工程地质勘察中钻探技术的应用分析

2017-09-11王贺宁

科技视界 2017年12期

关键词：工程

王贺宁

【摘要】中国国土面积达到九百六十三万平方千米，幅员辽阔，而且地形地势西高东低，呈阶梯状分布；地形多种多样（有高原、山岭、平原、丘陵、盆地），山区面积广大。正因此，我国地质勘探工作可谓是十分重要，它可以预测地震、寻找、勘探各类矿产，避免灾害性的滑坡，研究古生物的演化等等。特别是在21世纪，中国经济腾飞，给地质勘察工作提供了一个良好的平台。既然是研究地质，那么必然少不了工程地质勘察中的钻探技术本。文主要介绍了工程地质勘察中，钻探技术的几大类型、其所需设备以及应用方法。

【关键词】钻探技术；简析；工程

0 引言

中国可谓是资源大国，在经济高速发展的国情下，我国所需的矿产资源可以说是越来越多，因此工程地质勘察工作也变得更加重要起来。同时，我国作为后起之秀，虽然在工程地质勘察工作方面已有很大成就，但与一些发达国家相比，仍存在较大差距。那么对于工程地质勘察工作来说，最重要最直接的手段便是钻探技术，因其具有高效、快捷、准确等的特点。虽然古代的钻探技术的目的是找盐找水，但其与现代的钻探技术可谓是大不相同，现代的钻探技术和钻井不一样，钻探在钻的过程中以探为主，钻的大部分孔都要取岩心，从而进行分析研究。

1 工程地质勘察特点

特点大致是下面四个：1）首先，工程地质勘探的对象便是土地。那么在进行一系列专业操作之前，首先需要对要研究的地形进行分析，作出合理的判断，从工程地质勘察中多种钻探技术中正确选择出所需要的方法。2）第二点就是钻探在钻的过程中以探为主，因此采样比钻孔更重要，同时也就要求在采取岩心时，钻孔不必太大，尽量保证小于十米，这样可以在不破坏地质结构的同时对其进行研究。3）工程地质勘察中的钻探技术目的是探，手段时钻，但是这并不意味着钻孔不重要，钻孔也是一件十分讲求技巧的工作，在哪里钻孔，大概要钻多深，都需要研究人员作出合理判断。同时，钻孔的功能并不是只有采样，通过它还可以了解当地的水文特点、地质灾害等等。4）对于较为复杂的地形，勘探工作就必须要格外小心地进行，对钻孔技术要求也会更高，如果技术不过关，不仅对技术人员的人身安全造成威胁，而且对所要研究的地形得出的结论也是不可信的。

2 工程地质勘察中钻探技术的相关应用

可以说，钻探技术在地质勘探中的应用是极其广泛的。首先来说资源勘探，我国国土辽阔，物产很多，资源丰富，钻探技术可以探查资源，对我国未来的发展十分重要。第二是钻探取样，近些年来我国的航天事业长足发展，对地球以外的星球的研究也正在如火如荼的进行着，要研究外界星球，首先要充分研究地球，对地球演变、地球不同地质充分了解后，才能借助这些地质信息对其他星球的地质做出一些判断。下面来介绍几种钻探技术。

2.1 反循环钻探技术

首先来介绍反循环钻探技术。这种方法一般使用于固体地质层，特别是一些破碎地面，比如破碎岩石较多的地质。反循环钻探技术的特点是可以连续，而且运用的原料（空气）来源非常充足，因此它是非常受欢迎的一种方法。

下面介绍其使用方法：钻探冲洗液自孔口经钻杆与孔壁间，或双壁钻杆的内外管之间的环状空间向下行，到达孔底后又从钻杆或双壁钻杆内管上返到地表的一种相反方向循环方式的钻探和取样技术。冲洗液介质可以是水、泥浆或空气。具体如图1所示。

反循环钻探技术优点很多，它可以实现边钻进，边取样；还可以随时了解到所钻地层情况。

2.2 绳索取心技术

绳索取心技术的特点是所用时间短，效率高，耗费的人力物力少。

具体操作是取岩心时不需要提出钻孔内的全部钻杆柱，而用专用带钢丝绳的打捞器，通过孔内钻杆中心孔将装有岩心的孔底内管提至地面，从而得以实现上述优点。

绳索取心钻探钻孔是本技术的核心器件，不同的尺寸应用于不同的地质，而且钻孔的深度也有所不同。比如美國长年公司生产有AQ（48mm）、BQ（60mm）、NQ（75.7mm）、HQ（96mm）、PQ（122.6mm）、SQ（145.3mm）等多种规格。具体可见图2。

2.3 液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤钻探技术是一种较新的技术，它较好地利用了坚硬岩石脆性大而抗剪强度较低不耐冲击力的弱点，使用对象一般是极硬的不好勘探的岩石层。有时，当钻心质量过于差，技术人员也会选择使用这种方法。

此项技术有多种分类：正作用式、反作用式、双作用式、复合作用式、中空贯通式等等，具体结构如图3所示。

图3