工程地质钻探的钻进技术浅析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 工程地质钻探的钻进技术浅析 摘 要：当前我国的地质工程钻 探技术在不断的发展，钻探中，钻进施 工是一个非常重要的步骤，进行这项工 作最为重要的一个目的就是获得更加全 面的地质资料，同时坏要对岩土层中的 各种物理和化学参数加以研究，钻进的 方法是多种多样的，我们需要按照其工 程的具体情况选择合适的钻进技术。本 文主要分析了工程地质钻探的钻进技术， 以供参考和借鉴。 中国论文网 /8/view-12752238.htm 关键词：工程地质；钻进技术； 钻进应用 工程地质钻探通常被使用在多种 工程的勘察当中，对工程地质情况进行 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 全面的观察，最为基础的一个工程就是 钻进取样，在钻进取样之后就可以获得 更加全面的地质资料以及建筑的多项参 数，这为建筑施工科学规划提供了非常 好的条件，防止由于地震灾害出现地质 灾害出现的更为严重的损失。 1 地质钻探技术 地质钻探技术是一种向地层当中 钻孔同时将孔底的岩石打碎和钻进方法 的总称，按照不同的钻探目的，我们在 实际的工作中可以选择不同的钻进方法。 在钻进工程建设的过程中，我们通常会 采用机械的形式对岩石进行破碎处理。 按照外力作用的具体形式，我们可以将 其分为冲击是钻探、回转式钻探、冲击 回转式钻探、振动式钻探会被喷射式钻 探等等。如果采取的是钻探切削工具对 其进行分类，我们通常可以将其分为： 钢粒钻探、硬质合金钻探以及金刚石钻 探；按所用冲洗液和循环方式可分为泥 浆钻探、清水钻探、空气钻探、正循环 钻探、反循环钻探等；按钻探区域不同 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 可分为极地钻探、陆地钻探、水域钻探 以及月面钻探等；按钻探目的和作用不 同可分为水文地质钻探、同体矿产钻探、 工程地质钻探、地热钻探、砂矿床钻探、 石油天然气钻探、科学（超深孔）钻探 和地表取样钻探等。除此之外，一些效 率高的钻探方法如热力法（如高频电流 钻、火焰喷射钻、微波钻） 、熔融法 （如等离子钻、电热钻、激光钻等） 、 化学方法（利用化学反应破碎岩石）等， 但是由于技术难度大、成本过高还未在 钻探中广为应用。 1.1 冲击式钻探 这种方式是我国发明的一种钻进 的方式，是在 11 世纪的时候传播到其 他国家的，当前在我国和国外都得到了 较为广泛的应用。这种方法的原理就是 采用钢丝绳或者是钻杆相连采用一字型 或者是十字型的钻头，通过位置的上下 移动来对岩石造成一定的冲击，之后还 要捞出岩屑和岩粉，之后就达到了成孔 的目的。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 1.2 回转式钻进 这种方式是当前应用最为普遍和 广泛的方法，这种方法钻进的原理就是 要靠钻具的回转涌动来对岩层造成一定 的破坏作用，最终达到成孔的目的。如 果是比较简易的回转式钻机只有一个钻 进装置，而在对结构进行了一定的改进 和完善之后，钻机当中有钻进装置和循 环洗井装置，转盘式水景钻机的钻具主 要有两部分组成，一个是钻杆，一个是 钻头。 1.3 冲击回转式钻进 这种方法通常就是用冲击和回转 两种不同的方式一起对岩石起到破碎的 作用。而具体说来，它通常就设计采用 回转的钻杆柱下端以及取芯钻具中间安 装一个潜孔冲击器，这样也就使得冲击 脉冲、轴向钻头压力以及钻杆回转扭矩 一起作用到钻头上面，这样一来也就实 现了钻进和取芯操作。这种钻探的方式 起源于十九世纪的欧洲，在我国，这种 技术在上世纪 70 年代得到了非常迅速 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的发展，这种技术在应用的过程中存在 着诸多的优势，一方面它能够提高钻速， 延长钻进的长度，另一方面也能够十分 有效的减少钻孔弯曲的水平，这样也使 得钻探的成本显著的降低。冲击回转钻 探一般采用两种工具，一种是采用钻孔 冲洗液能量驱动的冲击器来实现最终的 目的，另外一种就是采用压缩空气驱动 的风动冲击器开实现其功能的。 1.4 振动式钻进 采用振动器使钻杆和碎岩的工具 产生一定的振动，这种振动是具有一定 周期性特征的，这样也就使得周围的岩 层或者是土壤也产生一定的振动。因为 其振动的频率相对比较高，岩层和土壤 的稳定性并不是很高，在钻具和振动器 自重和振动力的影响之下，钻头会直接 延伸到岩土层，这样就达成了钻进的目 的。 2 钻进技术及其应用 2.1 钻进技术的分类 2.1.1 浅钻。如果出现了比较明 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 显的涌水现象时，通常我们用浅钻的方 式来替代浅井的功能。浅钻通常就是对 埋藏深度并不是很大的矿床近地表的一 些矿体，同时我们也可以用其来代替浇 井，浅钻也是多种多样的，通常人们会 将其安装在汽车上，浅钻方式不需要非 常高的费用投入，为搬运提供了诸多的 便利，但是它之适合使用在硬度比较小 的岩层钻进当中。 2.1.2 岩心钻。在对矿床进行勘 探的过程中，岩心钻作为一个重要的工 程手段可以用来了解矿体深部地质情的。 不论在高原或者是平地，也不论矿产种 类或者矿床的复杂程度怎么样，只要是 想了解矿床规模、矿体的延伸情况以及 寻矿探矿时，一般多用岩心钻。通过钻 机在钻进的过程中所采取的岩心及岩粉， 可详细地研究被钻孔所穿过的岩石以及 矿床的地质构造，并可计算出矿石的质 量。总岩心采取率一般不应小于 60% 70%。当矿体倾角较小时，一般 采用垂直钻孔；矿体倾角较大时，则采 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 用倾斜钻孔；在某些情况下，在施工允 许的弯曲范围内，也打随钻进逐渐加深 而使钻孔倾角规律性地变化，按设计的 角度来穿过矿体的定向钻。 2.1.3 地下钻。通常我们将水平 坑道中打入的岩芯钻叫做地下钻，其还 有一个名字叫做坑内钻。这种钻探的方 式对很多工程来讲都是十分奏效的，特 别是对矿体储量相对较多，岩体生产状 况比较复杂的勘探工作中，和其他的方 法相比，这种方法具有更强的时效性和 经济性。 2.2 钻进技术应用 （1）获取全面的地下地质体资 料，这一过程包括从钻孔取取出岩心、 矿心、岩屑甚至液、气态样品，有时还 需从孔壁补充提取及侧避岩体矿样； （2）作为人工通道观测地下水文地质 活动状态；（3）作为测量地球物理信 息的 通道，获取岩矿层各种地球物理 信息；（4）有的钻孔可勘探与开采相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 结合，开采地下水、地热能、油气资源 等。 钻探工程已经广泛运用于国民经 济诸多部门，按用途钻进可分为以下六 类：（1）地质普查或勘探钻进，用于 了解水文地质构造、寻找矿床或者探明 已发现矿产储量；（2）水文地质钻进， 勘察地下水文地质的基本情况；（3） 水井，为工业、农业、日常生活及国防 建设而开发利用或者补给地下水资源， 并且可以补充已有的水文地质资料； （4）石油钻井，勘查和开发利用石油、 天然气资源；（5）地热钻孔，勘探和 开发利用地热能；（6）矿床开采或隧 道开挖等工程的辅助钻孔，用于通风、 排水、运输、通讯、安装管线、爆破、 取样