分析地质工程勘查中钻探技术方法

分析地质工程勘查中钻探技术方法

杨宗武

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摘要：随着国家经济的发展，对钻探技术的投资越来越多，钻探技术也在不断的改进。钻探技术是一项能对工程勘探现场进行地质条件调查，并能对所收集到的资料进行分析和处理，从而得到地质成果的现代技术。这一技术能使施工人员更好地掌握施工区域的地质结构及地质规律，提前对存在的问题进行分析，从而避免施工过程中发生问题。现对钻井技术在地质工程勘察中的应用作一简单论述。

关键词：地质工程；勘察；钻探技术；问题

引言

在地质工程勘探中，钻探技术指的是一种现代地质勘探技术手段，它是在一定的区域范围之内，利用相关设备对当地的地理环境进行确定，并对其进行数据分析与处理，从而得到精确的地质结果。钻井技术是将地质基本资料与实际成果相结合，以较深层次地分析、研究地质规律的一种方法。

一、工程地质勘探中的钻探问题

（一）缺乏对地质工程勘察成果的单边分析

专业性强，尤其是在地质和矿床上，有着复杂的矿床。因此，在研究的过程中，要将地质实况、遥感探测、化学探测及物理探测等结果综合起来，进行地质分析和结果验证，与多种不同的技术手段方法相结合，来弥补单一的技术不足，并且能够很好地提高整体工作的效率。与此同时，采用多种技术手段，不但可以促进地质勘探的发展，也可以为其他产业的发展提供一定的支撑。同时，通过与实际勘测区域的对比，可以找到多种措施，进一步完善采集的信息，方便有效获取资料，提高测量工作的水平和质量。

（二）设备维修工的专业化程度较低

在地质钻探设备维修的过程中，大多数配备的钻探设备维修人员的专业水平不高，通常情况下，都是由现场的钻机职工来对设备进行维修和保养。因为缺乏专业的设备维修技术人员，再加上现场钻机职工对设备维修工作没有明确的认识，缺乏对地质钻探设备维修的意识，进而导致对地质钻探维修工作的技术水平不高，这会影响到后续工作周期，还会使资金的投入成本大大增加。另外，随着现代科学技术的不断发展，钻井技术也有了长足的进步，而且钻井设备也在不断地更新。

（三）管理方式的缺陷

目前，在对地质钻探设备的维修与保养工作方面，大多数地质钻探有关单位缺乏健全的管理制度措施，没有将钻探设备的维修和保养纳入到管理制度的内容中，缺乏对管理制度的有效指导，进而造成了钻探设备的维修不及时、不规范。同时，大多数国家都没有建立专门的钻探设备维修与保养的工作部门，也没有建立起专门的维修与保养人员，对其进行维修与保养的时间进行了任意的设置，在操作过程中缺乏有效的手段，还在采用传统的维修模式，进而会影响到钻探设备的正常运转，很容易在运行过程中发生安全事故。

二、钻探技术在工程地质勘探中的应用

（一）反循环钻探技术

反循环钻探技术按介质可划分为两类：气体反循环和水力反循环。气体逆向循环技术是利用气体作为媒介，利用两条手臂组成的外筒，向孔底输送气体，气体压缩膨胀，膨胀到一定程度后，气体会形成强大的冲击力，然后在孔底与岩体发生剧烈碰撞，最后由钻头将气体送至地表，在此过程中，将夹杂着细碎的岩体，施工人员可通过对岩体的观察，了解施工现场的地质情况及岩体结构特征。这种方法的优势是劳动强度小，操作简单，对工作人员的技术要求也不高，误差也比较低，因此可以很好的节省工作成本。然而，大气反循环钻井技术的应用也存在着一定的限制，比如，在干旱区，由于土壤松散，大气所携带的岩样缺乏代表性，技术人员很难从这些岩样中判断出岩样的真实构造，从而导致地质勘探工作不能做出正确的判断。水力反循环是一种类似于气体反循环的反循环，它以水或泥沙为媒介，向井下输送水或泥沙，取芯钻头将其从岩心中抽出，岩心随钻头一起回到地表，通过对岩心样本的分析，最终得出地质环境的真实勘探成果。这种方法的好处是，用水或泥浆取出来的岩心样本，其完整性比较高，并且不需要太高的劳动强度，地质勘探人员可以从样本中完全推断出地质环境的构造。但是，这种方法会消耗大量的水资源，并且对泥浆的配比量也要进行严格的控制，因此，这种方法有可能会极大地降低地质勘探的效率，对工程进度造成一定的影响。

（二）绳索岩芯取样法

绳索取心技术主要是利用救助工具和岩心管来解决堵塞问题，工具的使用使得该技术在使用时更加方便，能够应用的范围也更广泛，在任何环境下，得到的结果与实际情况更为接近，因此具有更强的实用性。另外，工具的使用还能提高工作人员的工作效率，工作人员可以控制工具的起落频率，减少一些无谓的动作，从而达到延长钻头寿命的目的。然而，绳索取芯技术在实际应用中存在的最大问题是钻头易卡死，严重影响了施工进度。当出现堵塞时，需要通过救助工具来进行处理，这样能够有效地避免钻杆工具与岩心之间的不合理的摩擦，从而确保取心效率和取心的质量更加符合标准。

（三）液动潜孔锤技术

在国内，无论是在理论上还是在实际应用上，都是有影响的。其工作原理为：以旋转钻井为基础，以清洗液替代原始物料，驱动流体动力潜孔锤，流体动力潜孔锤被撞击后，由撞击力传递至钻头，从而实现对岩石的破碎。该技术是对旋转钻探技术的一种改良，利用泥浆泵配发冲洗液，伴随钻头的深入潜出运动，产生有节律性的冲击负载，提高了对高硬度基岩的钻进效率，减少了重复打孔的工作量，降低了打孔的成本。此技术主要适合于脆性大，岩层坚硬的地质，即使钻孔质量差，钻探地形复杂，也可以很好地应用液动潜孔锤技术。在使用中，必须确保设备的紧固，在高频振动下不发生位移和脱落，不仅可以节约工作时间，而且可以减少工作频率和人力费用。在液动潜孔锤击技术中，液动锤击是最易发生磨损的部位，为提高其使用寿命，需选用低粘度、低含砂量、良好润滑的油水泥浆，以提高其使用寿命。液动潜孔锤击技术已广泛应用于矿山、化工、石油、水电、建筑等领域，但在其它高强度工作条件下仍然难以应用，因此，如何提高潜孔锤击的工作性能，提高其使用寿命，提高其使用范围，是未来发展的趋势。

结语

总而言之，当前，我国钻探技术已构成了一个体系。以施工地区地质环境和构造的差异为依据，可以将其划分为反循环钻探技术、绳索取心技术、定向对接井钻探技术、液动潜孔锤钻技术和新型的节水钻探技术等。但是，从我国钻探技术的研究深度来看，仍有很大的发展空间，设备与人才的匹配度还不够高，无法对设备技术展开更深层次的探索和分析。除此之外，对于钻探技术而言，前期的数据采集是十分重要的。后期工程的开展，必须要以前期的数据分析为依据，才可以更好地完成。因此，不能忽略前期基础工作的重要性，在前期数据采集和后期数据分析的过程中，要与人力、设备进行综合分析判断，提高数据的准确度，确保在施工过程中不出现问题，从而为地质工作建设和转型发展做出巨大的贡献。

参考文献：

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