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【摘 要】在我国地质勘察事业中,钻探技术以其准确而清晰的分析效能被广泛运用到地质勘察工程中.随着近些年来我国矿产等能源需求量日益增长,行业市场钻探技术设备和水平也不断升高,这为我国地质勘察事业的建设发展也作出了巨大的贡献,极大的促进了我国地质勘察工程水平的提升.笔者主要就我国地质勘察工程的概念特点进行分析论述,然后具体研究我国地质勘察工程中的钻探技术.
【关 键 词】地质勘察工程；概念特点；钻探技术；分析
就目前我国地质勘察工程来看,地质勘探队伍的钻探技术还存在不少有待健全和改进的地方,这直接影响了我国矿产资源和地质勘察工程的综合效益.尤其是我国经济的快速增长也使得我国矿产资源市场的需求越来也大,因此综合提高地质勘察工程质量,快速提升钻探技术水平,满足我国经济市场的建设需求已经成为我国地质勘察工程事业队伍的首要任务.
一、地质勘察工程概述
地质勘察工程,顾名思义就是指对某项工程采用勘察、测绘、调查和实验等综合方法进行研究调研,充分了解该项工程所有地理特性,如岩石、水体、土地等空间分布变化等相关数据,然后根据这些数据对工程项目的建筑稳定性、环境演化等规律进行推测和论证,最后得到该项工程项目的施工意见和规范.可以说,地质勘察工程是为了确保某个建筑场地的建筑工程能够顺利进行实施,这对我国城市规划和矿产资源的综合效益提供了有利保障.一般来说,地质勘察工程中,钻探技术是其中重要的一环,利用该技术,地质勘察工作人员能够有效提取岩石样品,测试孔内原位,从而得到相关力学参数,并为工作人员推测论证地质地层结构提供有力数据.毋庸置疑,钻探技术水平的科学有效直接关系到工作人员对项目工程场地地理结构的剖析和掌握,而准确的力学参数则直接影响整个工程施工的质量和安全,因此地质勘察工程钻探技术的重要性不言而喻.
在进行地质勘察工程工作时也要注意一些要点.首先,地质勘察工程钻孔工作人员就必须要充分依据对象不同而采取不同的钻探方法,如对大型民用或者工业建筑布孔钻孔时,要依据建筑物的轮廓线,而水坝等工程布孔就要依据其轴线进行.其次,一般工程项目其钻孔的深度也都有要求,其钻孔深度最好不超过10米,而且大多数条件下都要采用简单轻便,操作简单的钻探设备来进行探测,而且其钻探工艺也大多简单易行.当然一般勘察工程所钻的孔的用途很多,通过一个钻孔就能够探测勘察到施工场地的水利,地理条件和环境,也能够了解施工场地地层的岩石结构和地质特点.而且相关工作人员也能够通过钻孔来进行岩石取样观测和实验,这些都需要钻探技术人员的协助.最后,由于钻孔结构观测,研究、钻进等方法都有所不同,因此在施工过程中,工作人员也要依据其钻探技术规定和要求来进行.
二、地质勘察工程钻探技术刍议
目前我国钻探技术已经基本成熟,并广泛运用到我们日常建筑工程和工业建设中.就技术工艺的难度来说,钻探技术并非十分复杂,一般钻探技术能够获取工程地下岩层地质条件和可建设性信息,它是决定地下矿产资源是否可用和有效估算的关键因素,也是我国建筑工程顺利进行的关键环节.不同的地理条件,地质特点,勘察工程,其钻探技术、设备和目的也都不同,而工程钻探工作的顺利进行需要工作人员投入大量的资金,设备和人力,因此优化钻探工艺,提高日常钻探技术手段,细化特殊条件环境下采取的钻探技术就尤为必要.下面笔者就我国地质勘察工程中的一些钻探技术进行具体分析.
(一)反循环钻探技术
反循环钻探技术分为两种,水力反循环钻探技术和空气反循环钻探技术.这两种钻探技术最根本的不同就在于其循环介质的不同,前者循环介质是水或者是泥浆,其工作原理就是通过将水、泥浆等循环介质通过循环方式传送到其孔底,然后通过取心钻头得到柱状岩心,并跟随钻头回到地面.后者循环介质是空气,在其双壁钻杆外管的工作下,空气被输送到孔底,空气的剧烈膨胀变化产生空气冲击压力促使潜孔垂撞击孔底岩石,钻杆返回地面时会携带一些岩屑,然后依据岩屑测试观测就可以得到其想要的资料信息.这两种循环钻探技术都各有其优势和不足,应用范围也较广.水力循环钻探技术得到的岩石比较完整,工艺较为简单,其岩层判断的依据多,但是水资源消耗较多,工作效率和钻进效率低,应用到松软缺陷的地区效果较佳.空气循环钻探技术劳动成本地,消耗水资源不多,但是其得到的岩屑代表性不强,无法完全反映地层结构,比较适用一些缺水或者干旱地质环境.
(二)绳索取心钻探技术
绳索取心钻探技术,顾名思义就是利用绳索和一定的工艺设备来获取岩心,该技术无需用到钻杆,只有钻头出现质量问题时,才会用到.绳索取心钻探技术提取岩心是通过岩心管和打捞工具产生堵塞状况时,提取岩矿心.这种技术操作简便,适用范围广,且其所获岩心质量也较佳,钻进深度低,能够大大提升钻进设备工作效率.再加上该技术需要用到升钻杆频率不高,作业人员劳动强度下,也间接提高钻探设备的使用寿命,一般比较常用在钻探地热、冰层、天然气、坑道、固体矿产等等工程项目中,能够发挥重大作用.
(三)液动潜孔锤钻探技术
就目前液动潜孔锤钻探技术水平而言,我国在其领域取得的研究成果较为领先.该技术工作原理是通过冲洗液带动液动潜孔锤工作,而液动潜孔锤也会产生动能并传递到钻头,从而使得钻头钻击岩石.一般施工场地的泥浆泵通常会用来做输送冲洗液的最佳设备,这样就能够使得钻头反复运动,并产生有效冲击.液动潜孔锤钻探技术是基于回转钻探技术的基础上进行改进的先进技术,其工作过程中产生的冲击力和回转力能够有效提升其钻进效率,大大节省了钻孔成本.当然,该钻探技术也能够很好利用岩石抗剪强度特性克服其钻孔质量低的问题,大大提高了我国钻探工程地位.由于液动潜孔锤钻探技术基本都是应用在岩石坚硬、脆性大的地质结构,且其工作强度大、频率高,因此在作业过程中就要十分注意钻探设备的质量和紧固性,同时也要注意其所选液压泥浆的润滑性、粘稠度等等,确保其设备磨损度降到最低.当前,这种钻探技术主要应用在石化、金属矿产、水电建材等等产业领域.
在实际地质勘察工程中,一般其地理特性和表现都不会呈现简单的单一性,因此在工程勘察过程中,都会运用到组合钻探技术,也就是综合运用以上三种钻探设备和技术,在不同环境条件下,根据每种钻探技术优势和特点来组合,从而在降低钻探劳动强度和人工成本的基础上综合提高钻探工作效率和效益.
结束语
我国地质勘察工程是一项十分重要而复杂的系统工程,其中钻探技术涉及到各行各业,里面包含的知识层面也相当广泛.更为重要的是,每个地质勘察工程和项目由于其地理环境和综合条件的不同,其所采取的的钻探技术也都各不相同.对此,地质勘察同仁就必须要合理依据地质勘察工程来科学选择最为合适的钻探技术.地质勘察工作人员也必须要与时俱进,深入探索工艺更加,成本更低、效率更高的钻探技术,不断提高我国钻探工艺水平,为促进矿产资源综合效益的提高而不断努力.