摘要:如今,钻探技术在地质工程勘查中的应用率非常高,它是进行地质工程勘查的有效手段。我国地质工程勘查中的钻探技术已经有了较长时间的应用实践,此技术是利用钻机在工程地表上开展钻探工作,在选定的目标区域进行钻探使其形成圆柱钻孔,结合相应的探测技术,对地质结构、地质成分、地质形成规律等进行分析研究。在地质勘查过程中,钻探技术为地质工程勘查提供了便利,因此,对钻探技术的方法和应用进行深入的分析研究,对我国社会经济的发展具有非常重要的意义。
关键词:地质工程勘查;钻探技术;方法应用
地质工程中的勘查工作是依据技术性手段对工程地质进行地质的调研工作。通过调查工作,可以有效收集当地岩体、水体、土壤等相关地质变化的力学参数信息。通过对相关信息的分析,有利于后续一系列施工活动的顺利开展,为施工活动提供相应的数据参考和施工原则。钻井技术是地质工程勘探过程中非常重要的高科技勘探方法。在该技术的支持下,可以对试验孔内的场地和岩土场进行采样,为整个地质工程勘查提供完整、准确的测量数据。特别是在复杂的地层测量过程中,没有合理的钻井技术则就无法对地质结构进行合理的分析,无法获得工程相关的数据。由于信息采集中存在的问题,不仅对工程勘探工作带来了巨大的影响,更是严重影响相关工程的建设,使工程项目中埋下不同程度的安全隐患。
1钻探技术的重要性
地质钻探技术经过漫长的发展史,在人们的生产生活中发挥着重要的作用。人们利用地质钻探技术探索自然的奥秘,获取自然资源。我国疆域辽阔,矿产资源丰富,而深藏地表之下的矿产资源需要依赖于地质钻探技术才能被发现,要想在生产生活中使用矿产资源也要依赖于地质钻探技术才得以实现。除了对地下矿产资源进行勘查之外,建筑工程地质情况的探测、以及地下水的探测与开采利用,都无法离开地质钻探技术的支持。因此,地质钻探技术对人们的生产生活以及社会的发展进步具有非常重要的作用。
虽然我国地表矿产资源十分丰富,但是跟不上时代发展变化的地质勘查技术和地质钻探技术导致我国的矿产资源利用率低下,甚至出现矿产资源供不应求的情况,这种现状在某种程度上减缓了我国社会经济的发展,阻碍了国家社会主义建设的步伐。现如今,为了解决矿产资源短缺的难题,国家加大对地质勘查工程的扶持力度,而地质钻探技术的重要作用终于得到了高度重视,在新时代发展的背景下,地质钻探技术将会得到更快、更好的发展。
2地质工程勘查钻井技术问题分析
2.1钻探设备通用性不高
由于钻井设备相对陈旧,许多钻井设备在跨行业使用时缺乏通用性,导致只能在特定项目上工作。
2.2控制系统不够完善
由于钻机本身自动化程度低,目前国内使用的钻机控制系统缺乏相应的钻井监控功能。在实际工作中,不能有效、准确地控制其总体工作。此外,在钻井作业中,仪器指标的操作参数也不完善。
2.3钻井技术设备的自动化程度不高
虽然中国地质工程勘查历史悠久,但根据目前对中国钻井设备的分析,仍在使用老式设备或在原有基础上进行改造。在某种程度上,存在自动化程度低的问题,旧设备复杂,不利于提高钻井效率。
3地质工程勘查中钻探技术的方法及应用
3.1绳索取心技术
绳索取心钻探技术是当前领域应用率最高的一项钻探技术,使用它时探取的岩心质量很高,而且要求的钻进深度较低。除此之外,绳索取心钻探技术能够大大加快钻探效率,减少钻具在工作时的升降所耗费的时间。但是在应用该技术时必须使用专用带钢丝绳的打捞器进行打捞,利用打捞器将孔底内管衔接起来,以便将其提取到地面上来。
设计打捞器的工作目的是为了减少堵塞情况,从而减少钻杆的磨损。地质勘查工程中所应用的绳索取心钻探技术,对于工程机械技术的要求颇高,可以较少施工人员的工作强度。例如,就深部构造来说,深部构造指的是由于地质情况较为复杂且钻孔深度较深而采用绳索取钻探技术进行勘查时,需要综合考虑内因或者外因等多个因素,首先必须先对获取的岩心进行仔细的分析研究,根据相应的地理环境和专业的理论知识来进行深入探讨,之后以自身的经验为辅助来做出最后的分析结果。此外,在勘查工程开展之前还要制定出尽可能全面的应急预案来防范错误性的操作。
3.2反循环钻探技术
反循环钻探技术可以分为水力反循环钻探技术和空气反循环钻探技术,它们是以介质为区分依据的。此循环方式与正循环恰恰相反。水(或泥浆)或空气经过钻具环空后抵达钻孔的最底部,再经过钻头、钻具返回到地面。不管是哪种反循环钻探技术都有其自身的优缺点。水力反循环钻探技术多数是在探测水资源的时候应用,而针对一些干旱或无水地区该技术的使用就会有所限制。此外,水力反循环技术在应用时可以探取到较为完好的岩体样品,取心质量很好,且对岩层的判别十分精确,但是其钻进速度比较慢,工作效率比不上空气反循环钻探技术。相反,空气反循环技术不适合用于水资源的探测,并且使用该技术所探取得信息的不精确,可能会对后续开展的资源勘查工作有一定的阻碍作用。但是空气反循环技术有成本低廉、工作人员劳动强度低、钻探效率高等特点。总而言之,要根据具体的地质环境来选用适合的反循环钻探技术。
3.3液动潜孔锤钻探技术
在这几种钻探技术中,液动潜孔锤钻探技术是比较先进的,它是利用是应冲洗液和潜孔锤发生作用,使潜孔锤和钻头产生一定的反应,引发钻头和岩石发生冲击,然后获取相应的勘查资料。该技术在应用过程中,钻头要和岩体进行连续的撞击,如此一来,可以适用于一些较为坚硬的地质环境。液动潜孔锤钻探技术,大大提高了硬岩的钻探效率,有效降低钻孔成本,而且钻孔质量较好,可适用于复杂地层的钻探。同时,为了降低潜孔锤的磨损,在配送冲洗液时要确保泥浆有较低的黏稠度,严格限制冲洗液的含沙量,以使其具备非常好的润滑性能。
3.4组合钻探技术
顾名思义该技术就是将几种钻探技术的优点结合起来而研发出的钻探技术,具体而言是把空气反循环、绳讨取心以及水力反循环中的钻探技术优点有机融合起来的一种钻探技术。但该技术需要使用液体循环介质才能正常开展工作。此技术适合于较为干旱缺水或者无水区以及探取岩心困难的复杂地质上开展勘查,自该技术研发初始,就已经在甘肃、西藏等地区开展了应用。比较与传统的勘探技术,组合钻探技术可使工作效率至少提高5倍之上,并且可以大大滴节约施工成本。该技术在国内地质钻探中有着非常广阔的发展前景。
3.5空气泡沫钻进技术
空气泡沫钻进技术是将气体、液体以及少许发泡剂混合起来的泡沫流体充当冲洗介质的钻进技术。当进行地质勘查时遇到采空区、空巷等问题地层时,采取传统的钻进技术很难成功勘查到有用的资料,甚至可能会造成工程事故。通过空气泡沫钻进技术可以有效地解决钻孔漏失等工程难题,有效地提高地质勘查钻进的。
结论
总之,地质工程勘探工作较为复杂,工程难度较大,施工中常常潜在许多安全隐患。所以在进行实际的勘探钻井作业必须对现场地质进行调查,以此使用可行的施工工艺,保证工程的合理施工与质量。
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