摘要：地质项目勘察中采用的钻探技术属于一项比较复杂且技术含量高的工艺。在钻探过程中，需要根据不同地质项目勘察要求科学选择技术，既能够提升取芯质量，还可以减少钻探劳动量与成本。希望通过经验积累与钻探技术的开发，为国内钻探技术的进步做出一定的贡献。
关键词：地质勘察；钻探技术；方法；应用
1钻探技术的意义与作用
钻探技术有着漫长的发展历史，对于人类社会的发展和人们的生产生活有着重要的作用。地质钻探技术帮助人们了解自然，利用自然资源。我国地大物博，资源丰富，地下丰富的矿产资源需要依靠地质钻探技术来发现，矿产资源的使用也需要依靠地质钻探技术来实现。除了地下矿产资源的勘测，建筑工程的地质勘测、地下水的勘测与开采，都离不开地质钻探技术。因此，地质钻探技术对我们的生产生活都具有重要的意义。地质钻探技术直接或间接地推动着社会的发展和经济的进步。
我国地下矿产资源丰富，但是陈旧落后的地质勘测技术和地质钻探技术使得矿产的利用量很少，有的矿产甚至出现稀缺情况，这在一定程度上限制了我国社会与经济的发展，阻碍了国家的建设。近年来，为解决资源紧缺的问题，国家加大了力度发展地质勘测工程，地质钻探技术的重要性重新被认识到，地质钻探技术在新时代得到了更快的发展。
2钻探技术所应用到的设备组成
2.1设备内容的组成
钻探设备当中最为关键的组成部分就是钻头、钢管、钻杆与冲洗液。且钻探设备的实际作业方式也是不同的，一般有冲洗钻探、震动钻探以及冲击钻探，钻探方式上存在的不同，就是其实际进行钻探作业的环境条件也是不同，可应用在硬度不同的岩石层当中。
2.2钻头
经过细致观察能够发现，钻探技术中用于实际施工的钻头材质是不同的，其中包含硬质合金、钢粒以及金刚石等类型，三种硬度不同的钻头应用在硬度不同的岩石层中，金刚石钻头一般应用较为坚硬的岩石层中，钢粒钻头一般用在硬度在四级至七级之间的岩石层中，其余硬质的合金一般应用在硬度在三级及以下的岩石层中。为了能够让钻探作业过程更为便利，通常会使用硬度最为良好的金刚石钻头，一般硬度的岩石层可以轻易被钻开，也能够将硬度更高的岩石层钻开，金刚石钻头的钻进速度较快，能够节省一定的成本费用，且金刚石钻头的钻探也是较为安全的，其是勘探作业过程中应用广泛的一种钻头材质。选择金刚石钻头的时候，一般使用的都是结构较为简单、口径较小的金刚石钻头。
2.3钻杆
钻杆是钢质的圆杆，单杆直径一般是非常细的，平均直径一般为42～50mm，且单根钻杆的长度一般在4.5～6m，钻杆的关键作用就是要用来对钻头实施向下带动延伸的工具形式，并且钻杆和钻杆之间的连接方式是使用螺旋纹扣的形式来实现的。
3钻探技术常用方法
在工程地质勘探中，因地质特征的不同，钻探技术应用所选择的方式相应不同。当前，常用的钻探方法主要有以下四种：冲击钻探，回转钻探，冲击回转钻探，振动钻探，前两种钻探方式使用最为广泛。若以动力来源对钻探技术划分，可分为人力钻探、机械钻探，其中，机械回转钻探具有高效率、钻孔深、样本采集容易等优势，被广泛应用于工程施工中。在工程地质勘探中，如何选择合理的钻探技术，成为工作人员思考重点。因为，仅依靠简单数据分析，很难判定哪种钻探技术最为有效。对此，勘探人员应详细分析基层地质的成分，通过地质层的硬度选择合理的钻探技术。若勘探区域土壤成分较杂，可通过结合不同的钻探技术，保障地质勘探的准确性。应注意，在对地质成分进行取样时，取样人员应注意取样地点的分布，提高样品的代表性。
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4地质项目勘察过程勘探技术的应用
4.1绳索取芯方式
绳索取芯方式的特征主要是在不采用钻杆升降的基础上，能够轻易地取出岩芯。一般情况下，仅在钻机钻头产生故障时才需要利用钻杆。在钻探过程，经岩芯管来填满岩矿芯，不用把钻孔内的钻杆提出地面。借助设备内的专用绳索打捞出岩芯管。利用该种钻探方法，能够获得很多的钻探时间，较大限度上提高了钻探效率。该方法是目前比较常用的一种钻探手段，利用该技术能够提高取芯效果，在钻探过程出现阻碍时，能够得到及时解决，降低了矿芯与钻杆之间由于阻塞引起的磨损。因为其技术特征，能够不采用钻杆升降来进行取芯工作，能够增加其钻头的应用期限。另外，针对钻探者的劳动强度也有较大限度上的改良，该技术的运用主要是面对坑槽、石油液化气、冰层以及固化矿体等进行钻探处理。
4.2液动潜孔锤方式
我国针对液动潜孔锤方式的探究与运用，在国际排名十分靠前。这项技术的研发主要针对回转钻探方式，且在其设备内添加了冲洗液，使之对液动潜孔锤加以驱动，在其锤身遭到冲击后，会令能量最大化的输送给钻机钻头，促进岩身的破岩处理。液动潜孔锤方式通过改进回转钻探方法，使回转力产生一股强大的冲击力，令钻头破碎高硬岩，在提高钻进效率的基础上，还节省了钻孔费用。另外，液动潜孔锤方式能够按照坚硬岩体防剪度低与脆性大的特点，对于地质条件比较烦琐的地形展开钻探。值得注意的是，在采用该项技术时，为了可以解决高频振动，要求加固钻探技术。而且，为了降低液动锤的损坏，在运输冲洗液时，保证其液压浆液维持较小的黏稠度，管理好其冲洗液内的含砂量，使之具备较高的润滑效果。液动潜孔锤方式针对那些小口径岩芯钻探工作，在水中爆破和锚固施工中取得了广泛使用。目前，我国对于该技术的开发，主要是基于高强度工作条件与提高潜孔锤水平。相信今后其技术的开发，将在矿山地质勘探、石油天然气勘探等方面得到大规模使用。
4.3水利反循环式钻探技术
水力反循环系统是指用泥浆或是水用作钻探方式的循环媒介。利用钻杆将其介质传递到孔下，能够使钻头得到柱状岩心，且可以随着钻头的提高而将之带回到地面。空气反循环系统是指通过压缩气体，并使压缩之后的空气作为循环媒介，利用双壁钻杆外管把通过压缩之后的气体传递到钻孔下，使之在压缩气体的膨胀作用下产生较强的冲击力并对孔下潜孔锤展开驱动式钻探。空气反循环系统能够在完成气体作用后，把岩石碎块经钻杆中心渠道带回地面，便于采样研究其岩体。在选用何种媒介进行循环分析时，主要结合钻探需要和本地工作条件来决定。水力反循环系统能够通过钻探获得比较完整的岩块，提高了取芯质量的基础上，还减小了工作强度，能够用完整的岩块来研究地质环境。而空气反循环系统的钻探效率较低，并且所耗损的能量很大。在地质项目勘察采样中，采用反循环系统，比较适用在水文水井和一些比较疏松坍塌地层勘察，还能够将该技术使用在比较复杂地层的加固与注浆过程。空气反循环钻探方式，在缺水干旱区域比较适用，并且能够节省钻探成本。但在岩体取样上存在诸多问题，不能利用岩样来真实体现所勘察地层的构造。
4.4组合形式的钻探技术
实际钻探过程中，往往会将反循环式钻探技术与绳索取芯钻探技术结合使用，两种技术的有机结合可以最大程度地发挥二者的优势并弥补二者的不足，形成具有很强综合性的地质钻探技术，实际应用中，这样的组合技术能根据地质情况的不同，发挥两种钻探技术的长处，大幅度提高钻探效率，降低钻探成本。
结语：
地质钻探是地质调查和矿产勘查工作最直接的技术手段。相对其他民生行业，地质钻探行业受经济形势及国家宏观调控的影响较为显著，如何应对“新常态”，是钻探工程行业人士普遍关心的话题，也是行业共同面临的挑战。分析地质钻探行业现状，研判未来前景和发展趋势，对钻探施工决策部门、钻探装备投资规划部门和钻探技术研究攻关部门非常必要。地质勘测工作人员也应着力关注地质钻探技术的研发与创新，使之更好地为矿产勘探、地下水质检测及建筑施工的地质勘测服务，进而推动我国经济更快发展。
参考文献：
[1]郝智光.地质钻探技术与应用研究[J].中国煤炭地质，2018，30（S2）：53-54.
[2]龙柯屹.钻探技术在地质资源勘查过程中的应用[J].资源信息与工程，2018，33（01）：1-3.
论文作者:莫文桂
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：地质论文; 技术论文; 钻头论文; 钻杆论文; 方式论文; 硬度论文; 岩石论文; 《基层建设》2019年第21期论文;