論地質勘查鉆探技術應用及發展

蘇瑞冬

（華北有色工程勘察有限公司，河北 石家莊 050011）

在開展地質工程的勘查實踐環節，應從技術措施入手開展一系列的地質調研工作。在具體的實踐中，應保障結合實際，來開展所涉及到的土壤、水體、巖體等地質變化所涉及到的力學參數進行收集。在分析相關參數的基礎上，能有助于為后期的施工活動奠定相應的基礎。其中，在開展地質工程勘探的環節，鉆井技術屬于高科技的勘查措施，這樣能有效保障落實試驗孔內的場地和巖土場的采樣工作，從這個角度，能保障落實地質工程勘查的有效性，并落實較為準確、完整的測量數據[1]。同時，考慮到復雜地層的測量情況，如果不能保障明確鉆井技術的適用性，這樣無法有效合理化地質結構的分析，難以明確落實工程數據。同時，考慮到信息采集環節中的問題，不僅會嚴重影響到工程勘查的各個環節，還會造成工程建設受到嚴重影響，從而還會造成一系列的安全隱患問題。

1 地質勘查中研究鉆探工藝選取的作用

考慮到我國的地大物博，不同區域的地質條件存在著嚴重的差異性情況，這點在開展地質工程勘查中同樣明顯。隨著科學技術的快速發展，地質工程勘查工作也在逐步的完善之中。在不同的地質情況下，不同的鉆探工藝技術適合于不同的場景，這就要求廣大巖土工程勘查人員應從實際出發來落實有針對性的鉆探工藝。這樣方可以明確高質量的水文地質環境的勘查要求，并能落實在工程實踐中的工程數據的可靠性、準確性的要求[2]。

但從實際情況來看，在部分特殊的環境工況要求下，巖土工程勘查鉆探技術還遠遠不能滿足于不同地質條件的勘查要求，其個性化的定制化的勘查工作往往不太適用于特殊環境。從這個角度來看，勘查工作應從整體上綜合考慮各種影響因素，并能落實工程建設的實際來優化所涉及到的鉆探技術。同時，研究人員應從實際出發，落實巖土工程勘查中影響鉆探工藝選取的主要因素，明確落實相關參數的優化，進而旨在充分利用工程資料的基礎上，實現鉆探技術的快速提升，保障更好地符合實際工況的要求，在保障落實工程勘查施工質量的基礎上，全面提升勘查速度，進而推動工程建設的穩定化發展。

2 地質工程勘查中常用的鉆探設備及鉆探方法

在開展地質工程的勘查實踐環節，必然涉及到多種鉆探設備，為了保障地質勘查活動的有序化開展，應明確落實工程巖土地質鉆探的有效性，并關注在不同工況環境下的差異性特點。不同巖土地質條件來看，并落實不同的鉆探技術方案，落實具體工況要求下的鉆探設備的合理化配置，以便更好地符合本地的地質條件及施工要求，落實具體的鉆探方案的有效性，進而能全面提升巖土工程地質勘查鉆探質量，進而推動巖土工程地質勘查鉆探工作的高質量發展，為后續的整體工程項目奠定良好的基礎。

2.1 鉆探設備

在具體開展一系列的巖土工程勘查實踐中，應明確所采用的鉆探設備，結合實踐工程的情況，常用的鉆探設備涉及到轉動裝置、鉆塔、鉆機、泵、擰管裝置、動力裝置、空氣壓縮機等。

只有保障符合工程實際要求的鉆探設備的優化配置，才能進而控制勘查周期，落實具體的勘查實踐中的準確性及質量的要求。在具體的巖土工程勘查實踐環節，一定要從實際出發，保障發揮出鉆探設備的性能。

在配置鉆探工具，優化鉆探方法的過程中，主要涉及到的常用鉆探工具為鉆頭、鉆桿和鉆芯管等，并要求工作人員從實際出發來落實具體鉆頭的優化工作。一般來說，在選擇鉆頭的實踐中，具有廣泛應用的則為硬質合金取芯鉆和螺旋鉆具，前者屬于硬質合金鉆的情況，而后者配合短螺旋鉆、麻花鉆、長螺旋鉆。另外，考慮到鉆桿的狀態情況，也會造成影響到鉆探進度的情況。具體的巖土工程勘查環節，應落實定期化開展鉆桿的檢查工作，保障落實軸線直線度誤差結合規范標準要求來嚴格控制，明確誤差率在0.1%的要求。在落實鉆探實踐環節，并配置兩套鉆桿，并從土層的實際情況出發，可以選擇交替鉆桿的應用情況，旨在實現鉆桿應用性能得以全面優化，進而延長其的使用壽命，這些都是開展高質量鉆探工作的重要基礎[3]。

2.2 鉆探方法

在開展巖土工程勘查的實踐過程中，所涉及到的鉆進、破碎孔及井底巖石工作所涉及到的方法都為鉆探方法，主要目的就是開展能保障實現巖層孔和巖石的破碎樣品通過必要方式有效獲取。在此過程中，一定要明確鉆進環節中的工藝技術要求，落實具體的巖芯和回鉆環節中的合理化磨料情況，并從實際出發來落實具體的不同的鉆探方法。結合工藝劃分的情況，主要涉及到振動鉆進、正/反循環回轉鉆進、螺旋鉆進、潛水鉆進、沖擊鉆進等方面的工作。而結合不同的磨料情況，主要涉及到金剛石鉆進、硬質合金鉆進金鉆進以及鉆粒鉆進等工作[4-8]。在具體的巖土勘查的實踐環節中，應明確落實科學合理化優化鉆進方式，明確保障提供有效的鉆進方案。

在環節中，應加強從實際出發來開展機械碎巖工作的研發。在保障巖芯的順利獲得的要求下，大都是選擇反循環連續取芯、提鉆取芯、繩索取芯等方式。同樣，如果選擇碎石工具或磨料的情況，大都是通過硬質合金鉆進、復合片鉆進以及金剛石鉆進等方式。在這樣的背景下，為了滿足相應的取沖洗液的要求，應明確實際工況條件來開展相應的清水鉆進、空氣鉆進、泥漿鉆進等方面的工作，實現多種鉆進方式的融合發展。

3 巖土工程勘查中鉆探工藝選取分析

在具體的巖土工程勘查的實踐中，特別是在不同的地質巖土環境的情況下，應用的鉆探工藝技術比較多，其主要適用于不同的巖土地質情況。

從這個角度來看，就應結合實際特點來優化不同的鉆探工藝，充分保障明確巖土地質特點及鉆探需求基礎上，方可以明確落實鉆探工藝技術的有效性，從而保障落實提供更加可靠且更加準確的鉆探數據。

3.1 軟弱粘性土層鉆探工藝選取

在開展軟弱粘性土鉆進的過程中，主要采用螺旋鉆具的方式，這樣能能有助于實現預期的鉆進施工效果。在具體施工環節中，應結合實際來全面化對于螺旋鉆具葉片長度嚴格控制。一般來說，選擇葉片長度為11m，同時，其鉆具直徑應小于鉆孔的直徑。

在具體的鉆進環節，應落實具體的進尺深度的規范要求，還應落實考慮到在螺旋鉆自身厚度的影響情況下，特別是存在著進尺深度設為11m的情況，則大都是控制好相關的采樣長度。并能結合實際需求來進行鉆桿長度的增加。工作人員應在明確采樣深度的基礎上，落實如何優化鉆桿長度，旨在提供開展高質量的施工要求。

同時，從保障鉆探工藝質量的角度出發，還不能忽視存在的鉆井速度的控制問題，大都是選擇控制速度為90r/min～100r/min的范圍，在落實速度要求的基礎上，能更好地符合軟弱粘性土層鉆進施工的要求。

考慮到土層中存在一定數量的水，應符合實際來落實鉆進控制力度，保障鉆進施工的有序化開展。另外，技術人員也應從實際工況條件出發，明確落實巖土工程勘查的等級情況，落實具體的巖土工程勘查等級，合理化相應的鉆探施工工藝。

3.2 硬粘性土鉆探工藝選取

考慮到硬粘性土的強度較大的實際特點，同時，再考慮到其具有較低的滲透性，整體的蠕變性、流動性以及壓縮性、觸變性都比較弱。

在這樣的環境下，如果同樣選擇螺旋鉆進的方式，這樣則會造成鉆探施工環節中的埋鉆以及鉆桿折斷的情況，容易造成一系列的鉆探事故問題。所以，在開展鉆進施工的具體實踐中，往往在開展下層土壤的振動的基礎上，也會影響到上層土的情況，這樣的行為則意味著土壤結構的穩定性受到嚴重的影響。

在應用沖擊回轉鉆進的過程中，主要涉及到液動、氣動和氣液混合等三種方式的動力形式。其中，鉆具往往具有比較慢的速度，相應鉆頭具有較長的使用壽命，并能體現出明顯的鉆進效率，能有效避免發生意外事故的情況，體現出在應用實踐中較強的安全性特點。在具體的氣壓動力鉆進的環節中，灌輸介質材料應首先選擇高壓空氣，并能明確落實在70m～200m的范圍中。在開展液壓動力鉆井實踐中，則應結合實際需求來進行循序漸進來控制速度，同時，選擇清水作為高壓的支撐媒介的方案，合理化相應控制具體的孔徑情況，落實探測深度的要求。

在具體的鉆進方案中，一定要從實際的地質工況環境出發來控制鉆進速度。在剛開始的階段中，不應該追求過快速度，而后隨著加快鉆井速度來完成預期的鉆進目標。在滿足鉆頭切入到土層的基礎上，可以結合實際來進行轉速加快處理，主要是避免在過快的鉆進速度影響下而造成較大的結構阻力問題，這樣則會影響到整體工具的性能情況，難以滿足于預期的正常化鉆進的要求[9]。同時，當存在著鉆井環節中的卡鉆等問題時，避免出現不假思索莽撞提出鉆探設備，一定要符合規范要求來進行擰斷巖芯的操作，對于鉆進阻力嚴加控制。

在應用沖擊回轉鉆進的環節，工作人員一定要考慮到硬粘性土的硬度調節情況，合理化開展水泵流量的控制。同時，孔鉆取環節應格外關注到提鉆環節，避免出現巖芯脫落等情況。

3.3 砂土鉆探工藝選取

考慮到砂土鉆探工藝的特點，由于砂土具有較強的透水性特點，特別是在地下水的影響作用下，應合理化優化具體的鉆探工藝技術。

一般來說，在這樣的背景下，大都是選擇螺旋鉆探工藝方案，這樣不僅能使砂土內部的粘粒效應得到充分利用，而且還能從實際出發，在深孔環境下進行小直徑鉆頭的更換，一般也能更好地滿足于實際的工況條件。考慮到當小粒徑的粉細砂夾粘性土的情況，這樣可以在施工環節進行小直徑螺旋鉆的更換處理。同時，還應從實際出發，落實對于鉆進壓力的控制，在滿足泵量調整似流狀態的基礎上，這樣則應開展鉆進施工工作。

在完成階段性工作的基礎上，則應保障泥漿將孔內的粉細砂沉入泥漿池的底部，并積極開展一系列的清理鉆孔。在暫停泵機運行之后，考慮到運行后處于干鉆狀態，并明確控制相應的干鉆的深度控制，能有效避免巖芯脫落問題。考慮到中粗砂、砂礫或地下水以下的砂土的情況，在施工中應保證明確選擇品字形硬質合金鉆頭，滿足灌漿無泵低速反循環鉆探施工的要求。另外，通過結構慢提快放的操作，能實現應用孔底反循環機的優化發展。在具體的交接環節中，鉆探施工應明確開展鉆孔及時清理泥漿工作，這樣能有效避免出現一系列的卡鉆等問題。還應關注到高效處理浮動鉆具干燒的情況，避免造成由于結構坍塌而造成的廢孔情況，能滿足預期的芯樣提取的要求。

3.4 卵石層鉆探方法選取

針對松散卵石層的實際情況，在這種工況要求下，大都是采用跟管鉆進法的方式，能充分考慮到松散卵石層的特點。在具體的鉆進環節中，規定明確跟管長度保持在3m～6m的范圍，而控制鉆進速度能滿足30r/min～60r/min的范圍。

針對稍密或中密卵石層來說，其主要表現為所涉及到的巖土層含水量比較少，且存在著粘土情況下，大都是選擇回轉跟管鉆進方式，并能結合實際要求來控制鉆進速度。結合具體的密實卵石層施工來看，一定要從土層特點出發，落實具體的鉆探工藝的有效性。

在應用合金干鉆法的實踐中，可以結合工況在最初確定初級參數，并隨著鉆進的深入來加大相應的參數值，并在實踐中需要對于上下竄動問題予以嚴格控制，以便有效避免造成出現鉆頭燒死的情況。

4 結語

綜上所述，結合當前的巖土工程鉆探施工的實際情況，我們一定要從實際的工程地質條件出發，嚴格規范要求地質鉆探施工工藝，優化項目中所涉及到的鉆探方法及工藝參數，并能結合不同的工況地質條件來實現鉆探工藝技術的優化，這樣才能有助于完成預期的高質量項目的施工要求，有助于全面推動地質勘查工作的發展，實現預期的地質勘查目標，也有助于我國的地質勘查鉆探技術快速發展。