工程地质勘探中钻探技术的研究

工程地质勘探中钻探技术的研究

张晓兵

（丹东金地岩土工程有限公司 辽宁 丹东 118000）

摘要：本文针对工程地质勘探中钻探技术应用特点展开分析，结合工程地质勘探中常用钻探技术，内容包括绳索取芯钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术、定向钻探技术、冲击回转钻探技术等，通过研究做好前期准备工作、梳理工艺应用顺序、做好节点质量控制等注意事项，其目的在于提高工程地质勘探结果准确性，为后续作业活动的顺利进行奠定基础。

关键词：工程地质勘探；钻探技术；施工质量

随着国民经济的不断发展，科学技术不断突飞猛进，为我国在资源地质勘探领域内的发展打下坚实基础，使之得到长足发展。在施工工艺水平不断提升的背景下，施工作业规模也在不断扩大。工程地质勘探作为工程施工前的基础环节，勘探数据的完整性也将直接影响到设计方案的合理性。而钻探技术作为工程地质勘探过程中的常用技术，通过梳理钻探技术应用时的相关内容，不仅可以提高所选技术适用性，而且对于提高勘探结果准确性也有着积极地意义。

1工程地质勘探中钻探技术应用特点

基于以往的作业经验，钻探技术在使用过程中，具备了以下应用特点：第一，系统性，在对钻孔位置进行选择时，需要先对区域进行踏勘，搭配采集到的历史资料，合理布设钻孔位置、钻孔数量、钻孔间隔，整个过程具备了较强的系统性，每个节点的质量都将影响到作业结果的合理性。第二，钻进速度缓慢，待作业地区布设的钻孔，承载了许多的勘探任务，包括探查地区岩石特性、地质构造、水文分布情况等。对此需要缓慢推进钻头，确保采集样本的完整性。第三，适应性强，该技术在应用过程中，其受到地质条件、水文条件的影响性较低，属于施工时经常使用到的钻探技术。

2工程地质勘探中常用钻探技术

2.1绳索取芯钻探技术

在工程地质勘探中，绳索取芯钻探技术的应用方式如下：利用钻杆将岩芯管送入岩石中，当岩芯管填满或钻杆出现问题时，可直接利用打捞绳取出岩芯管，提取岩芯，不需要提出钻杆。从实际应用情况来看，该技术在使用中具备了以下应用优势：① 该技术在应用中，使用到了打捞工具和岩芯管，这也意味着岩芯的取出不需要升降钻具，节省了钻探取样的时间成本，工作效率较高。②该技术在应用中可获取较高质量的岩芯，有利于后续分析工作的顺利推进。③ 在对岩芯进行取出时，会利用特质打捞工具来捕捉钻杆柱中的岩芯，作业难度较低，具备了良好的推广价值。

2.2液动潜孔锤钻探技术

该技术在应用过程中，其主要的工作方式如下：利用冲洗液冲击液动潜孔锤时，液动潜孔锤会将该部分力量传递给钻头，钻头击破岩石，方便岩芯的采集。在冲洗液输送时，泥浆泵是常用工具，在泥浆泵运行时，冲洗液有节奏的冲击，使得钻头有规律的运动，产生冲击负荷，提高了钻工效率，节约了钻孔施工的成本投入，常用于岩石层硬度较高、抗剪力较强的区域。该技术在应用过程中，受到机械冲击力和回转力的共同作用，其钻进效率可以得到有效提升。但是由于其产生钻进力量较大，在软弱围岩区域很容易出现塌孔问题，这也是作业过程中需要着重关注的内容。

2.3反循环钻探技术

反循环钻探技术主要包含有空气反循环与水力反循环两种钻探方式。空气反循环钻探技术的应用，采用的是压缩空气，将其通过钻杆外侧输入钻孔底部，空气释放时形成冲击，将钻孔底部的潜孔锤送至地面，获得岩芯。该作业技术适用于干旱地质的勘探工作，但是此类作业方法所能够获取的样本质量较差，所能够得到的分析数据准确性较低，一般会作为辅助技术进行使用。水力反循环钻探技术在应用中使用到的介质为水或泥浆，作业原理和空气反循环钻探技术保持一致，其获取到的岩芯质量较高，可有效提升地质勘探结果的准确性。需要注意的是，该技术在应用中所需消耗的时间成本较高，而且投入成本较高，一般不作为首选技术进行使用。

2.4定向钻探技术

在工程地质勘察工作中，也会使用到定向钻探技术，该技术的钻探原理在于，基于已获取的基础资料，对于钻孔位置、钻进角度、钻进深度进行设计，待钻具按要求进行安装后，钻杆会沿着设计角度进行钻进，从而获取较大范围内的地质数据。相比垂直角度的钻进技术，拥有设计角度的钻进技术，其地下横穿区域较广，这样便可以获取到更多的钻探数据，在缩减钻孔总施工时间的同时，也可以减少钻孔阶段需要投入的成本，具备较强的经济性。该钻探技术一般适用于中等强度、浅层的地质勘探，由于存在钻进角度，因此也需要做好钻进速度、钻进深度控制，减少钻杆折断问题。

2.5冲击回转钻探技术

除上述提到的几种钻探技术外，在实际应用中，冲击回转钻探技术也有着良好应用。该技术在应用中，其钻探原理在于，在普通钻具中增加一个冲击装置，冲击装置产生的冲击力或作为钻具钻进时的动力，以加快钻进速度。同时产生的冲击力也可以对钻头起到一个保护作用，能够减少钻进原材料使用量，延长钻头的使用寿命。该技术主要适用于岩性较强的地质，并且能够获取到的岩芯质量较高，满足后续分析活动顺利展开的相关要求。

3工程地质勘探应用钻探技术的注意事项

3.1做好前期准备工作

按要求做好前期装备工作，能够确保所选钻探技术的合规性，同时也可以提升钻孔布设位置的合理性，提高所采集地质信息的完整性。通常情况下，在钻探工作开展前，需要先对待勘探区域进行踏勘，初步整理相应的勘探数据。同时也需要对该地区历史资料进行整理，了解地区的基础情况，以此为基础来布设钻孔位置，便于后续钻孔活动的顺利展开。已经确定的钻孔周围需要对土体进行简单平整，若土质比较松软也需要适当进行补强，避免钻孔期间出现倾斜，导致卡钻、断钻等问题^[1]。

3.2梳理工艺应用顺序

通过梳理工艺应用顺序，可以确保钻探技术价值顺利落实，降低钻探问题的发生几率。在具体实践中，可以建立钻探工艺体系，在体系中对于不同钻探技术使用深度、使用成本、应用优势、应用不足进行归类整理。利用前期得到的基础资料，选择相匹配的钻探技术，对于该技术的应用工序进行再次梳理，确定不同节点位置处需要注意的内容，从而提高钻探过程的流畅性^[2]。除此之外，在技术使用前也需要做好技术交底工作，帮助作业人员了解钻探期间需要注意的内容，而且在应用前也需要做好岗前测试，筛选满足要求的作业人员参与作业，起到约束人员操作行为，提高钻探结果准确性的作用。

3.3做好节点质量控制

通过做好节点质量控制，能够确保所获取钻芯样本的合规性，进而提升钻探数据的完整性和准确性。在具体实践中，可以利用信息技术优势来建立质量控制体系，在体系中对钻探技术应用过程的节点质量要求进行明确，在工作开始前做好人员培训，帮助其熟记作业质量要求，约束个人操作行为。同时在钻探工作期间也会成立质量监督小组，对于整个钻探过程进行监督，及时纠正错误操作，确保钻具可以按照既定方向缓慢推进，提高所采集到样本的合规性。对于出现的突发问题（如卡钻、断钻、异物堵塞等），需要在确保人员安全背景下进行处理，以降低突发问题带来的负面影响^[3]。

4结束语

综上所述，做好前期装备工作，能够确保所选钻探技术的合规性，梳理工艺应用顺序，可以确保钻探技术价值顺利落实，做好节点质量控制，能够确保所获取钻芯样本的合规性。基于前期采集资料，选择相匹配的钻探技术，不仅可以提高所采集数据准确性，而且能够积累价值数据，为后续作业活动的顺利推进提供有效参考。

参考文献

[1]徐金兰.钻探技术在工程地质勘探中的应用探究[J].产业科技创新,2020,2(32):88-89.

[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.

[3]肖华.钻探技术在工程地质勘探中的应用[J].科学技术创新,2018(22):177-178.