《地质工程勘查中钻探技术的方法及应用研究 》

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷10期   作者:薛静宇
[导读] 随着经济和科技的快速发展,社会对矿产资源的需求与日俱增
        摘要:随着经济和科技的快速发展,社会对矿产资源的需求与日俱增,因此对于矿产资源的开发已成为了较为重要的工作。而地质勘探中钻井技术通过对目标地点进行样品采取,通过分析和现场测试工作来获取最佳的施工位置。钻孔技术为地质找矿提供了非常重要的参考,保证了工程的合理施工。
        关键词:地质工程;勘查钻探技术;应用分析
        引言
        近些年,伴随着我国科学技术的不断发展以及在钻探行业中的应用,钻探技术也出现了比较大的变化。钻探技术逐渐趋于自动化、智能化、精细化方向发展给我国矿产资源开发、地质勘查都具有一定的促进作用。本文对钻探技术的实际运用展开了一些探讨,旨在为钻探技术在地质工程勘察中的运用提供参考。
        1地质工程勘察概述及钻探技术的适用范围
        1.1地质工程勘察的概述
        地质工程勘察可以定义为通过设备或其他手段,对有关地质情况做测绘、探测和分析。经过地质勘察,就能够较为准确地辨别所探查区域的地质情况、水源情况和土质情况,并且能够记录这些环境信息的参数及地理变化情况。在地质勘察这个环节中,可以为后期工作的开展提供良好的保障,此外,数据的收集也可以为其他相关研究部门提供数据参考。在地质工程勘察进行中,钻探技术凭借其较高的技术含量及无可取代的地位给勘探工作提供了较为全面的技术支持。由于在钻探过程中可以对地层岩石和其他样本采样,这项工作也可以为地质工程勘察提供样本和精确信息数据。
        1.2钻探技术的具体分析和应用环境
        在钻孔位置的选取时需充分考量当地的地质情况和工程需求。操作技术人员在实际的勘探工作进行中,应当根据勘察地点的土地地质状况来安排钻孔的分布位置,此外,将要建设的工程的具体特征和用途也是需要考虑的条件。譬如:我们所住的住宅楼同其他用途的建筑就要根据施工地点的划分轮廓线来安排钻孔的位置,对于水坝等工程则需要参考垂直的轴线来进行钻孔的位置设计。地质拗察工作中应用简易版钻探技术。在实际勘探过程中,为了满足钻探工作高效率的需求,我们可以使用简易版的钻探法开展地质工程勘察。在遇到特殊情况,如:大型的水利水电项目需要应用深度挖掘技术来进行隧道的建设,除此之外,一般的地质勘探测试仅需要深入十余米。因此,一些较为轻便和简易的钻探方法也能够发挥勘察的作用。钻探技术的选择原则。由于在地质工程勘察中钻探技术可以被运用的范围非常广泛,譬如:钻孔可以作为参考依据供技术操作人员判断地质情况和水源水质,此外,这些钻孔可以作为长期观察地质情况和样本采集的参考依据。故在勘探过程中我们要根据实际情况和用途来选择钻孔的方式和结构,以此来满足不同勘测需求的收录和探查需求。2钻探技术的具体方式和应用我们在面对不同的勘测需求时,也会使用不同的钻探工具和技术手段,现阶段,我们国家对地质钻探技术非常重视,成立了专门的实验室来研究相关技术内容,目前已经取得的成果包括:可循环钻探技术、绳索取芯技术、定向钻进技术、液动潜孔锤钻进技术和极具创新的节约型钻探技术。
        3钻探技术在地质工程勘察中存在的不足及解析
        钻探技术的工具陈旧,智能化水平低。尽管地质工程勘察在我们的国家已经有了很长的应用历史,但是在实际作业中,我们的勘探及钻孔设备仍多使用陈旧的设施,此外,部分施工单位在老旧设施的基础上进行了一定的改良,但是总体上呈现出智能化水平较低和设备陈旧的问题。通常,陈旧的设备非常沉重,不利于操作和携带,使得钻探效率整体偏低。钻探设施作用单一。由上文内容我们可以知道地质勘察工作的设施较为老旧,这也意味着在作业时的功能单一、适应性差,某项设备可能仅仅被用来适用某个部分,造成了一定的资源浪费。作业人员的操作过程并不能严格遵守操作规范。我们国家通用的钻探设备由于其智能化水平较低,没有或缺乏实时监控的功能,因此在实际操作过程之中,没有办法精确作业,只能通过操作人员的经验来开展工作,这就造成了一定的偏差。

另外,我们用来观测的技术仪表的参数和设置范围都比较陈旧,没有办法适应现阶段多样化的勘测需求。
        4钻探技术在地质工程勘察中的具体应用
        说明下文所提到的钻探技术都是基于地质岩心钻探技术为背景的具体钻探技术在地质勘查工作中的应用。
        4.1多功能钻探技术
        这种技术在形式上是一种复合型的技术类型。主要的作用在于,能够针对有很大的地质环境差异的环境进行应用,且能够维持设备在一种稳定的运行效率状态下工作。从目前的应用现状上来看,T钻机和RD钻机是多功能钻机中比较典型两种类型。要想更好的发挥多功能钻机的作用,就需要对在复杂环境下的应用效果和功能发挥做好有效的控制,另外,.也需要针对现阶段地质工程建设本身的复杂性特征,在钻探技术方面不断的通过研发使其更加完善,尽可能克服由于地质环境复杂性原因给钻机设备的工作开展带来的影响。
        4.2液动潜孔锤工艺
        此种工艺的实施,实际上是通过液动的力量,在回转钻进的技术实施时,通过施加冲击荷载达到碎岩的效果,提高钻进效率。在钻进中,主要发挥能量的环节是,泥浆泵供给冲洗液的能量,驱使液动锤内部的冲锤形成往复运动,使钻头的工作中可以得到有规律的冲击荷载。这项技术改进了过去的回转钻探技术,在回转切削的基础上增加冲击碎岩效果,从而使得钻头在对高硬度的岩层进行作业时,既提高了工作效率,也降低了工作成本。同时,液动潜孔锤也能适用于较为复杂的地形,譬如:岩层的抗剪度低及脆性大等的情况。这项技术目前主要被应用在一些小口径的岩芯钻探作业中,尤其是水下爆破和固定锚施工的工作领域中。
        4.3气举反循环钻探技术
        气举反循环的工作原理是将压缩空气通过供气管路送至井下的气水混合室,并使压缩空气与钻杆内的循环液混合,从而形成密度比钻杆外液体密度小的混合液柱。混合液在管内外压差的作用下,沿钻杆内腔上升经排渣管排至沉淀池,经沉淀后的循环液以自流方式连续不断地流入井内环状间隙,形成反循环。这种钻探技术主要应用于固体矿产资源勘探,特别是一些特殊矿种和松散、破碎地层。如第三、四系砾岩型矿床或赋存在构造破碎带、蚀变带的矿床,普通岩心钻探方法取心难,钻进中易人为造成矿物贫化或富集,使地质资料失真的地层。空气反循环连续取样钻探亦可在水文水井、工程施工等领域应用。
        4.4新工艺钻探技术
        除了本文介绍的主流的地质工程勘察钻探技术之外,一些实验机构或者企业也开发出了新材料或新型工艺的钻探技术,使得一些特殊的钻探需求得以满足。从实际应用的角度来说,只要技术人员有效的掌握了相应的新型工艺技术,就能够确保其实际作用的发挥,为地质工程勘查工作的开展提供帮助。
        5结束语
        不难看出,钻探技术应用在地质工程勘察中时是一个庞大繁杂的工艺体系。这就要求我们的作业技术人员能够在实地勘探工作中,根据各种类型的地质条件进行地质勘探工程的进展,并且在施工过程中能够搭配适宜的技术手段。只有这样,才能一方面提高钻探设备提取高质量的岩芯的能力,另一方面降低技术人员的工作强度,并达到节约工程整体的时间成本的目的。笔者希望实际作业的技术人员能够在扎实学习地质勘探工程相关专业知识的基础上,通过具体的操作过程和经验累积整理并探索出科学创新的钻探技术,从而使得我们国家在钻探技术领域迎来更大的发展空间。
        参考文献
        [1]邓君君.地质工程勘查中钻探技术的方法及应用研究[J].工程技术研究,2020,5(06):122-123.
        [2]王军.分析地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用效果[J].世界有色金属,2018(08):190-191.
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