工程地质勘探中的钻探技术应用论文_刘伟民

工程地质勘探中的钻探技术应用论文_刘伟民

中国煤炭地质总局一七三勘探队 河北涿州 072750

摘要:随着我国城市化建设进程的加快,工程建筑领域得到了大力的发展,地质勘查事业正不断地发展、深入,为工程建设提供有力的支撑。基于此,笔者从工程地质勘探中应用的钻探技术出发,对工程地质钻探技术的应用特点及相关技术的具体应用展开了分析。希望通过本文的论述,能够为我国地质勘探人员提供有价值的参考,为推动我国地质勘查事业的发展奠定良好的基础。

关键词:工程地质勘探;钻探技术;应用

1 前言

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。

2 地质工程钻探概述

地质工程,主要指的是地质勘察,在实践过程中能获得资源矿产的具体信息,考虑到资源开发以及工程地质概况等,在后续钻探管理中了解实际概况,结合地质结构稳定性和土层的性质等,在调查过程中提前进行勘探,钻探技术的合理化应用,符合资源勘探的要求。

2.1进行钻探作业

在进行钻探工作的过程中,需要掌握岩心的实际情况,在勘探的过程中,难度比较大,如何做好样本分析是关键,在整个过程中了解操作规范和实际要求,在勘探的过程中,制定合适的钻探方式,此外,涉及到速度和深度等,需要谨慎分析和讨论。

2.2钻孔位置选择

钻孔位置的选择,需要具备可行性原则,在整个过程中提前进行审核,钻孔作业的布置很重要,在勘察阶段,了解周围的环境,在不同的应用领域,有不同的客观需求,需要结合标准进行选择。

2.3合理安排钻探深度

在工程作业中,结合施工的实际情况和要求等,确定钻探技术的方式,在实际选择过程中,选择中小型或者重型钻孔机进行,结合工程量大小以及建筑物高度指标等选择。根据不同的问题,进行针对性处理,能提升钻探的效率和质量,保证后续工作稳定实施。

2.4进行地质结构分析

在工程建设和勘察中,注意不要在钻探作业中过分对地质结构产生影响,在地层以及周边环境勘察中,施工进度以及钻探工作计划等容易产生影响。在操作过程中了解工作计划,避免存在盲目钻探的现象。

3 工程地质勘探中的钻探技术分析

3.1绳索取心技术

绳索取心技术是所有钻探技术中相对来说比较简单的一项技术,不需要钻杆就可以获取岩心,在进行钻头更换的时候才使用钻杆。在目前工程地质勘探中,绳索取心是一个应用比较广泛的钻探技术,最重要的工具就是充满岩矿心的岩心管和出现堵塞时候的打捞工具。绳索取心技术钻探深度比较低,而且在岩心获取上比较方便,很容易获取到完整而且质量比较好的岩心,钻岩效率相对来说比较高,有着适应性强和方便等特点,这也是绳索取心技术在地质勘探中应用比较广泛的原因之一。绳索取心技术不仅设备钻进效率高,能够充分保证岩心质量,而且在钻探过程中即使出现阻塞情况,因为打捞工具的影响,矿心和钻杆工具也有效避免了摩擦,从而保证取心效率。

3.2反循环钻探技术

反循环钻探技术一般分为两个方面,水力反循环和空气反循环,这两种技术依据循环介质的不同进行划分。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆空气反循环钻探技术的介质为空气,利用双壁钻杆外管作用,将空气运送到孔底,在输送过程中,空气会出现膨胀,继而产生冲击力,从而驱动孔底的潜孔锤运动,岩石在潜孔锤的作用下就会产生岩屑,在空气的作用下,岩屑会通过钻杆中心的通道回到地面,勘探人员就可以收集这些岩屑进行分析和研究。水力反循环钻探技术是以泥浆或水作为介质,先将泥浆或者水运送到孔底,在取心钻头后就可以获得岩心,然后钻头和岩心一起回到地面,原理和空气反循环钻探技术的原理一样。但是相对于水力反循环钻探技术,空气反循环钻探技术可以取得更好的钻探效果,而且所花费的成本比较低,在一定程度上也降低勘探人员的劳动强度,这种反循环勘探技术比较适用于干旱缺水的地区,但是这种反循环也存在一些弊端,不能将勘探区域内地质层的情况如实反映出来。

3.3液动潜孔锤技术

经过多年的深入研究,我国在液动潜孔锤钻探技术上取得了较高成就,研究成果已经处于世界领先地位。其工作方式主要是:利用冲洗液冲击液动潜孔锤时,液动潜孔锤会将该部分力量传递给钻头,钻头击破岩石,方便岩芯的采集。在冲洗液输送时,泥浆泵是常用工具,在泥浆泵运行时,冲洗液有节奏的冲击,使钻头有规律的运动,产生冲击负荷,提高了钻工效率,节约了钻孔施工的成本投入,常用于岩石层硬度较高、抗剪力较强的区域。液动潜孔锤钻探技术是回转钻探技术的升级版,在冲击力、回转力的影响下,钻头钻进效率极大提升,还能够利用坚硬岩石的特点,解决了复杂地质无法保障钻孔质量这一难题。

3.4新型钻探技术的应用

时代的进步产生了新的材料和方法。例如,新型节水钻井技术的出现为干旱地区的钻井提供了新的方法。它采用超声波技术制造的新型钻头,大大提高了钻孔的工作效率,延长了钻头的使用寿命。与普通钻头相比,该钻头的钻速提高20%。新型清洗液的应用可以快速清理钻杆内部的污垢,保护钻杆设备,增加钻杆的使用时间,进一步提高了钻探的技术。

4 工程地质钻探过程中常见的工艺及设备

实际上,在工程地质勘探过程中,遇到的地质环境大都是比较复杂、多样化的。因此,在勘查过程中,一定要对勘查作业的现场地质环境进行全面的分析,选择合适的施工工艺及设备,保证所选的钻井技术符合地质勘查工作的具相关要求及标准。通常情况下,钻探技术的选择都是从冲击及回转两个方面入手,选择合适的钻探技术,钻探技术应用主体主要有人力与机械两种。在实际工程地质勘探过程中,一般都会选择机械回转的方式来完成钻探的相关作业。这主要是由于机械回转技术的钻进效率比较高、钻孔较深。在对不同地质环境进行钻探的过程中,取土方法一般如下:a.击入法:该方法主要是应用于比较坚硬的土层环境中,通过孔外轻捶或孔内重锤的方式,进行岩层取样。b.压入法:该方法比较适用于土层比较松软的地质环境,主要是通过连续压入的方式,借助活塞油压筒或绳滑轮组合装置,将取土器一次性快速压入土层中,尽量降低对土样产生的干扰。c.振动法:该方法主要是利用振动器,在振动过程中将取土器压入土层中,这种方法对土样的干扰比较大,不适用与液化状态的土层中,使用时具有一定的局限性。

5 结语

针对钻探施工的具体要求,在整个过程中要求工作人员明确注意事项,按照钻探技术流程和要求等实施,提升可行性。本次研究中对绳索取心技术、反循环钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、组合钻探技术等进行了分析,提升了技术应用优势。

参考文献:

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[4]刘蕴锋,梁德龙.工程地质勘探中的钻探技术应用[J].民营科技,2016(04):122.

论文作者:刘伟民

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/10/9

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