工程地质勘察中钻探技术的应用论文_王永刚

工程地质勘察中钻探技术的应用论文_王永刚

河南省煤田地质局四队 河南 450000

摘要:在实际的工程中,越来越多的工程已经采用了钻探技术作为勘察手段的一种,这已经说明了钻探技术可以有效的为工程提供准确数据,提升工程的质量。但是要注意的是,不论什么技术,合理的进行选择和应用才是重点,根据实际的情况来选择使用不同的方案,这样才能真正的保证工程的顺利进行。

关键词:工程地质;钻探技术;具体应用

引言

工程地质勘察钻探技术是我国资源需求的保证,是不断开采和利用的一门技术,随着当前社会经济的快速发展,对勘探工作要不断的研究,在传统技术的资源上不断利用当前科学技术的指导,对无法开采的深部矿产进行挖掘,不断的利于我国资源的使用。在深部矿产工作上,找矿产是一方面工作,另一方面就是钻探技术的利用,坚持走创新道路,提高工作效率和工作水平,对资源的开采和利益得到很好的保障工作,还有效的为环境资源做充分的准备工作,坚持走可持续发展道路而努力。

1工程地质勘察工程的意义和特点

1.1 工程地质勘察的意义

通过进行勘察、检查、测量分析等形式来对相关的工程进行全面的探究是工程地质勘查地质勘察的主要目的,通过进行良好的工程地质勘查,最终得到诸如土质情况、岩石分布、水体条件以及空间分布等对于工程实施有重要参考价值的一系列信息,之后可以根据这些信息来对工程的施工方案进行合理的调整和改进,这就是工程地质勘查的核心目标和存在的价值。

1.2 工程地质勘察的特点

在如今的科技水平下,工程地质勘查最常用的方式就是进行钻探勘察,其主要原因在于钻探技术可以很好的适应各种不同类型、不同地质的环境,最大程度的保证勘察的准确程度。但是,如果在应用钻探技术的过程中,缺少合理性的管理制度以及操作方法,不够了解现场的需求,了解现场的地质情况和地层岩性等,必将会导致勘察结果的不准确,同时也无法保障底层框架探究的精准度,出现数据弄虚作假的现象,进而给整个工程的勘察质量带来严重的负面影响。

2地质工程勘察中钻探技术存在的问题分析

2.1钻探技术设备自动化程度不高

虽然我国对地质工程勘察工作的开展历史已经非常悠久,但从当前我国钻探设备来进行分析,基本还在沿用老式设备,或者在其原基础上进行改造。在一定程度上呈现出了自动化程度不高的问题。而且老式设备较为笨重,不利于钻探效率的提升。

2.2钻探设备通用性不高

由于钻探设备较为陈旧,许多钻探设备在进行跨行业运用时,缺少通用性,导致只能针对某一个指定项目开展工作。

2.3 操控体系不够完善

我国当前正在使用的钻机控制体系,由于其钻机本身的自动化程度不高,缺少相应的钻探监测功能。在开展实际工作时,无法对其整体工作进行有效精准的操控。此外,在进行钻探操作时,其操作参数仪表指标不够完善。

3工程地质勘探中钻探技术的应用

伴随着我国工程地质勘探技术的不断发展与进步,钻探技术也在不断创新,目前在工程地质勘察中越来越多的技术和应用在不断的更新,在技术上主要分为三种液动潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术及绳索取芯技术等。这些技术在地质勘探上有了很大的进步和提高,对此对三种技术做出以下分析。

3.1 液动潜孔锤钻探技术的应用

液动潜孔锤钻探技术主要是指通过回转的技术进行延伸的,将液动驱动对浅孔锤进行冲击,在冲击过程中将其能量传给钻头,这个时候钻头可以对岩石进行破击,主要过程是外力带动能量再破击,这个环节主要是被动的状态下进行的,工具主要是施工的泥浆泵;整个施工环节上对现场冲击力和回转力有了很大的提升,也对钻井工作提高了效率,还降低了钻孔成本。对外,该技术还可以了解岩石的硬度,充分对坚硬岩石抗剪强度得到了完善,解决了钻孔质量和复杂问题,可以说为了更好推动液动浅孔锤钻探技术,就要对潜孔锤的寿命不断提高,同时还要不断的优化和加强研究。

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3.2 反循环钻探技术的应用

反循环钻探技术是工程地质勘查过程中常见的一种钻探技术,根据循环介质的不同,反循环钻探技术主要分为水力反循环技术与控制反循环技术两种。其中,水力反循环技术的应用过程主要是利用水及泥浆作为介质,通过钻杆将这种介质传输到钻孔底部的位置;之后,通过取心钻头,得到柱状的岩心,并将其从钻孔中取出。另一种反循环钻探技术主要是利用空气作为介质,通过双臂钻杆将空气进行压缩处理,再将其传输到钻孔底部的位置。由于空气在剧烈的运动后会发生膨胀反映,也就是会产生一定的冲击力,这种冲击力会带动孔底的潜孔锤,使其对岩石产生一定的作用力;之后,钻杆会将上述过程中产生的岩屑带到地面上,工作人员就可以对岩屑进行检测化验。上文提到的两种反循环钻探技术都是勘探工作中常见的方式,两种技术本身都具有各自的缺点及优势。具体来说,工作人员应根据实际施工场地的情况进行选择。通常情况下,水力反循环技术主要是应用于岩层比较完整的区域,勘测人员能够清晰地判断出岩层的性质,且这一工艺方式消耗的人力较少、工作强度较低。不过,在这一钻探技术应用的过程中,也存在水资源消耗量大、钻孔效率低、勘探时间长等方面的缺点。与之相比,空气反循环技术应用过程中的耗水量小、成本低。但是,空气反循环技术在应用过程中,其得到的岩屑样本的代表性较差,不能深层次地反应出地下岩层的结构情况。

3.3 绳索取芯技术的应用

与反循环钻探技术相比,绳索取心技术应用过程中不需要使用钻杆,就可以得到岩心的样本。需要注意的是,当钻头出现问题时,还是会使用到钻杆。在绳索取心技术应用的过程中,其主要使用的工具是岩心管与打捞工具。由此可见,该技术的应用流程十分简单,具有一定的便捷性及可操作性,还能够在大范围内进行实际应用。实际上,在绳索取心技术应用过程中,钻孔的深度应控制在较低的位置,不宜过深,这也使得应用该技术的钻井效率比较高,岩心提取的质量能够得到保证。从人力作业的过程中,作业人员不需要经常性地提升钻杆,钻杆升降的次数也比价少,工作强度相对较低。从我国工程勘探领域的发展情况来看,绳索取心技术被广泛应用于地热、坑道、冰层等各领域的钻探工作中,具有非常重要的社会作用,能够为相关企业及部门带来良好的经济效益。

3.4 钻探技术的实际应用

首先,在钻探技术的实际应用上对定向和岩心定向有着很大的技术要求,这技术对于找矿钻探技术非常有效,对比较深的矿位置会借助钻矿的测量及其调试工作有着很大帮助,对深部位置的找矿上,可以从定向方法上采取,不管是技术和位置上都有同步进行的好处。其次,从技术分析上,主要工具是利用钻柱和钻杆技术上对深部钻探进行平衡性,保证钻杆的技术达标同时,还可以吸收该技术的精华,在实施过程中相对于润换,增加了钻杆的厚度,防止出现坍塌的现象,造成的安全隐患。最后,钻探技术的质量控制。质量上需要保证指标的准确性,有必要保证孔斜和采取率的使用上,在孔斜上注意倾斜度上的控制,保证钻孔方位角和定角,另一个就是采取率上,每个对破碎岩层的采取率上要大于百分之七十以上,有效的控制采取措施的提高。

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:(1)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。(2)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。(3)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。

结束语

综上所述,地质工程勘察中的钻探技术是一项较为复杂且具有较高技术性的工艺。在开展实际钻探操作时,需要结合不同地质勘察工程需求来进行合理的技术选择,不仅可以提高取芯质量,还能够降低钻探工作量以及成本。希望相关工作人员在工作中不断总结经验以及探索钻探技术知识,为我国钻探技术的发展做出应有的贡献。

参考文献:

[1] 洪成雨.浅谈工程地质钻探中的钻孔技术[J].黑龙江科技信息,2013(4):288.

[2] 孙世灿,孙飞.研究工程地质钻探中的钻孔技术[J].科技与企业,2013(12):202.

[3] 梁耀雄.工程地质钻探中钻孔技术的探讨[J].低碳世界,2013(14):106-107.

[4] 彭华秀.工程地质钻探中的钻孔技术及其应用[J].江西建材,2012(5):188-189.

论文作者:王永刚

论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期

论文发表时间:2018/11/9

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