地质工程勘查中钻探技术的方法及应用研究 张新平

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:张新平
[导读] 摘要:随着社会经济和科学技术的飞速发展,社会对于矿产资源的需求也在不断增长。
        新疆维吾尔自治区煤田地质局综合地质勘查队  新疆  830009
        摘要:随着社会经济和科学技术的飞速发展,社会对于矿产资源的需求也在不断增长。在地质工程中钻探技术尤为关键,通过钻探技术提取岩体或者是对断层样品进行专业的分析,并且开展地质工程测试,可为工程作业提供重要的参考资料。地质钻探是一项复杂的工程,在实际作业过程中要结合实际情况,采用适宜的钻探技术和设备,才能确保工程施工的可靠性。
        关键词:地质工程勘查;钻探技术;应用方法
        引言
        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工程地质勘查的概括及相关技术的应用条件
        2.1工程地质勘查工作目的
        工程地质勘查主要是为了探查工程建筑物的地质构造、地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质等,通过对地质的勘查获得相应的参数,并借此来确定建筑的适宜度、稳定性等。在测试孔内岩土样品时主要是利用地质工程钻探技术,以此来得到准确的勘察资料。如果钻探技术没能达到预期的效果,会造成的后果就是没有准确的探测到地质的构造和精准的物理学参数,并且还有这也是非常大的安全隐患。
        2.2地质钻探技术的应用领域
        在当前地质钻探技术应用过程中,其涉及的领域不断增加,从最初的进行地质矿产的勘察工作,到今天已经成为地下水探测工作、岩土工程的地质探查、工程基础施工以及考古钻探等工作必不可少的项目,通过科学计算为各项工程提供精确的参数,帮助其工程合理科学的展开,大大节约了生产建设的成本。
        2.3当前地质钻探技术的应用现状
        目前,起步于二十世纪八十年代的各项较为先进的钻进方法已在我国的钻探施工实践中得到了较广泛的应用,如绳索取芯钻进、冲击回转钻进、螺杆钻定向钻进等,但是我们在超深孔钻探,复杂地质条件下钻进还有较大的差距,我国地质勘探技术还有很大的发展空间。


        3地质工程勘查中钻探技术的方法及应用
        3.1绳索取芯技术
        绳索取芯钻探技术是当前领域应用率最高的一项钻探技术,使用它时探取的岩芯质量很高,而且要求的钻进深度较低。除此之外,绳索取芯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芯钻探技术,对于工程机械技术的要求颇高,可以减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芯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,取芯质量很好,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
        在勘探工程中液动潜孔锤钻技术是在使用泥浆泵作为液动锤的驱动介质从而产生一定的冲击力的另一种形式的回转钻探技术。此技术常用于质地较脆的底层勘探,相比其它技术其效率更高。在使用液动潜孔锤钻探技术进行钻探时需要实时的检查设备固件的紧固状况,当使用液动潜孔锤钻探技术进行大直径的潜孔施工时,可以和空气室进行减震稳流平压进行联动操作,由于可以增加液动潜孔锤工作时的稳定性,而且还可以更好的对泥浆和设备起到保护作用。
        3.4其他工艺技术
        笔者在本文所分析的地质勘查钻探技术为当今勘查市场上相对主流的技术,除了上述几种较为成熟的钻探技术工艺,还有根据新理论、新材料、新发展要求而初步开发出来的,应用实践还不成熟的新技术。例如,新型节水钻探技术就是专门针对干旱地区或者地质深部有水的地区而开发出来的新型技术,它应用的是新型节水理念,顺应新时代可持续发展的要求,可以有效地应对水资源短缺的问题,并且减轻工作人员的劳动强度,最重要的是可以避免环境污染。现如今,各国都十分注重新钻头的开发,最新成果是利用超声波电镀技术给钻头镀上一层金属,人们将之成为金刚石钻头。使得钻头的消耗效率得到改善,延长钻头的使用寿命,而且提高了钻进速度。
        结束语
        综上所述,地质工程勘查过程中对钻探技术的要求十分严格,并且钻探技术施工流程繁重、复杂。在开展实际钻探操作时,需要充分分析和考虑不同地质勘查工程的实际需要而选择适合的钻探技术,确保地质工程勘查的稳步进行。为了适应新时代发展的要求,我们必须要加强对钻探技术的开发和管理工作,不断地提高地质工程钻探效率,保证地质勘查的质量,促进我国地质勘查工程先进性、可持续性。
        参考文献:
        [1]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(8):190-191.
        [2]吴越琛.地质工程钻探技术及工艺探讨[J].世界有色金属,2018(12):251-252.
        [3]刘爽.工程地质勘察中钻探技术的应用[J].当代化工研究,2018(8):133-134.
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