钻探技术在地质工程勘察中具体应用探讨

杜小军

摘要：钻探技术在地质工程勘察中占有重要地位。主要利用钻机在测区内进行综合钻探。形成的钻孔为圆柱形。结合相关设备和技术手段的综合应用，便于准确获取测量数据，为后续方案编制和方案实施提供参考依据。在此基础上，各部门只需根据自身工作职能和内容深入探索工艺系统，了解其系统性、复杂性等特点，在实践中根据地质条件确保钻井工艺标准化，降低现场作业难度，提高整体工作质量和安全性。

关键词：地质工程勘察；钻探技术；方法；应用实践

1地质工程勘察中钻探技术应用特点

1.1全面性

开展地质工程勘察，必要的基础和前提是全面掌握实施现场的条件，然后根据工程建设的要求，控制钻孔技术的合理应用方法。在获得准确的数据后，对各种信息数据进行综合分析，可以为方案编制、规划设计提供重要的参考依据，保证钻井位置的科学布局，为后续的现场作业奠定良好的基础。

1.2便捷性

钻探技术在地质工程勘察中的标准化应用，不仅可以保证各种信息数据的准确性和完整性，而且可以提高钻探的效率和技术水平，在实际操作阶段表现出方便性。例如，在进行隧道工程地质调查时，重点分析隧道工程的埋置位置和深度。考虑到现场作业条件复杂，传统的测量方法和技术手段已不能满足实施要求。为此，选择钻孔技术来控制隧道工程的具体深度。整体操作简单方便，不会消耗太多的资源，节省了测量成本，提高了各项工作的效率。

2当前地质工程勘察存在的问题

2.1地理因素和人为因素。

地理因素是当前地质工程勘察中的主要问题之一。最重要的是，很难掌握地下水位，地下水位通常有三种变化。首先，水位上升往往会对地质工程勘察产生显著影响，如土壤松动、土壤湿度高导致的土壤劣化，甚至对勘察设备造成不可逆转的损坏。如果水位大幅上升，将给整个建设工程带来不可磨灭的打击，如最严重的建筑物倒塌。第二，水位下降的主要原因是人为因素。中国许多地区的日常饮用水是地下水。当地下水开采过多时，很容易导致水位下降。水位下降对地质工程勘察的影响不言而喻。如果没有良好的补救措施，不仅可能导致项目不能如期进行，而且对环境造成更大的威胁。人们生存的根本是环境，如果出现这种情况，必须及时向上级报告，并在停止施工时采取相应的解决方案。第三：水位升降频繁。如果发生这种情况，应特别注意，因为这种情况不仅意味着无法进行地质工程勘察，而且可能发生地质灾害。当水位频繁波动时，会对地质造成很大破坏，可能发生地质变形，土壤的收缩也会受到很大影响，导致土壤中许多微量元素的损失，地表的承载力将大大降低，这将使地质工程像在薄冰上行走一样进步。人为因素对地质工程勘察的主要影响是对自然资源的过度开发，破坏了原有的生态平衡，盲目追求自身的切身利益，未能照顾好我们的日常生活环境。过度开采对地质工程勘察的实际影响更多是由泥石流、管涌等不确定因素引起的。

2.2市场问题。

随着时代的快速发展，工程企业和工程项目也越来越多，地质调查项目也逐渐走向市场化，承包地质调查的相关调查队伍也越来越多。由于该集团的这一部分占据了绝大多数市场份额，测量工程的质量急剧下降。调查市场中专业人员和业余人员之间的不平衡，使得一些完全没有技术和专业知识或资历较浅的人员占据了调查市场的主导地位。现在，大量插件和箱包公司涌入市场，专业调查单位因缺乏“硬实力”而被排除在市场之外。这种劣势竞争加剧了勘察市场竞争的恶性循环，使地质勘察领域失去了原有的现实意义。

3地质工程勘察中钻探技术的方法及具体应用

3.1绳索取芯技术

绳索取芯技术的主要特点是无需使用钻杆提升即可轻松取出岩心。通常，只有当钻头出现问题时才需要钻杆。钻孔时，岩芯通过芯管填充，钻孔中的钻杆不需要提升到地面。使用设备中的专用绳索对其芯管进行打捞。使用该钻井技术，可以获得大量的钻井时间，大大提高钻井效率。电缆取心技术是目前较为主流的钻井技术。通过其技术，可以提高取芯质量，并及时处理钻井过程中的堵塞，减少因岩心和钻杆之间堵塞引起的磨损。由于其技术特点，可以在不使用钻杆提升的情况下完成取芯，从而提高其钻头的使用寿命。此外，司钻的工作强度也大大提高。该技术主要应用于隧道、油气、冰、固体矿物等的钻井作业。

3.2液动潜孔锤技术

我国潜孔锤钻进技术的研究和应用居世界前列。该技术的发展主要基于旋转钻井技术，并在其设备中添加冲洗液以驱动液压潜孔锤。锤体受到冲击后，它将最大限度地将能量传递到钻头，以实现岩体的破岩操作。其设备中使用的冲洗液主要来自现场泥浆泵的运行，简单来说，在钻头的作用下会形成有节奏的冲击载荷。通过对旋转钻井技术的改进，使旋转力形成巨大的冲击力，使钻头能够破碎一些高硬度岩石，提高了钻井效率，降低了钻井成本。此外，根据硬质岩石抗剪强度低、脆性高的特点，液压潜孔锤钻进技术可用于地质条件复杂的地形中钻进。值得一提的是，在应用液压潜孔锤技术时，为了应对高频振动，需要加强其钻孔设计。同时，为了减少液压锤的磨损，必须确保液压泥浆在分配冲洗液时保持低粘度，并严格控制冲洗液中的含砂量，使其具有很强的润滑性能。该技术主要针对一些小直径岩心钻探作业，已广泛应用于水下爆破和锚固施工。目前，我国对该技术的研究主要是从高强度工作环境和提高潜孔锤性能方面进行的。相信未来其技术的发展将在矿山地质调查、石油天然气调查等领域大放异彩。

3.3反循环钻探技术

反循环钻井技术主要利用循环介质产生冲击力，使其作用于井下冲击器进行钻井作业。就其技术而言，可分为液压反循环技术和空气反循环技术。所谓液压反循环技术是指使用泥浆或水作为其钻井技术的循环介质。通过钻杆将介质转移到孔底，钻头可以获得圆柱形岩心，并随着钻头的提升将其带回表面。所谓空气反循环技术，是指通过压缩空气，以压缩气体为循环介质，将压缩空气通过双壁钻杆的外管输送到孔底，使其在压缩空气膨胀的作用下形成很大的冲击力，带动井下冲击器钻进。空气反循环技术可以在空气作用完成后，通过钻杆中央通道将岩石碎片带回地表，以便于对其岩体进行采样和分析。当选择介质作为循环引入时，主要取决于钻井需求和当地工作环境。水力反循环技术可以通过钻孔获得相对完整的岩块，提高取芯质量，同时降低劳动强度。它可以通过完整的岩块进行精确的地质分析。空气反循环技术的钻井效率不高，能耗较大。反循环技术可应用于地质调查采样工程。适用于水文井和一些较软的坍塌地层的调查。此外，其技术还可应用于更复杂地层的锚固施工和灌浆施工。空气反循环钻井技术在缺水和干旱地区非常适用，可以降低钻井成本。然而，在获取岩石样本方面存在一些问题，因此无法通过岩石样本真实反映调查的地层结构。

结束语

综上所述，我国的基础工程不断完善，地质工程勘察的数量也在不断增加，因此岩土工程地质勘察也越来越受到重视。地勘人员要端正工作态度，充分认识水岩土工程勘察的重要性和影响岩土工程质量的因素，在掌握勘察技术和专业知识的前提下，采取合理有效的钻探技术，全面提高地质调查质量，确保地质工程顺利开展。

参考文献

[1]测绘新技术在地质工程勘察中的运用研究[J]. 胥林.  中国金属通报. 2020(06)

[2]测绘新技术在地质工程勘察中的运用探究[J]. 江萌,黄华.  世界有色金属. 2021(21)

[3]四川省冶金地质勘查局六零六队[J].   四川地质学报. 2009(04)

[4]地质工程勘察在工程设计和施工中的重要性[J]. 石毅.  冶金与材料. 2021(04)