地質勘查中鉆探技術的應用

王彥羽

摘要：鉆探技術作為工程地質勘察的最重要的方法，能夠保證勘察數據的高準確度及高效率。目前鉆探技術方法種類較多，就需要在實際的現場施工中根據地質條件的差異選擇適宜的鉆探技術。

關鍵詞：工程地質勘察；鉆探技術；應用

1工程地質勘察的簡要介紹及其特征

1.1簡要介紹

工程地質勘察可以簡單地理解為通過一定的技術手段對地形及地質的整體狀況進行縝密的勘測、調研與實驗，以此能夠對地域范圍的整體地形及地質的狀況有比較詳盡的了解，能夠為后期項目的施工奠定良好的基石。

1.2特征

工程地質勘察的目的是技術人員對項目施工地的地勢與地質條件有足夠的了解，其特征大體包含如下四個方面：第一，工程地質勘察的勘察目標是土地。因此需在開展詳細的施工操作開始之前對地勢及其地形有充分的了解，保證判斷結果的準確性及其合理性，從而確保能夠選取最佳的鉆探技術。第二，在鉆探過程中，需要認識到布孔和取樣是同等重要的，既要保證合適的布孔又要確保取樣的代表性。在選取巖芯過程中所布孔盡可能地控制在10m以內，且沒必要過大，只有這樣才能保證對地質的結構未造成損害的基礎上進行合理分析。第三，鉆探技術是通過布孔的方式來實現采樣的目的，取樣的同時不能忽略布孔的重要性。布孔是一項技術含量較高的技術，在布孔中會應用到很多技巧，對于布孔的地點、深度的確定都需要布孔操作人員做好正確的評估。第四，在地形情況較難估量的地點進行勘察時對于布孔的要求就相對較高，若布孔操作人員的技術未達標，不但很難保證實驗數據的準確性，同時還會給現場人員的生命安全產生一定的危害。

2工程地質勘探中鉆探技術的應用

以下的這三類介紹了鉆探技術的應用。

2.1液動潛孔錘鉆探技術的應用

液壓潛孔錘鉆進技術是在旋轉鉆探的基礎上開發的，主要使用沖洗驅動潛孔錘，當液壓潛孔錘沖擊能量可以傳送到鉆頭，鉆打破巖石，主要工具是施工現場的泥漿泵，液壓錘鉆探和旋轉鉆探對比如圖1所示。旋轉鉆探技術的改進技術、影響和旋轉力的驅動下，極大地提高鉆井設備的效率，降低鉆井成本。

2.2反循環鉆探技術的應用

已廣泛應用反循環鉆井技術是一種鉆井技術，其應用在實際取決于循環介質分為空氣反循環鉆井技術和水力反循環鉆井技術。空氣反循環鉆進技術在鉆井過程中以空氣為介質鉆探，鉆探過程中由武器外鉆桿為壓縮空氣的傳播，把它的底部洞，壓縮空氣后通貨膨脹產生的影響大，開孔的底部孔錘影響巖石和鉆桿和空氣和巖屑回地面，實現巖屑的檢測試驗，具體原理如圖2所示。

這兩種開采方法有自己的優點。空氣反循環鉆進技術在一些更干旱，缺水地區得到了廣泛的應用，其消費更少的勞動力在鉆井的過程中，鉆井成本很低，但巖屑樣品代表性不強，不能夠準確地反映地層的實際情況。水力反循環鉆井技術可以反映地層的結構，但它消耗大量的水資源存在于鉆井過程中，鉆井速度緩慢，需要時間長。

3 常用方法

3.1擊入法

對于質地較為堅硬的地層，使用一般的鉆探方法往往由于對巖層的沖擊力不夠而無法快速的破碎巖石，使得鉆進時效受到影響。擊入法則能夠提供足夠的能量，使得巖石快速的破碎，有利于鉆探工作的順利開展，通常有孔內、孔外擊入兩種方式。

3.2壓入法

對于質地柔軟的巖層，不需要較大的沖擊力，只需要適當的施加壓力，因而此時可以采用壓入法來進行鉆探，這樣就可以減少鉆進過程中的能量消耗。通常來說根據工作連續性不同有連續壓入和間歇壓入兩種。

3.3振動法

振動法對于一般性的巖層鉆探均能適用，它可以利用振動器來使得土層產生震動，并將鉆頭鉆進到土層中。但應當注意該方法不適用于巖石層的鉆探以及原狀樣的提取。

4 應用分析

常見的鉆塔技術有以下幾種：

4.1反循環鉆探

“壓送法”反循環鉆探適用于之地較軟或者是中硬質地的勘探現場，工作時先壓送沖洗液進入套管內，隨后沖洗液又從鉆桿內返回繼而形成循環，這樣鉆取的巖芯就隨著沖洗液帶到地表。空氣反循環鉆探技術實現了節水的鉆探，特別是在一些水資源緊張的地區特別適用，它的循環介質為空氣，多用于固體礦產鉆探。有些礦產質地較為松散，適用其他的鉆探技術有可能對巖芯造成較大的擾動，使得取樣準確率不高，特別是一些高嶺土會在水的作用下發生膨脹現象，造成礦巖芯的污染而使用空氣反循環鉆探技術可避免此類問題，從而高效率的準確取樣。實際操作時，隨著鉆探深度的加深，鉆機轉速不斷提高，巖芯礦物隨著空氣循環到地上，取樣人員只需要在按照一定的時間節點接收收集。

4.2繩索取芯技術

進行地質勘探時，如果使用鉆探技術鉆進到巖芯時，巖芯物質進入到管中，此時在提取巖芯時不用將鉆上提，而是使用繩索等專業取樣工具將其從巖芯管取出來，這樣就可以大大地縮短鉆探的有效時間。

4.3液動潛孔錘

液動潛孔錘是一種新的鉆探技術，它在回轉鉆探技術基礎上進行改進后形成的，屬于液動的類型，并在液動能量的支持下給予鉆頭一定的沖擊力，使其向下錘動，加速了巖石的破碎。

4.4組合鉆探技術

工程地質勘探工作通常面臨較為復雜的地質環境，有時僅憑一種鉆探方法難以達到理想的效果，因此可以綜合使用各種鉆探技術，根據實際情況來進行組合，這樣就可以整合各類鉆探技術的優勢，從而提高鉆探的效率，減少工作人員的勞動強度，節約鉆探工作的成本，達到更好的鉆探效果。

5結束語

面對不同的工程地質和自然條件，要選用不同的鉆探技術，從而可以取得一個較好的效果。在當前社會環境下，隨著鉆探技術的發展和研究，只有深入了解鉆探知識，掌握鉆探技能，才能不斷適應社會對于鉆探人員的要求。

參考文獻：

[1]王賀寧.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析[J].科技視界，2017，（12）：158+160.

（作者單位：江蘇省核工業二七二地質大隊）