地質勘查鉆探技術應用及發展

張芝盛

摘 要：我國的鉆探技術隨著地質勘查事業的發展而日益進步。目前我國鉆探技術的應用領域越來越廣泛，各項工藝技術及設備也在不斷升級更新。隨著我國地質鉆探技術水平的逐步提升，更多的勘探方法已經運用到各種復雜的勘探環境中。本文從地質勘查的主要內容入手，對地質勘查鉆探技術應用及發展進行了分析。

關鍵詞：地質;勘查;鉆探技術

0 引言

近年來，隨著我國基礎設施的快速發展，我國的鉆探技術隨著地質勘查事業的發展而日益進步。目前我國鉆探技術的應用領域越來越廣泛，各項工藝技術及設備也在不斷升級更新。隨著我國地質鉆探技術水平的逐步提升，正在朝著設備小型化、輕量化方向發展。

1 地質勘查的主要內容

為查明工程項目建設地點的地形地貌、地層土壤、巖性、地質構造、水文條件和各種自然地質現象而進行的測量、勘探、試驗和鑒定、評價的工作。一般分為三個階段，即：選址勘察、初步勘察和詳細勘察。在施工過程中發現地質情況復雜或與原勘察資料不符等情況時，可以增加施工勘察。其目的是為建設項目選擇廠（場）址、工程的設計和施工提供科學依據。

2 單動雙管取土器地質勘查鉆探技術應用

通過本人在川藏鐵路地質勘探過程中對單動雙管取土器使用過程中的研究，現將該設備結構及使用原理介紹如下。

單動雙管取土器由內管和外管組成，內管一般平齊或稍短于外管，這樣能避免沖洗液對取樣的影響。內管一般為半合管，有利于土樣取出。外管端部裝有金剛石鉆頭。取樣時外管回轉鉆進，內管壓入取樣，沖洗液通過內外管之間的環形狀通道將土屑帶出。鉆進時，鉆頭和外管隨鉆桿一起回轉。當內管中有巖芯時，在摩擦力作用下內管及其卡簧不回轉。沖洗液由上接頭進入，通過外管接頭上的斜孔進入內外管的環狀間隙沖洗孔底，由外管與孔壁間隙上返，內管中的沖洗液，隨巖芯的進入，經內管接頭上的排水孔也流入內外管間隙。為了保證沖洗液既能順利循環流動冷卻潤滑鉆頭，又不對巖心造成沖蝕影響，尤其是在鉆進松散、軟弱夾層、破碎地層時，半合式雙管卡簧座與鉆頭內臺階之間的間隙大小，對巖心采取率有著很大關系。在沖洗液對巖心沖蝕影響較大的地層中鉆進時，間隙不能太大，一般不超過1.5 mm;而在沖洗液對巖心沖蝕影響小的地層中鉆進，間隙則可以略大，一般在2 mm～4 mm。因此，巖芯的采取率、完整度、純潔性等均有較大提高，代表性更好。

（1）鉆具下入孔內前，檢查單動的靈活性，卡簧、鉆頭與卡簧座的配合、水路與隔水間隙必須符合要求。（2）根據所鉆地層的松散程度，認真調節卡簧座與鉆頭內臺間隙。十分松散的地層，間隙盡量小（0.5 mm），外管轉動即可;若地層稍硬，間隙可調大些，這對減少巖芯堵塞、提高回次進尺是有意義的。（3）泥漿選用200目以上優質膨潤土，經過充分預水化合攪拌，配以PAM（聚丙稀酰胺）、CMC（膨潤土）、堿等泥漿助劑。（4）下鉆到離孔底1 m左右，應開泵慢掃沖孔，并上下活動幾次，孔底干凈后方可鉆進。這樣可防止沉渣充塞內管空間，防止堵塞水眼。（5）鉆進過程中要保持壓力均勻，壓力為3 kN～6 kN左右，壓力的調節適地層情況和鉆孔深度而改變，當鉆進松散、易破碎地層時，壓力適當增大，轉速取139 r/min～292 r/min，小泵量為80 L/min～120 L/min，正常鉆進時不得上下提動鉆具，使鉆具在一回次中始終不離孔底。（6）要均勻給壓，嚴防巖芯堵塞，如遇巖芯堵塞、不進尺或進尺緩慢，為防止巖芯磨耗，要立即提鉆。（7）采取巖芯的方法：回次終了，取巖芯時，稍加大鉆壓，開車轉動幾圈，即可提鉆;對松散巖芯采用關泵干鉆取芯。

植物膠液體在循環過程中，靠其本身的粘性迅速吸附在已鉆出的巖芯表面上，由于植物膠本身是由非離子聚合物組成，分子鏈長而有很大的柔軟性，具有較高的吸附能力及彈性，避免了沖洗液對巖芯的直接沖刷，基本保持了巖芯的原狀結構，不易遭到機械破壞。在植物膠護膠作用及內管保護作用下，平均巖芯采取率達到了85%以上，較常規鉆探方法得到了大幅提高，同時對粗圓礫土巖芯擾動較小，基本保持了原狀。植物膠良好的護壁效果得到充分的體現，塌孔、掉塊現象明顯減少，極少出現卡鉆情況，未出現埋鉆等孔內事故。

通過使用單動雙管取土器，巖芯采取率有了相應的提高，較一般取土器更能真實的揭示地層情況。

3 地質鉆探技術的發展方向

3.1 鉆井方法的發展方向

隨著經濟的快速發展，現有的一些鉆井方法已不能滿足社會的實際需要，許多不一致的因素逐漸出現。因此，我國應全面改進落后的地質研究技術，確保其與時俱進。

3.2 鉆井設備的發展方向

隨著經濟的快速發展，用于地質鉆探技術的鉆探設備也應不斷發展。目前，我國鉆井裝備的研究和開發已經取得了一定的成果，特別是在鉆機、鉆頭、鉆具等小型裝備方面。同時，我們對那些節能設備、大型設備和自動化設備進行了深入的研發和創新，確保了鉆井設備的發展方向不斷向前發展。

3.3 工程鉆探發展方向

在人類社會的發展過程中，各種建筑的建造為發展過程奠定了堅實的基礎，而鉆探技術將作為不同建筑的支撐。在每個項目建設前的準備階段，都要對其開發現狀進行有效的勘探和詳細的地質調查，為項目的順利開展提供一些必要的資料。隨著社會的不斷發展，建筑工程的建設項目越來越多，所利用的土地資源也呈現出多元化的發展趨勢。為了適應社會的深入發展，人們對工程地質鉆探技術提出了越來越高的要求。因此，只有地質鉆探技術不斷進步，才能有效地滿足工程項目的需要，為社會的發展提供重要的技術支撐。

4 結束語

綜上所述，為了滿足當各種環境下的勘探資料需求，技術人員應重視地質勘查工作，充分發揮定位遙感、定向鉆探、液動錘技術的作用與優勢，運用反循環連續鉆探技術、定向鉆探技術、液動錘鉆探技術，提高勘探效率與成果，推動我國勘探事業的更大發展。

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