關(guān)于地質(zhì)鉆探技術(shù)的探討

■錢(qián)振偉

（遼寧省地礦測(cè)繪院　遼寧　沈陽(yáng)　110031）

關(guān)于地質(zhì)鉆探技術(shù)的探討

■錢(qián)振偉

（遼寧省地礦測(cè)繪院遼寧沈陽(yáng)110031）

我國(guó)的地質(zhì)勘察事業(yè)近些年不斷的發(fā)展，那么鉆探技術(shù)以其準(zhǔn)確的分析能力在地質(zhì)勘察工程中也應(yīng)用的越來(lái)越多，同時(shí)也成了地質(zhì)勘察的主要手段。接下來(lái)本文將對(duì)地質(zhì)勘察工程中的鉆探技術(shù)進(jìn)行分析，希望能對(duì)同行們有所幫助。

地質(zhì)鉆探技術(shù)勘察

1　關(guān)于地質(zhì)勘察工程

1.1概念

工程勘察指的是經(jīng)過(guò)測(cè)繪、試驗(yàn)、勘探、調(diào)查等一些方法，從而獲取到和工程建設(shè)相關(guān)的水體、土體及巖體的力學(xué)參數(shù)、變化規(guī)律、空間分布等一些信息，然后以此來(lái)對(duì)建筑適宜性、場(chǎng)地穩(wěn)定性、環(huán)境演化性進(jìn)行論證、評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)，同時(shí)再提出一些關(guān)于施工原則、資料的建議。地質(zhì)工程鉆探是很重要的勘探方法，同時(shí)也是測(cè)試孔內(nèi)原位和巖土樣品采取的一個(gè)重要輔助手段，也是保證勘察資料準(zhǔn)確的一個(gè)基礎(chǔ)，尤其是對(duì)一些復(fù)雜地層，比如巖溶、砂土、碎石土等，如果鉆探的技術(shù)不合格，那么也就不能對(duì)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的揭露，更不能獲取到力學(xué)參數(shù)，甚至?xí)霈F(xiàn)勘察報(bào)告虛假這樣的問(wèn)題，那這也就直接影響了工程建設(shè)的質(zhì)量，也會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患。

1.2特點(diǎn)和使用條件

（1）布置勘探工程的鉆孔時(shí)，不僅要考慮到自然地質(zhì)的情況，也要結(jié)合好工程的特點(diǎn)和類型，比如說(shuō)民用建筑和工業(yè)建筑要按照建筑的輪廓線來(lái)進(jìn)行布孔，而水壩則是要順著壩的軸線來(lái)布孔等。

（2）通常來(lái)說(shuō)，除了大型的水利工程、控測(cè)深巖漿、深埋隧道以外，其他鉆進(jìn)的深度都不大，也就在十余米左右，因此我們就會(huì)經(jīng)常用輕便鉆機(jī)和簡(jiǎn)易的鉆探法。

（3）鉆孔的用途通常有很多種，比如說(shuō)一個(gè)鉆孔要查明水文地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性的同時(shí)，還要做各樣的長(zhǎng)期觀測(cè)及取樣、試驗(yàn)等，而有一些的試驗(yàn)很多時(shí)候都是和鉆進(jìn)來(lái)同時(shí)進(jìn)行的，因此進(jìn)尺也就較慢。

（4）在鉆進(jìn)方法和鉆孔結(jié)構(gòu)中的編錄、觀測(cè)等方面都有著特殊要求。

2　鉆探技術(shù)分析

所謂地質(zhì)鉆探技術(shù)就是對(duì)地下進(jìn)行鉆孔來(lái)打碎巖石的一種工藝方法，鉆探技術(shù)也是一種驗(yàn)證、取得地下巖層材料信息、地下實(shí)物資料，評(píng)估礦石的品味和計(jì)算儲(chǔ)量的一個(gè)技術(shù)手段。對(duì)于不同鉆探的目的，那鉆探工藝和裝備也就不同，我國(guó)現(xiàn)在對(duì)鉆探技術(shù)投進(jìn)了大量的人力物力財(cái)力，這也使我國(guó)的鉆探技術(shù)形成了一種技術(shù)體系，如反循環(huán)鉆探技術(shù)，繩索取心技術(shù)，定向?qū)泳@探技術(shù)，液動(dòng)潛孔錘鉆技術(shù)，還有新型的節(jié)水鉆探技術(shù)等。

2.1反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)有兩種：水力反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)，兩者的不同之處就是循環(huán)的介質(zhì)不同?？諝夥囱h(huán)鉆探技術(shù)就是將壓縮空氣來(lái)做循環(huán)的介質(zhì)，用雙壁鉆桿外管把壓縮的空氣送到鉆孔底，那么空氣的劇烈膨脹就會(huì)出現(xiàn)沖擊力，從而驅(qū)動(dòng)了孔底潛孔錘，讓其作用于巖石上，而空氣作用以后會(huì)通過(guò)鉆桿中心的通道重新回到地表，同時(shí)也會(huì)夾帶一些巖屑，那我們就可以將此作成鉆探取樣樣本，然后對(duì)巖屑進(jìn)行化驗(yàn)；

優(yōu)缺點(diǎn)：空氣反循環(huán)可以提高鉆探的效果，而且勞動(dòng)強(qiáng)度低，成本也很低，同時(shí)也能及時(shí)的判斷出巖層的變化，適合用在一些缺水干旱的地區(qū)來(lái)進(jìn)行鉆探。但是此方法是用巖屑來(lái)作為確定巖樣的標(biāo)準(zhǔn)的，這也就很不合乎情理，不能對(duì)地層結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行如實(shí)反映。水力反循環(huán)所鉆探取得了巖塊較完整，取心的質(zhì)量也不錯(cuò)，同時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度也較低，能合理的利用時(shí)間和準(zhǔn)確的對(duì)巖層進(jìn)行判斷。但是技術(shù)時(shí)空氣反循環(huán)相比，鉆進(jìn)的速度和效率都不是很高，也很耗能。

適用性：反循環(huán)技術(shù)適合用在地質(zhì)勘察的取樣工程，還能勘察水文水井和松軟塌陷的地層，還有復(fù)雜地層錨固施工和注漿中都能用此技術(shù)，就是用鉆桿所具有的隔空性能來(lái)對(duì)孔底的情況進(jìn)行判斷，從而能順利的成孔。

2.2液動(dòng)潛孔錘技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：此技術(shù)是常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆探的一個(gè)改進(jìn)成果，在回轉(zhuǎn)力和沖擊力的作用下，可以對(duì)高硬巖鉆進(jìn)的效率提高很多，從而也就減少了打孔的成本。此技術(shù)還能利用堅(jiān)硬巖石抗剪度低和脆性大這樣的特點(diǎn)，對(duì)于一些鉆孔質(zhì)量差和鉆探復(fù)雜地形都能用此技術(shù)解決。

適用性：此方法適合用在脆性大、巖層堅(jiān)硬的地質(zhì)來(lái)進(jìn)行鉆探，因?yàn)榇思夹g(shù)在使用過(guò)程中是高頻振動(dòng)的，那就要注意好設(shè)備緊固的問(wèn)題，而液動(dòng)錘磨損的大小與液壓泥漿質(zhì)量的好壞有直接關(guān)系，因此液壓泥漿就要粘稠度低、含砂量少、潤(rùn)滑性能好。

2.3繩索取心技術(shù)

這是一種不用鉆桿就能夠把巖心取出來(lái)的一種鉆探技術(shù)，而需要用到鉆桿的情況也只是鉆頭出現(xiàn)了問(wèn)題或是要更換時(shí)才用的。其核心部分是巖礦心灌滿了巖心管或是堵塞的時(shí)候，用來(lái)打撈的工具，再將鉆桿里的巖礦心取出來(lái)以后，也就不用提升鉆桿柱了。

適用性：此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有很多，因此使用的范圍也很廣，可以說(shuō)是應(yīng)用到了各種專業(yè)領(lǐng)域，比如說(shuō)鉆探石油天然氣，鉆探坑道，鉆探固體礦產(chǎn)，鉆探冰層，鉆探工程地質(zhì)，鉆探地?zé)岬鹊取?/p>

2.4組合鉆探工藝

此方法就是與繩索取心技術(shù)及反循環(huán)取樣、取心技術(shù)相結(jié)合在一起，從而得到了這樣一個(gè)綜合的鉆探工藝，吸取了各個(gè)鉆探工藝的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：組合鉆探工藝是將三種鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一其所產(chǎn)生的，此工藝能依據(jù)地質(zhì)的鉆探要求和地層的情況來(lái)提高鉆探的效率，從而也減少了額外勞動(dòng)和成本。

2.5其他鉆探技術(shù)

除了我們上面說(shuō)的這幾種技術(shù)以外，還有一些新材料、新工藝的應(yīng)用。新型節(jié)水鉆探技術(shù)是特別為干旱地區(qū)而研究出的一種鉆探技術(shù)，在研發(fā)新鉆頭方面，是用超聲波技術(shù)來(lái)制作金剛石鉆頭的，這樣也就提高了生產(chǎn)效率，增加了鉆頭使用壽命，而且和普通的鉆頭相比，鉆進(jìn)的速度提高20%。隨著新型沖洗液的研發(fā)，這也就解決了沖洗液在鉆桿內(nèi)部產(chǎn)生污垢這樣的問(wèn)題，同時(shí)也很好的保護(hù)了鉆具，增加了鉆具的使用時(shí)間?，F(xiàn)在新型泥漿體系和泥漿材料也廣泛的用在了水源和地質(zhì)鉆探等一些領(lǐng)域。

3　總結(jié)

地質(zhì)鉆探技術(shù)時(shí)很繁瑣復(fù)雜的一項(xiàng)工藝，而且其涉及的領(lǐng)域也很廣泛，因此我們就要針對(duì)不同的地質(zhì)勘察工程來(lái)選擇適合的鉆探技術(shù)。在當(dāng)前這種資源開(kāi)采緊張的情況下，我們要積極的發(fā)展、研究地質(zhì)鉆探技術(shù)，同時(shí)有關(guān)的工作人員也要多學(xué)習(xí)鉆探技術(shù)知識(shí)，這樣才能從整體上促進(jìn)我國(guó)鉆探技術(shù)的發(fā)展。

[1]冉恒謙.地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究 [J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2012，11.

[2]高富麗，劉躍進(jìn)，張偉.我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析及發(fā)展建議 [J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2013，01.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-156-1