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浅谈工程地质钻探中的钻孔技术
摘要:工程地质钻探中的钻孔技术目的是获取地质资料和岩土层的各项物理、力学、化学参数。文章对工程地质钻探中的钻孔技术及其应用进行了阐述分析,钻探方法有多种,根据破碎岩土的方法可分为:冲击钻探、回转钻探层的各项物理、力学、化学参数,为选择修建地点,基础处理方式、建筑物类型、结构制订合理的施工方法,以及为防止滑坡、泥石流等地质灾害提供设计和施工的依据。工程地质钻探设备主要包括动力机、钻机、泥浆泵、钻杆、钻头等。钻探方法有多种,根据破碎岩土的方法可分为:冲击钻探、回转钻代写论文探、冲击回转钻探、振动钻探等。工程地质钻孔的直径,一般根据工程要求、地质条件和钻探方法予以综合确定。为划分地层,终孔直径不宜小于33毫米;为采取原状土样,孔径不宜小于108毫米;为采取岩心试样,软质岩石不宜小于108毫米,硬质岩石不宜小于89毫米。

一、地质钻探技术向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称。为了满足不同的钻探目的,要求采用不同的技术装备和工艺,从而形成各种不同的钻探方法。在钻探工程中,主要应用机械方法破碎岩石,根据外力作用的性质和方式,可分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探、振动钻探和喷钻探等。若按钻探时所用切削工具不同可分为硬质合金钻探、金刚石钻探和钢粒钻探;按钻探时所用冲洗液和循环方式可分为清水钻探、泥浆钻探、空气钻探、正循环钻探、反循环钻探等;按钻探区域不同可分为陆地钻探、水域钻探、极地钻探、月面钻探等;按钻探目的和作用不同可分为固体矿产钻探、水文地质钻探、工程地质钻探、砂矿床钻探、地热钻探、石油天然气钻探、科学(超深孔)钻探和地表取样钻探等。此外,一些效率高的钻探方法如热力法(如火焰喷射钻、高频电流钻、微波钻)、熔融法(如电热钻、等离子钻、激光钻等)、化学方法(利用化学反应破碎岩石)等,由于技术难度大、成本高还未推广应用。
(一)冲击钻探用一字型或十字型钻头,与钢丝绳或钻杆相连上下运动冲击岩石,捞出岩屑、岩粉,造成钻孔。这是创始于中国的一种古老的钻井方法,于11世纪传入西方。目前在中国和国外都还在应用。
(二)回转钻探用转盘、回转器或动力头驱动钻杆带动钻头回转的钻进方法,钻头分全面和环状取心两种,在轴向钻头压力作用下,回转克取岩石,取出岩心或排出岩粉,造成钻孔。这是当前最普遍用的钻探方法。回转速度视钻机而异,如石油钻机一般情况下最高160转/分,金刚石钻机最高达2400转/分。
(三)冲击回转钻探以钻杆带动钻头缓慢(50转/分左右)回转,在轴向钻头压力作用下,再利用通过钻杆中心的液体或气体产生的冲击力,以冲击和回转两种方式破碎岩石,充分发挥冲击和回转切削两种作用造成钻孔。
(四)振动钻探对松散、非胶结岩层,在管柱(下部为钻头)上施加振动力和压力(或自重),提上管柱,取出岩心,造成钻孔。振动力由两个偏心相反方向旋转产生。近年加拿大研制了一种共振钻探法,钻速很高。

二、钻孔技术及其应用
(一)钻孔技术分类为了揭露矿体,必须采用一些勘探,以便对矿床进行全而的调查研究工作。钻探是快速勘探深部矿体非常有效的方法之一。如何合理地使用勘探工程,已成为勘探工作中较为重要的问题之一。勘探工程总的来说是坑探和钻探两大类。常用的钻探主要是浅钻、岩心钻和坑内钻(或称