地質勘察中鉆探技術的方法以及應用探討

梁彥

摘要：隨著社會經濟的進一步發展，地質項目勘察活動為社會經濟帶來了豐富的礦產資源。在地質項目勘察的全過程中，其工作含有較高的技術性，對勘察效果起決定性作用的方式就是鉆探技術，所以，仔細研究地質項目勘察過程勘探技術的方式及運用，有利于促進我國地質項目勘察活動的進一步發展。

關鍵詞：地質工程;勘察工作;鉆探技術;應用分析

隨著國家對礦產資源需求量的逐漸增多，礦產資源的挖掘也成為社會關注的重點。在地質項目勘察中采用鉆探方法，取得樣品，通過研究樣品以及樣品測試在地質勘察中起到了重要的作用。

1.地質項目勘察分析

地質項目勘察主要采取技術性方式，對相應的地質條件進行測量、勘探和調查。在地質項目勘察階段，鉆探技術屬于一項十分關鍵且科技含量很高的勘查方式。利用勘探技術，能夠對測試孔內的原位及巖土、礦體進行采樣，為整個地質項目勘察工作提供完善且精確的勘查信息，尤其是在勘察煩瑣的地層結構時，若未科學的選取鉆探技術，針對其地層結構也不能進行精確分析，進而影響到對其地層力學等參數資料的獲得，因為其數據獲取存在不足，對地質項目勘察的報告也會造成影響，極大阻礙到后期工程施工的質量，使得其項目存在諸多安全隱患。

2.地質項目勘探工作的使用條件

2.1科學分布勘探項目鉆孔模式

在分布勘探項目鉆孔時，不僅要全面思考施工場地的地質條件，而且還要根據工程本身特性與類型。

2.2鉆孔應用途徑多元化

鉆孔應用途徑有許多，比如，能夠利用鉆孔對項目地質狀況、地質結構、水文條件進行了解，而且還可以實現長期勘查、采樣和測量等工作。同時還有很多測量工作需要和鉆探施工同時進行，因此進度比較緩慢。

3.地質項目勘察過程勘探技術的運用

隨著社會經濟的發展，急需大量能源的支撐，所以，針對礦產資源的需求量非常大，并且還在不斷增多，為滿足該種需要，國內的鉆探技術也取得了顯著發展及進步。

3.1繩索取芯方式

繩索取芯方式的特征主要是在不采用鉆桿升降的基礎上，能夠輕易地取出巖芯。一般情況下，僅在鉆機鉆頭產生故障時才需要利用鉆桿。在鉆探過程，經巖芯管來填滿巖礦芯，不用把鉆孔內的鉆桿提出地面。借助設備內的專用繩索打撈出巖芯管嘲。利用該種鉆探方法，能夠獲得很多的鉆探時間，較大限度上提高了鉆探效率。該方法是目前比較常用的一種鉆探手段，利用該技術能夠提高取芯效果，在鉆探過程出現阻礙時，能夠得到及時解決，降低了礦芯與鉆桿之間由于阻塞引起的磨損。因為其技術特征，能夠不采用鉆桿升降來進行取芯工作，能夠增加其鉆頭的應用期限。另外，針對鉆探者的勞動強度也有較大限度上的改良，該技術的運用主要是面對坑槽、石油液化氣、冰層以及固化礦體等進行鉆探處理。

3.2液動潛孔錘方式

我國針對液動潛孔錘方式的探究與運用，在國際排名十分靠前。這項技術的研發主要針對回轉鉆探方式，且在其設備內添加了沖洗液，使之對液動潛孔錘加以驅動，在其錘身遭到沖擊后，會令能量最大化的輸送給鉆機鉆頭，促進巖身的破巖處理[3]。液動潛孔錘方式通過改進回轉鉆探方法，使回轉力產生一股強大的沖擊力，令鉆頭破碎高硬巖，在提高鉆進效率的基礎上，還節省了鉆孔費用。另外，液動潛孔錘方式能夠按照堅硬巖體防剪度低與脆性大的特點，對于地質條件比較煩瑣的地形展開鉆探。值得注意的是，在采用該項技術時，為了可以解決高頻振動，要求加固鉆探技術。而且，為了降低液動錘的損壞，在運輸沖洗液時，保證其液壓漿液維持較小的黏稠度，管理好其沖洗液內的含砂量，使之具備較高的潤滑效果。液動潛孔錘方式針對那些小口徑巖芯鉆探工作，在水中爆破和錨固施工中取得了廣泛使用[4]。目前，我國對于該技術的開發，主要是基于高強度工作條件與提高潛孔錘水平。相信今后其技術的開發，將在礦山地質勘探、石油天然氣勘探等方面得到大規模使用。

3.3反循環鉆探方式

反循環鉆探方式主要是通過循環媒介形成沖擊力，并使之作用于孔下潛孔錘來鉆探。針對其技術來說，能夠分成水力反循環技術（圖1）與空氣反循環系統。 水力反循環系統是指用泥漿或是水用作鉆探方式的循環媒介。利用鉆桿將其介質傳遞到孔下，能夠使鉆頭得到柱狀巖心，且可以隨著鉆頭的提高而將之帶回到地面。空氣反循環系統是指通過壓縮氣體，并使壓縮之后的空氣作為循環媒介，利用雙壁鉆桿外管把通過壓縮之后的氣體傳遞到鉆孔下，使之在壓縮氣體的膨脹作用下產生較強的沖擊力并對孔下潛孔錘展開驅動式鉆探。空氣反循環系統能夠在完成氣體作用后，把巖石碎塊經鉆桿中心渠道帶回地面，便于采樣研究其巖體。在選用何種媒介進行循環分析時，主要結合鉆探需要和本地工作條件來決定。水力反循環系統能夠通過鉆探獲得比較完整的巖塊，提高了取芯質量的基礎上，還減小了工作強度，能夠用完整的巖塊來研究地質環境。而空氣反循環系統的鉆探效率較低，并且所耗損的能量很大。在地質項目勘察采樣中，采用反循環系統，比較適用在水文水井和一些比較疏松坍塌地層勘察，還能夠將該技術使用在比較復雜地層的加固與注漿過程。空氣反循環鉆探方式，在缺水干旱區域比較適用，并且能夠節省鉆探成本。但在巖體取樣上存在諸多問題，不能利用巖樣來真實體現所勘察地層的構造。

3.4組合鉆探方式

針對組合鉆探方式，更正確的說法是通過工藝來形容。由于該技術是由以上幾種鉆探方式組合形成的，其鉆探方式既具備各鉆探技術的優勢，還能夠結合不同地質環境與鉆探需求來選用合適的鉆探手段，在提高了工作效率的基礎上，還減小了勞動強度及鉆探費用。

3.5其他鉆探方式

文章所介紹是目前比較主流的地質項目勘察鉆探技術，有些廠家研制出了一些新型的鉆探方式，能夠在一些獨特的地質環境下應用，例如節水鉆探工藝，主要是根據干旱區域的環境所開發的鉆探方式;再者，為提高鉆探效率，通過超聲波技術來生產金剛石鉆頭，使之鉆頭應用期限得到了極大提高，并且還可以提升鉆探速度。

4.地質項目勘察中常見的鉆探方法

由于在地質項目鉆探過程，所遇到的地質條件較為復雜，因此，需要結合不同的施工條件，科學選用地質勘探方法，確保在不同地質條件下順利進行鉆探工作。一般情況下，在地質項目鉆探中，主要采用的鉆探方式包括兩種：鉆探工藝中沖擊與回轉鉆探。這兩類技術會按照動力來源加以劃分，劃分模式有人力與機械兩類。其中，機械途徑能夠提高鉆探效率，對鉆進深度進行科學控制，從而實現地質項目勘察的廣泛使用。對于不同地質鉆探方法應用時，能夠科學選用鉆探方法與設備，主要包括三種：其一，擊人法。該種方法主要劃分為孔外輕錘多擊法與孔中重錘少擊法兩類。一般情況下，都能夠應用與地質堅硬的采樣過程，而且孔中重錘少擊法采樣效果更好。其二，壓人法。這種方法主要應用于地質較為柔軟的條件下，其主要劃分為持續壓人法和間斷壓人法。其三，振動法。這種方法主要是利用振動器，在受到振動作用時，將取土器壓人土質內，從而完成取樣工作。

5.結束語

總之，地質項目勘察中采用的鉆探技術屬于一項比較復雜且技術含量高的工藝。在鉆探過程，需要根據不同地質項目勘察要求科學選擇技術，既能夠提升取芯質量，還可以減少鉆探勞動量與成本。希望通過人們的經驗積累與鉆探技術的開發，為國內鉆探技術的進步做出一定貢獻。

參考文獻：

[1]霍峰森.地質工程勘察中鉆探技術的方法以及具體應用[J].西部探礦工程，2018，30（05）：129-130+138.

[2]常新.地質工程勘查中鉆探技術的方法及其應用分析[J].黑龍江科技信息，2017（08）：104.

[3]高沖.淺談在道路橋梁地質勘察中鉆探技術的應用[J]電子測試，2016（17）：142+26.

[4]呂江漫.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析[J]資源信息與工程，2016， 31（03）：112-113.