控制，从而实现地质项目勘察的广泛使用。对于不同地质钻探方法应用时，能够科学选用钻探方法与设备，主要包括三种：其一，击人法。该种方法主要划分为孔外轻锤多击法与孔中重锤少击法两类。一般情况下，都能够应用与地质坚硬的采样过程，而且孔中重锤少击法采样效果更好。其二，压人法。这种方法主要应用于地质较为柔软的条件下，其主要划分为持续压人法和间断压人法。其三，振动法。这种方法主要是利用振动器，在受到振动作用时，将取土器压人土质内，从而完成取样工作。

5.结束语

总之，地质项目勘察中采用的钻探技术属于一项比较复杂且技术含量高的工艺。在钻探过程，需要根据不同地质项目勘察要求科学选择技术，既能够提升取芯质量，还可以减少钻探劳动量与成本。希望通过人们的经验积累与钻探技术的开发，为国内钻探技术的进步做出一定贡献。

参考文献：

[1]霍峰森.地质工程勘察中钻探技术的方法以及具体应用[J].西部探矿工程，2018，30（05）：129-130+138.

[2]常新.地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用分析[J].黑龙江科技信息，2017（08）：104.

[3]高冲.浅谈在道路桥梁地质勘察中钻探技术的应用[J]电子测试，2016（17）：142+26.

[4]吕江漫.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J]资源信息与工程，2016， 31（03）：112-113.