地质勘查中钻探技术的选用钻探技术

168 编辑：中冶有色技术网来源：崔永涛

2024-03-04 15:31:01

摘要：在科技的不断进步下，钻探技术也在逐渐提高。在地质钻探时，可以应用的钻探施工设备越来越多，钻探质量和效率在不断提升的同时，施工成本也在不断降低。本文对工程勘察的内容、工程地质钻探的特殊要求、不同地质对钻探技术不同要求、工程地质钻探常用的钻探方法和设备以及钻钻孔技术的发展进行了分析和探讨。

关键词：地质勘查钻探技术

中图分类号：K826文献标识码： A

工程地质勘察可以检测出施工地的地质特征，包括其岩土性质，水源分布及岩石各层的情况，以便于工程施工前施工方案的设计工程进度的预算。工程地质勘察对重要的技术就是钻探技术，钻探技术的实施过程中，由于其面对的地质岩层机构性质的不同，钻探技术勘察的方法也有所不同，对钻探技术的选择，要根据地质岩石水源的不同性质来挑选，以确保选用的钻探技术方法适用于其勘察地质，保证工程地质勘察的效果，保证工程的施工进度与工程质量。

1 工程勘察

工程勘察的目的是深入了解工程施工地点的岩土水源情况的分布等信息，保对其施工地点的地质的属性进行分析试验，判断其是否符合工程施工建设的需求。在对工程施工地进行选定和勘察之后，需对勘察地岩土水源属性进行综合分析，根据分析结果制定施工方案，针对其施工地点的岩土水源等分布进行方案的选择和实施。在工程勘察中，钻探技术是最常用的也是最主要的手段之一，它是提取岩土，分析其内部结构的重要技术，是工程勘察中不可缺少的技术手段。钻探技术可以保证地质勘察中的勘查结果的准确性和快速性，尤其是对复杂地形的勘探，钻探技术可以深入岩石的内部，以保证深入分析岩层的整体构造，对工程施工的设计有非常重要的意义。

2 工程地质钻探的特殊要求

工程的地质钻探技术是工程建筑物设计更好实施的保证，和工程施工顺利进行的保证。所以，工程建设施工中对工程地质钻探技术的要求非常高，尤其是钻探技术对岩石内部采取程度的要求较高。总的来说，在工程地质勘察中，对工程地质钻探究技术对岩石内部的采取率不可以小于百分之八十，对岩层的软弱与断裂夹层的提取率也不可以小于百分之六十。所以，为了使工程地质钻探技术对岩石内部开采率有较高的提升，我们要对症下药，对不同岩土性质的不同对象采取不同钻探技术，以确保对岩心采取率的提高。例如，在对待软弱与断裂夹层时，应使用低钻速的方法钻进，并缩短其钻探钻程，选择钻探工具时，要选择干钻，以应对软弱与断裂夹层的特殊性质。为了保证准确地测定地下水位和水文地质试验工作的正常运行,必须按含水层的位置和试验工作的要求,确定孔身结构及钻进方法。对不同的含水层要换径并分层止水,加以隔离。含水层愈多,换径和分层止水的次数就愈多。一般钻孔要直,不能发生弯曲，孔壁要求光滑规则,同一孔径段应大小一致。这些要求在钻探操作工艺上给予满足。

3 不同地质对钻探技术不同要求

卵碎石层是的主要成为是粘性土壤，其粘力强，致使钻探技术实施时钻出的孔壁坍塌度不大，所以其比较适合用裸钻钻进，在对卵碎石层进行钻探的时，应注意对其孔壁的保护，可以使用套管护壁，而尽量不选择用泥浆对孔壁进行护壁。在实际工作中所遇到的卵碎石地层，多为以上各种要素的综合体，应根据密实度、充填物、含水量等的不同，在工程勘察钻探过程中根据钻探信息，及时调整和选用相应的钻1ef9f34d265b1c954e9656f2b67cf4ad探方法，从而提高钻探效率和钻探质量。对于松散的卵碎石类地层，其卵、砾石个体的活动自由度较大，套入条件较好，易钻进也易坍塌，适用跟管钻进，对于较密实的卵碎石层，卵、砾石个体活动的自由度较小，钻进中孔壁坍塌程度较小，适用于裸孔钻进,含水量较小的卵碎石层钻进时孔壁坍塌程度相对较小，若其较密实，适用于裸孔钻进，含水量较大的卵碎石层易于钻进，孔壁也易坍塌，护壁成为主要考虑因素，适用于跟管钻进，当地层为粘性土充填时，也可用裸孔钻进,考虑到卵碎石粒径大小在钻进中影响，钻具器材口径的选择应适当，口径太大或太小都难以取1ef9f34d265b1c954e9656f2b67cf4ad得较好的总体效果。通常正常钻进中选用127 钻具或146 钻具为宜，这样对于粒径小于岩芯管内径或钻头内径的卵、碎石个体，可正常套人钻进，对于粒径大于岩芯管内径或钻头内径的这类地层，可适当加大钻具口径或功用较小口径以破碎个体为目的进行钻进。

4 工程地质钻探常用的钻探方法和设备

工程施工中所需要面临的地质条件是非常复杂多变的，为应对不同的地质情况，地质勘察钻探技术也有不同方法和设备，以确保不同的地质条件下，地质勘察技术中钻探技术的顺利进行。地质勘察钻探技术主要可以分为四种，分别是冲击，回转，冲击回转和振动钻探者四种，其中，冲击和回转钻探是经常用到的两种。在工程地质勘探中主要采用冲击钻探和回转钻探:按动力来源又可将它们分为人力的和机械的2 种。机械回转钻探钻进效率高,孔深大,又能采取岩心,所以在工程地质勘探中使用最为广泛。目前,国内外正在大力革新钻探技术,逐步朝着全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合的方向发展。常用的钻探方法有：击入法:适用于较硬的土层中取样,又可分为孔外及孔内的轻锤多击法和重锤少击法。实践证明,孔内的重锤少击法取样效果好,效率高而且土样扰动小,压入法:适用于较软的土层中取样,又可分为连续压入和断续压入法。连续压入法是借助活塞油压筒或钢绳滑轮组合装置,将取土器一次快速均匀地压入土中,土样的扰动较小,当采用连续压入法无法将取土器压入土层时,则可采用断续压入法。振动法:当振动钻进时,可利用振动器的振动作用将取土器压入土中。这种方法对土样的边缘部分扰动较大。易受振动液化的土层不适用。

5 钻钻孔技术的发展

地质钻孔就是在在进行工程地质钻探时，使用钻探设备，在地下钻出一定深度且直径的较小柱状圆孔。通常情况下，钻孔的深度及直径大小取决于地质状况和钻孔用途。利用钻孔可以准确得到岩心、岩屑、矿心、液体以及气体的样品，获取其力学、物理以及化学参数在内的实际资料，勘探人员经过综合分析地下的地质状况，像地热、油气以及地下水等各种资源的数据信息，有利于地质工程的开展。

钻孔技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：

第一，在连通井技术的定向对接，钻孔测量时采取定向钻进技术，都需要加大使用力度，从而保证具有我国的自主知识产权技术成果。

第二，注重研讨天然气水合物的有关钻探技术，着力于钻井技术实质性的突破，使钻井技术更符合我国矿产勘探和开发的需求，减少对国外技术的依赖程度。

第三，井技术是地质钻探的关键，我国在制造钻孔设备的技术上还有待提升，主要包括在钻具、钻头以及钻机等设备，这就要求我们注重对研发水平的提高。目前，我国传统的高性能钻头和钻具的制造技术和研发技术已逐渐成熟，运用地质钻探的相关企业的经济效益也都得到了显著提升。例如轻质绳索取芯钻杆、强度高的合金钻杆、高耐久聚晶金刚石的复合片制成的PDC钻头、多级伸缩钻杆技术等都在地质钻探中成功得到了应用。受具体地质的影响，钻孔条件越来越复杂，这就要求对钻井的技术也越来越高，需要有些特定的钻机，以运用于特殊地质条件，具体要求就是操作自动化，运用质量可靠、高效节能的高质量钻井设备，紧密结合施工工艺。

第四，在进行地质钻探时，外部环境也复杂多变，因此对钻孔技术及钻孔工艺的要求也不同，施工人员在面临不同的地质和施工场地时，需要综合分析地质状况并结合经验，有针对性地制定具体的钻井技术。比如在进行取心钻井、定向钻井、坚硬地质的深孔钻井和坑道钻井时，尽量采取金刚石钻井技术,如果在软土层钻孔，可以使用振动钻、螺旋钻、机械静力成孔以及偏心套管钻井等技术,再如在比较坚硬的地质地貌钻井时，需要垂直钻孔并采取冲击回转式的机械成孔方法。现阶段，在选多地质勘探上钻孔技术都得到了很好的应用，发展前景广阔。

6.结语

科技的不断发展及对矿源的不断寻求，这就对钻探技术的要求越来越高。钻探技术在海洋地底钻探、地殼矿源开采及月球表面钻探等方面的延伸，促使钻探技术的更快发展，丰富了地质钻探的理论体系，为我国的新能源开发、地质灾害的防治方面做出了重大的贡献。

参考文献:[1]张嘉峰.浅谈地质勘察工程中的钻探技术[J].科技创新与应用，2013(30).

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