鉆探技術在地質勘察工程中的應用研究

◎易磊

引言：如今，鉆探技術在地質勘察工程中的應用率非常高，它是進行地質勘察工程的有效手段。我國地質勘察工程中的鉆探技術已經有了較長時間的應用實踐，此技術是利用鉆機在工程地表上開展鉆探工作，在選定的目標區域進行鉆探使其形成圓柱鉆孔，結合相應的探測技術，對地質結構、地質成分、地質形成規律等進行分析研究。在地質勘察過程中，鉆探技術為地質勘察工程提供了便利，因此，對鉆探技術的方法和應用進行深入的分析研究，對我國社會經濟的發展具有非常重要的意義。

一、地質勘察工程和鉆探技術的相關概述

1.地質勘察工程。地質勘察工程是為了研究地質因素而進行測量、勘探、調查，并得出相關報告的工作。通過勘察工作，可以獲取巖體、斷層、水體等具有研究意義的參考資料，了解地質規律的相關信息。在對這些信息進行充分的分析研究，為后續工程工作的有效開展提供了科學的依據。

2.鉆探技術。地質鉆探技術指的是利用鉆機在地表中鉆孔，并且將孔底堅硬的巖體逐步破碎的鉆進技術和施工工藝，它是獲取地質研究樣品、計算礦產資源、評價礦石品質、對地下巖土層材料信息進行科學探測的一種重要的技術手段。自新中國成立以來，我國地質勘察工程設備和鉆探技術水平得到了飛速的發展，并逐步形成成熟的工程技術體系。而且國家也十分重視地質勘察工程領域的發展，積極地加大對其人力、物力以及資金的投入力度，從而使我國的鉆探技術建立了自己特有的較為完備的工程技術體系，在這個基礎上，我國的地質勘察技術如反循環鉆探技術、液壓潛孔錘鉆技術、繩索取心鉆探技術、組合鉆探工藝技術、空氣泡沫鉆進技術等都獲得了飛速的發展。

二、地質勘察工程的重要意義

地質勘察對整個工程有著及其重大的影響，通常情況下，一項完整的地質勘察主要包含對該區域內的地質結構、水文情況以及地貌地形等進行全方面的考察，是一項綜合性較強、考察周期較長的工作。而在地質勘察中，最為重要的就是鉆探技術的選擇，并在鉆探過程中進行高效的管理，全面提升鉆探效率、降低鉆探成本。采用合適的鉆探技術，能夠極大的減少鉆探成本和勞動成本，最大程度的將經濟的效益用到最佳。當然無可否認在地質勘察工程的過程中涉及到很多的專業技術和先進知識作為引導，從這方面不難反應出地質勘察工程的復雜性和專業性，從而對地質勘察工程人員的要求極為嚴格，不僅要擁有良好的專業能力，并且能夠在勘察中合理運用自身知識明確工程師工地的具體地質情況，通過相應的記錄和良好的預見，規劃好工程施工的具體操作流程，保證工程的科學性和合理性。

地質勘察工程中鉆探技術的使用技巧：地質鉆探是一項較為復雜的工作，不能僅僅考慮當地的地質情況和自然因素，還要根據布孔方式選定不同的鉆探工藝。通常情況而言，如果鉆探深度在10m 以內，通常會選擇較為便捷或者簡單的鉆探技術。地質鉆探不僅僅是獲得水文信息和地質結構信息，還需要經過前期的地質考察、后期的試驗評估等，此外，地質鉆探中對于鉆探技術和鉆探技巧的編錄同樣具備一定的要求。

三、地質勘察工程鉆探技術存在問題

1. 如今的勘察市場沒有得到嚴格的科學化管理，并且投資量在逐漸減少。開發礦產所帶來的經濟效益和發展潛力是難以估量的，而它只能通過一份勘察資料來開展工作。礦產資源開發與其他的地產有著根本性的區別。通過調查總結近幾年的探礦權轉讓情況，從中發現有許多機構為了獲取更多經濟效益而在勘察資料里弄虛作假，導致勘察市場的秩序混亂不堪，并且礦產投資者獲取的經濟效益達不到預期的效果，浪費心力，甚至血本無歸，打擊多方投資者的投資信心。

2. 雖然國家的財政狀況較為緊迫，但是對于在礦產勘察上的投資力度并沒有因此而減少，反而投資領域在逐漸擴大，然而，即使有國家政策的支持，我國公益性的地質勘察鉆探技術工程依然在不斷走下坡路，局面變得越來越緊張。

3.產能過剩。與國外的勘察機構相比，我國的地質勘察隊伍的規模太過飽和，國家投入地質勘察工程的資金鏈從未中斷過，并且根據其發展狀況發布相應的政策。但是地質勘察隊伍開展勘探的主要依據不符合國家發展的實際需要，他們依據隊伍的總體人數來分配勘察工作。這種情況就導致了許多先來的勘察人員擠掉后來者的工作機會，致使礦產資源勘察產能過剩，包括在鉆探技術和研發方面同樣存在著上述問題，阻礙了我國地質勘察工作的發展。

四、鉆探技術在地質勘察工程中的應用研究

隨著我國經濟的快速發展，地質工程鉆探技術也取得了極大的發展，當目前為止，鉆探技術和鉆探裝備都上升到了一個十分先進的水平，并且隨著地質勘察行業鉆探技術的不斷應用，鉆探技術將會朝著更高水平發展。地質鉆探技術實質上就是在地表鉆孔擊碎地里的巖石，以此來獲取相關的巖石信息，不同鉆探工藝所起到的具體作用不盡相同，隨著我國對鉆探技術的投入力度不斷極大，已經逐步形成了一套完整的技術體系，而當下最為常用的就是繩索取心技術、反循環鉆探技術、液動潛孔錘鉆探技術等。

1. 繩索取心技術。在地質勘察的過程中，提取巖心是必不可少的環節，而采用繩索取心的作業中，不需要額外使用任何鉆桿設備，只在需要替換鉆頭或鉆頭出現故障的時候，需要使用鉆桿作業。繩索取心的核心價值在于，在發生堵塞等現象的過程中，需要將巖心管確保裝滿，在提取巖心。目前實際情況來看，繩索取心具備高度的適應性和便捷性，因此能夠適應不同的使用范圍，該技術也能進一步確保取心質量，以最短的時間內產出最大的工作效率。除此以外，一旦鉆探作業出現堵塞的現象，由于繩索取心技術具備打撈工具，能夠有效避免器械之間的摩擦，保證取心工作的質量。繩索取心作業的過程中，不需要改變鉆桿的高度，因此可以減少升降的頻次，為后續的取心質量保障提供堅實基礎，延長相關設備的使用壽命。目前我國在各項地質工程的具體推進過程中，均采用了繩索取心的相關技術。

2.反循環鉆探技術。目前我國所采用的地質勘察手段中，反循環的鉆探技術具體可被劃分為兩類，即水力反循環、空氣反循環具體兩個類別，其技術區別在于循環介質存在一定的區分。其中，水力反循環的鉆探技術依托于泥漿以及泥水，通過循環介質的作用傳導至孔底，使得被檢測的巖心最終返回至地面結果，達到勘察目的。空氣反循環的鉆探技術中空氣中屬于循環介質，這種技術是在雙壁的鉆桿外管作用前提下，將空氣傳輸至孔底，并且空氣劇烈碰撞容易發生一定的沖擊力，促使孔底潛孔垂猛烈撞擊孔底巖石，而后鉆桿把空氣帶回到地面，還會帶回部分巖屑，應用所帶回巖屑能夠測量出所需數據。從本質上來看，水力反循環與空氣反循環技術存在不同的優勢與不足，施工單位需要具體根據實際情況來做出判斷，選擇最為合適的方法展開勘測，保證結果準確性。

3.液動潛孔錘鉆探技術。縱觀全球范圍內，我國針對地質勘察中的液動潛孔錘技術研究相對最為深入，目前已處于全球的領先水平。液動潛孔錘的工作原理在于，通過沖洗液的作用之下，驅動潛孔錘向下壓力，如果外界的能量波及，則會導致液動潛孔錘將能量傳導至上層，達到鉆破巖石的目的。根據以往的經驗來看，沖洗液疏輸送的最佳工具即為泥漿泵，通過鉆頭的前后運動，即可達到產生負荷的抵御作用。液動潛孔錘的鉆探技術可以充分應用堅硬的巖石抗剪強度比較低與脆性較大特點，對鉆探的復雜情況以及難以確保鉆孔質量等問題進行解決。究其原因，在地質勘察中采取液動潛孔錘的鉆探技術過程中，其始終處于高頻作業狀態，因此，該技術在巖質脆性比較大與堅硬巖層中應用效果比較好，但在具體的施工流程之中，還需要額外注重設備的緊固作業問題，確保泥漿質量的穩定性，如果出現潛孔錘的磨損現象，會帶來極大的操作安全隱患，需要額外加強檢查作業。需要注意的是，工作中要盡量選擇潤滑性較強且含沙量低的原漿，從而確保施工作業的成效。但潛孔錘作業方法存在一定的隱患，如果持續高強度作業容易引發使用壽命降低的問題。

4.組合鉆探工藝。組合鉆探工藝是一種融合多種鉆探技術而形成的一種綜合性較強的工藝技術，將繩索取心、反循環取樣能技術相結合，最終形成一種效率更高、人工成本更為低廉的全新技術，該技術的適用范圍也較為廣闊，工作人員可以根據實際需求選擇適當的鉆探手段。

5.其他新材料技術。除去上述常用的鉆探技術以外，一些新型材料也被應用地質鉆探中來，例如在干旱地區采用的全新節水鉆探技術，在鉆頭的研究上，利用超聲波技術而制作出的高強度金剛石鉆頭，這些鉆探技術根據不同的特性內應用于不同的地質環境當中，工作人員通過實地考察選擇適當的技術，能夠極大的節約鉆探成本、提升鉆探效率。

6. 鉆探技術在地質勘察中的全面應用。地質勘察中鉆探技術的應用十分廣闊，在各個地質勘察階段都能得以應用，然而不同的鉆探方法具有不同的優缺點，其在使用過程中受到自然因素和人為因素的影響也不盡相同，不僅在鉆進深度和鉆孔目的上有著綜合性要求，在鉆進方法的選取上也存在一定的差異。所以在地質工程鉆探技術的選擇中，需要根據不同情況選擇鉆探方式，確保巖心獲取效率。而在地下水文勘察中，則需要保證鉆孔結構含水層的位置要求，在土層的鉆探中，應該要以干鉆為主，盡最大可能減少鉆探路程。總體而言，我國的地質勘察工作已經進行了很長一段時間，逐漸形成了一套完整的體系，所以勘察人員在勘察過程中，要嚴格的按照相關工作規定開展工作，熟練度掌握專業知識和具體的操作流程，保證勘察的各項工作能夠順利開展。還有，要跟根據勘察工程的實際需要，制定出切實并且可行的規定，在地質勘察過程中，鉆探人員要選擇適當的取土方法和鉆土類型，達到全面提升鉆探效率的目的。

結束語：綜上所述，地質勘察工程過程中對鉆探技術的要求十分嚴格，并且鉆探技術施工流程繁重、復雜。在開展實際鉆探操作時，需要充分分析和考慮不同地質勘察工程的實際需要而選擇適合的鉆探技術，確保地質工程勘查的穩步進行。為了適應新時代發展的要求，我們必須要加強對鉆探技術的開發和管理工作，不斷地提高地質工程鉆探效率，保證地質勘察的質量，促進我國地質勘查工程先進性、可持續性。