工程地质勘探中的钻探技术

资源信息与工程

V〇i.32 M>1February 2017

工程地质勘探中的钻探技术

马仲文

(贵州省煤田地质局水源队，贵州贵阳550000)

摘要：在工程建设与能源开采中，工程地质勘探是非常重要的环节，依赖先进的地质勘探技术获得更加精确、全 面的地质资料，能够满足当前社会经济发展工程建设与能源开采需求。文章先简要介绍了地质工程勘探中钻探技 术的目的以及注意事项，并对工程地质勘探中的钻探技术进行详细分析，仅供参考。关键词：工程地质勘探；钻探技术；应用中图分类号：P634

文献标识码：A

文章编号：2096-2339(2017)01-0016-02

我国地域辽阔，可利用与可开发的地质资源总量丰 富，在社会经济快速发展的今天，充分利用我国的矿产及 能源，对加快我国的现代化建设有重要意义。为了保证 新能源源源不断地开发，就需要做好工程地质勘探工作， 选取合适的钻探技术，以期获得更多的矿产能源，为我国 社会主义经济建设保驾护航。

钻探方法的应用离不开钻探设备，在当前的科学技 术水平下，钻探设备基本上实现了自动化，采取全液压驱 动的钻进方法。地质钻探首先需要选择合适的钻头，钻 探设备往往借助自动化控制技术操作与钻孔控制，而压 力的大小需要人为调整。取土器是非常重要的钻探设 备，主要为基层人员获得勘探区的地质成分，帮助勘探人 员分析地质层的硬度。使用取土器时，需要关注取土点 的分布情况。

1工程地质钻探技术概述

地质勘探的目的是发现地层中存在的隐患问题，地

1.1工程地质钻探的目的及注意事项

质勘探用于建筑工程中，能够帮助施工单位查明建筑物 所在区域的地质构造、水文条件、岩石力学性能等性质， 采取精准的测绘、试验以及勘察等方法，使后续工程能够 稳定进行。

工程地质勘探的实际应用中，钻探是非常重要的工 作内容，为了提高地质勘探质量，在钻探过程中，操作人 员需要注意以下几点：第一，钻探时，如果对岩心的采取 率不能达到地质勘探要求的80%以上，就需要根据工程 地质的具体情况，采取合理的钻孔方法，控制好钻孔速 度;第二，钻孔开始前，需要合理选取钻孔位置，钻孔位置 可以根据当地的地理环境综合考虑。如果地质勘探用于 基础的工业建筑建设，在勘探过程中可以根据建筑轮廓线 选取钻孔位置，而像一些特殊性的工程项目，比如水利大 坝建设、公路桥梁建设等，需要根据大坝的轴线以及桥梁 的走向选择钻孔;第三，注意钻孔的深度，通常在建筑工程 前期勘探中，钻孔的深度一般在10 m左右，而在特殊的工 程项目建设中，钻孔的深度则达几十米;第四，在钻孔工程 中，要不断对其中所采样到的岩石进行试验，控制好钻孔 速度，保证勘探区域的水文与岩层不受钻孔的影响。1.2工程地质钻探方法与设备

当前常用的钻探方法有冲击钻探与回转钻探两种， 它们能够应用于我国的各种地形，满足工程地质勘探的 需求。

2工程地质勘探中的钻探技术分析

随着我国经济的快速发展，科学技术水平也在不断

提升，在经过十几年的发展，我国的钻探技术无论是在技 术还是工艺上都达到了世界先进水平。地质勘探中不能 缺少钻探工作，这是因为地质勘探主要是对地下深层的 岩石进行特性分析，钻探的目的就是为了取出地表的岩 石，通过对岩石的性质及结构进行分析，以获得勘探区域 的地下岩层信息与能源储量。当前我国进行地质勘探 时，使用到的钻探技术具体包括绳索取心技术、反循环钻 探技术、液动潜孔捶钻探技术及组合钻探技术四种。2.1绳索取心技术

该技术的重点在于钢丝绳的应用，钢丝绳将地下深 层的岩石取出，钢丝的贯人应用钢丝绳打捞器来完成。 应用绳索取心技术需要注意以下几个操作要领：第一，在 准备阶段，需要选取设备性能高的钻杆以及钢丝绳打捞 器;第二，为了保证钻机的顺利钻进，钻头的材料应选择 坚硬度极高的金刚石材料;第三，应使用性能优异的钻机 以及泥浆栗；第四，为了保证岩心的顺利取出，要求进行 绳索取心时，需要受过专业培训的操作人员来完成整个 环节的操作，掌握操作的技术要领，采取合理的取心方 式，减少钻孔取心时间，减少钻头的消耗。2.2 反循环钻探技术

反循环钻探包括水利反循环与空气反循环两种钻探 技术。在钻探过程中，水利反循环需要将水源源不断的

作者简介：马仲文（1987-),男，云南昆明人，大专，助理工程师,主要从事野外钻探施工工作 —16 —

第32卷第1期2017年2月

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贯人到钻孔中，通过提取钻头获得岩心。空气反循环以 空气为获得岩心的媒介，通过使用双臂钻杆将空气压缩 至孔底，空气在压力的作用下产生膨胀，使岩石变为岩 屑。这两种获取技术中，水利反循环能够获得比较完整 的岩石，大大提高了后续对岩石特性研究的准确性，但是 该获取方法的缺陷在于钻孔速度非常缓慢，并且在钻孔 过程中需要消耗大量的水资源，在一些水资源匮乏的区 域并不适用。空气反循环解决了在干旱、缺水地区地质 钻探的需求，有效节约了钻探成本，然而由于最终获得的 岩石并非完整，因此通过取出的岩屑无法获得岩石特性， 但是相比水利循环，空气循环的实际应用范围更加广泛。 2.3液动潜孔捶钻探技术

液动潜孔捶钻探技术是我国高水平钻探技术的代 表，该技术的钻探原理是应用冲洗液为潜孔捶提供动力， 通过钻探区域岩石的作用力冲打液动潜孔捶，潜孔捶将 这种力量反射给钻进的钻头，钻头在获得较高的能量后 就可以将岩石击破。冲洗液的供给主要由现场所布设的 泥浆泵进行传输，钻头在反复运动中获得较大的冲击负 荷。液动潜孔捶钻探技术是回转钻探技术的改进，冲击 力与回转力会同时作用于钻头，大大提高了钻机的钻进 效率，有效解决了在复杂区域进行钻探的问题。2.4组合钻探技术

组合钻探技术将绳索取心、反循环以及液动潜孔捶

(上接第15页）

技术融合，发挥了三种钻探技术的优势，打破了特殊地质 环境对钻探工作的影响。在实际的地质勘探过程中，该 技术的使用需要依据勘探区域的实际情况，并结合工程 建设与能源开采的实际需求，设计最大效率的钻孔。组 合钻探技术有效降低了施工人员的工作强度，节省了勘 探成本，提高了钻探工作效率。

3结语

在建筑工程建设与矿产能源的开采中，工程地质勘

探是非常重要的工作内容。工程地质勘探通过获取施工 地与矿产区的地质特征、水文特征、岩石特征，为工程的 合理设计与矿产能源的测量提供有利的依据。在工程地 质勘探中，钻探技术作为保证地质勘探顺利进行的重要 技术手段，在实际的应用上，需要勘探人员根据工程地质 的实际情况，选择合适的技术与设备，从而保证地质勘探 结果的准确性，提高工程建设质量以及矿产能源的勘探 水平。

参考文献：

[1] 籍淑华，马志红.工程地质勘探中的钻探技术[J].煤炭技术，

2009(9) ：152-153.[2] [3]

2014(11)：194-195.科技，2016(4) :122.

孙君超.浅析工程地质勘探中的钻探技术[J].低碳世界

刘蕴锋，梁德龙.工程地质勘探中的钻探技术应用[J].民营

从而确保有色金属野外勘察工作顺利完成。因此，在实 际工作中，应该加强对勘察人员的培训和管理，加强勘查 工作的规范化，使其能够按照正确的工作流程实施勘探。 此外，勘察人员需提前做好相关准备工作，根据勘察要求 和矿区条件做好工作划分和工作记录，注意勘察过程的 安全性，将完整的勘察信息交于信息统计人员，以此提高 有色金属勘查工作信息的准确性，为有色金属资源的开 发奠定基础。

质环境条件的认识，选择有效的方法实施勘察。有色金 属野外勘察工作人员要根据以往经验，不断总结和创新， 充分利用先进的勘查技术，提高有色金属野外勘察的准 确性和可靠性，给我国矿业的发展提供强有力的支撑和 保障，从而有效缓解我国的能源短缺问题。

参考文献：

[1] 李勇兵，普仲琪，普家聪.有色金属资源勘查中野外勘察要点 分析[J].低碳世界，2014(21) :183-184.

3结语

随着工业化和城市化的发展，对有色金属的需求量

[2] 覃科峰，莫金明，韦湘海.有色金属勘查中的野外勘察要点研究[J].山东工业技术，2016(6):228.[3] 丁军明.有色金属资源勘查中野外勘察要点分析[J].河南科 技，2014(4):198.

不断增加，加强野外勘察工作要点分析能够帮助有色金 属勘查取得良好的成效，为我国社会生产发展提供基础 的能源保障。实际勘察工作中，工作人员应该加强对地

[4] 于星.我国有色金属资源的开采现状及野外勘查要点分析[J].世界有色金属，2016(11):21-22.

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