浅谈地质勘察工程中的钻探技术

浅谈地质勘察工程中的钻探技术

摘要：随着我国经济的蓬勃发展，对于各种能源的需求量大大增加，我国的地质勘察工程也逐渐发达。在地质勘察工程中，钻探技术发挥了重要的作用。钻探技术的不断改进，大大提高了我国地质勘察工程工程的技术水平。文章将对简述地质勘察工程的含义和特点，介绍一些地质勘察工程当中的主要钻探技术类型。

关键词：地质勘察工程；钻探技术；钻孔

地质勘察工程工程具有强烈的学科交叉性，与地质学、物理学、地质学、工程建筑学都具有密切的联系。在地质勘察的过程中，钻探技术具有举足轻重的地位。虽然我国的钻探技术水平比较低，相比欧美发达国家还有一定的差距，但是也在不断进步的过程当中。钻探技术的不断进步，带来的良好后果就是我国的矿物资源产量逐年增加。我国应当保持这种良好发展势头，尽快缩短与发达国家在经济上的差距。

1 地质勘察工程简述

地质勘察工程，就是通过勘探、试验、调查、测绘等手段，对目标地区的地质条件进行判断和评估，了解目标地区的水体、岩体、土体的分布情况和变化规律。了解了这些条件，就能够对建筑物的适应性、稳定性和环境演化性进行论

证、分析，为施工方案的确定和修改提供依据。地质勘察工程涉及多项工程技术，其中以钻探技术最为重要。通过钻探，地质勘察工作者能够了解当地的土壤状况、岩石类型、地下结构分布，有助于制定准确的工程建设方案。

在进行地质勘察的钻孔过程中，钻孔深度通常不超过10米。地质勘察人员从钻孔当中进行取样、观测、试验分析，能够有效了解目标地区的地质条件，比如土壤的质量、岩石的坚硬程度、地下水的流速和流向等等。这些信息都是确定工程建设方案不可缺少的信息依据。比如在建设工业建筑或民用建筑的时候，钻探孔的布置一定要考虑到建筑的轮廓线。而在建设水坝工程的时候，钻探孔的布置则要沿着水坝的轴线来进行。

2 主要钻探技术

2.1 反循环钻探技术

反循环钻探技术，又可以分为空气反循环钻探技术和水力反循环钻探技术。这种分类是因为二者之间的循环介质不同。空气反循环钻探技术利用空气作为循环节制，空气通过双壁钻杆的外管被输送到钻孔底部，由于体积膨胀而产生剧烈冲击力，推动钻孔底部的潜孔锤冲击岩石和土壤，冲击产生的岩石碎屑和土壤样品会随着空气回升到地面的过程被

带到地面，以供地质勘察人员进行分析研究。而水力反循环钻探技术利用水和你将作为循环的介质，利用水和泥浆的冲

击力来冲击土壤和岩石，并将岩石碎屑和土壤样品带回地面。

这两种技术各有各的优缺点和适用范围。空气反循环钻探技术的优点是劳动强度低，花费成本低，非常适合干旱地区的地质勘察，缺点是产生的岩石碎屑缺乏代表性，不能够完整地反映出目标地区的地质结构特点；水力反循环钻探技术则与其恰恰相反，得到的岩石碎屑比较完整，能够很好地反映出目标地区的地质结构特点，缺点是比较消耗水资源，花费成本更高，而且工作效率相对空气反循环钻探技术要低，适用于土质松软的地区。

2.2 绳索取心技术

绳索取心技术可以不利用钻杆就获取岩心，核心工具是装载岩心的岩心管。但是，如果钻头出现质量问题，不得不进行更换的情况下，获取岩心仍然需要用到钻杆。大部分情况下，绳索取心技术还是可以进行广泛应用的，具有极强的便捷性和适应性，还能够保证岩心的质量。利用绳索取心技术，钻孔的深度会比其他的钻探技术要浅，花费的时间比较少。如果发生了阻塞，还能够利用打捞工具取心，能够避免钻杆工具与岩心发生摩擦，提高了取心的效率。在绳索取心技术的过程中，钻头的升降频率比其他技术方式要低得多，钻头的使用寿命大大增加。

另外，绳索取心技术过程中劳动人员的工作强度比较

低，工作人员没有太过沉重的体力负担。在对坑道、冰层、天然气和固体矿产的钻探过程中，都可以应用到绳索取心技术。

2.3 液动潜孔锤钻探技术

这种技术的主要工作原理是利用冲洗液来提供液动潜

孔锤的动力，液动潜孔锤再带动钻头来进行钻探。向液动潜孔锤当中输出冲洗液，通常会采用泥浆泵这一工具。泥浆泵按照一定的频率反复将冲洗液输入液动潜孔锤，液动潜孔锤在冲击力和回转力的作用下，对地下岩石和土壤发起冲击。利用这一技术，钻孔的效率得到了极大程度的提高，同时成本却有所降低，非常适用于地下岩石硬度大、脆性大、抗剪强度低的施工地区。这一技术的施工重点是设备的紧固问题，冲洗液的质量也有很大影响。在选择冲击液时，要尽量选择润滑性强、含沙量低、粘稠度低的液压泥浆，这样才能保证钻孔的质量。另外，在这种技术模式当中，液动潜孔锤的工作强度很大，自身损耗速度较快，需要频繁地进行更换。所以，目前对这一技术的主要改进方向，在于提高液动潜孔锤的工作效率，降低液动潜孔锤的损耗速度，延长其使用寿命。这一技术主要应用于金属矿山、化工生产、石油开采、水电建材等领域。

2.4 其他钻探技术

组合钻探技术，就是讲上述的反循环钻探技术、绳索取

心技术和液动潜孔锤钻探技术组合到一起进行钻探。这一技术综合了上述三种技术的优点，能够根据目标地区的地质条件和钻探要求来进行钻孔，提高了钻探效率的同时也降低了钻探花费的成本。新型节水钻探技术也是一种新兴的钻探技术。这一技术是考虑到干旱地区的地质情况所产生的，利用超声波技术制造的金刚石钻头来进行钻探，不仅钻探效率极高，而且具有很长的使用寿命。新型冲洗液的研制也是一种改进方向，弥补现在通用的冲洗液容易在钻杆内部产生污垢的缺陷，对钻具进行保护。

3 结语

地质勘察工程能够帮助人们了解目标地区的水文、地质条件，为工程建设方案的制定提供完善的科学依据。钻探技术是地质勘察工程中的重要环节。由于各地区的地质条件不同，采取的钻探技术也有所不同。地质勘察人员要充分了解每一种钻探技术的优点、缺点和适用范围，在灵活利用的同时，不断对钻探技术进行改进，同时多方面完善钻探技术，比如制造新型钻头、研发新型的冲洗液，进一步提高我国地质勘察的钻探水平。

参考文献

[1] 罗爱.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].低碳世界，2014（13）：145-146.

[2] 李艳峰，赵文举.我国地质钻探技术装备现状分析及