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[摘 要]随着市场经济的不断发展,钻孔技术在钻探工程中的应用日益广泛。本文主要是对钻探工程的相关内容,钻孔技术在钻探工程中的应用及钻孔技术的未来发展方向进行分析论述,希望能够更好地促进钻探工程的发展。
[关键词]钻探工程;钻孔技术;应用
中图分类号:P634.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0137-01
一、钻探工程的概述
钻探工程项目就是经过一系列的钻探的样品的抽取、样品的分析、施工现场地质的检测,并在这其中取得建筑的基本的地质材料与岩土的各种物理和化学等方面的参考数据。从而为今后建筑物的施工方、基本的处理方法、建筑的结构特点、类型的设计提供科学的方式,而且能够预防山体滑坡等地质灾害,给工程项目的施工过程提供有效的依据。工程的地质钻探器械主要包括钻机和钻头等。工程的地质的钻孔的半径,能够针对当地的地质环境、工程项目的标准、以及钻孔的方式来进行综合性的明确。为了对地层的划分工作的进行,钻孔的半径不能够比十五毫米小,为了能够得到原生态的土样,钻孔的半径不能够比一百毫米还小,为了获取岩心的试验样品,软质的演示一般都不能够比一百毫米还要小,而硬质的岩石最好不要比九十毫米小。
二、钻探工程中的钻孔技术
钻探工程的钻孔技术主要有三类,具体如下:
1.浅钻孔的技术
浅钻孔技术在实际施工过程中,往往是在涌水量较大的时候替代浅井。所以,浅钻常常用来勘探不深矿床或者是不需深钻技术矿井。浅钻技术的操作比较简单,孔浅设备较容易搬动且成本较低,能很容易获取地表部分矿体数据,且可代替浅井;浅钻技术种类繁多,多半自行安装于汽车上,钻进岩石硬度不宜太大。
2.岩心的钻孔技术
岩心钻孔技术主要是掌握矿体比较深的地质状况。不管是在山地还是在平原,矿种或者是矿床的结构有多复杂,只要能够掌握了矿床的范围或者是矿体的地下土层的延伸状况,在查找和勘测盲矿体的时候,通常都是用岩心钻这种钻孔的方式。经过钻机在钻进的时候所使用的岩心和岩粉,能够具体地进行被钻孔的所在的岩石以及矿体的结构与质量的分析和研究。通常岩心的钻孔方式能够实施的概率是百分之六十到百分之七十之间,如果矿体的倾斜角比较平缓,通常都会应用垂直方式的钻孔技术;而矿体的倾斜角比较大的话,大多采用倾斜方式的钻孔技术;有的时候在工程项目的施工要求中,也可以让倾斜角有一些规律的变换,对钻孔的角度进行比较专业化的设计。
3.地下的钻孔技术
地下钻就是我们所说的水平坑道钻进岩心钻称作地下钻,又称为坑内钻。该技术操作起来比较复杂,适应范围小且成本较高。但对于很多矿体的产状较复杂矿床或地质条件较多半矿井进行生产或详细勘探时,很容易得到精确地质数据且效率较高。
三、钻探技术在钻探工程的应用
1.钻孔前的准备工作
进行钻探工作需要熟悉工作区域的地质状况,获得真实的地质资料。钻孔前的准备工作主要是对工程区域的地质的状况进行一个全方位的了解,比如,地层的排序、煤层的状况以及断裂等方面。每一个的钻孔的地质的特征都不是独立出现的,它们都是跟工程区域的整体地质环境相关联的。所以,只有具体地了解了工程区域的地质状况,才可以进行钻孔的确定和钻探的特征。
钻孔的位置的勘测需要在了解了钻探工程的整体地质的状况之后,按照勘测的设计标准,来对钻孔的位置进行踏勘。在开孔的验收的钻塔等设备安装成功之后,钻探的地质工作者就会跟钻探工程、工程的安全、质量的监督部门等,根据设计的相关制度,对钻孔工作进行验收。
2.强化钻孔过程的地质管理
钻探工程是进行地质勘查的重要的方式,它的目标就是获取最新的地质资料和信息。所以,在钻孔的过程中,地质的管理是非常重要的工作部分,能否做好钻探工程的管理工作会影响到所获取的地质的信息资料的真实性。钻孔过程的地质的管理,实际上是钻孔技术的质量管理。并且为了保证钻探工程的高质量,有关部门制定了一下相关的钻探工程的验收制度来加以控制。
3.做好钻孔之后的地质管理工作
钻孔之后的地质管理工作就是钻进到设计的指标的层面上之后的一些地质的管理工作。
(1)在钻孔钻到所要求的土层点,并且达到测井的下缆的孔的深度之后,一般不发生什么特殊的情况,就会立即传达钻孔的停止的通知。在钻孔的钻进停止之后,需要仔细地对孔具长度等一些工具进行测量。钻探的地质工作者应该按照岩心的坚定和判层的参数来进行钻探柱状的绘图,为测井提供基础。
(2)测井的工作就是为了考核鉆探的结果以及钻探工程的质量的重要方式,因此,一定要强化这项工作的落实。在工作人员进行测井的时候,地质的工作者应该参与到测井的资料的确定、定量的解析和钻探的结果的对比过程中,寻找出现的问题。
(3)对钻孔的检验的工作能够促进勘探工程质量的提高,并且可以帮助总结工程的勘探经验。检验的内容主要是按照相关的勘探工程的质量的要求和标准的制度和方案来进行的。对钻探等一些初始的勘测资料以及钻探项目的质量逐步地进行核对和评价,最终对其评价出各个等级,如果检验的结果是不合格的,那么应该按照设计的标准,进行修补,不然就不能够进行最后的封孔。
(4)钻孔的岩心的照片应该进行存档,在进行最后的检验工作之后就应该对岩心做处理,需要将比较具有代表性的岩心保留好,方便以后转交给生产企业。钻探工程的管理工作是很丰富的,但是都离不开最根本的目的,就是确保获取最准确、最完整的、最前沿的地质资料。
四、未来钻孔技术的发展方向
随着钻探技术的不断发展,钻孔技术也随之不断进步,越来越多先进的钻探施工设备会应用于地质钻探中,并向着降低工作成本和提高工程质量和效率的方向发展。未来钻孔技术的发展趋势主要有以下几个方面:第一,定向的对连接通井技术与钻进技术钻孔测量加大投入的使用力度争取具有自主知识产权技术成果;第二,加大天然气及水合物的钻探技术探讨,使其取得 实质性的突破,减少依赖国外技术程度,方便更好满足对新能源勘探的需要;第三,钻孔设备的制造技术要进一步的提升,尤其钻机、钻头、钻具应提高其研发水平的进展。当前,传统高性能的钻具、钻头研制技术已成熟,且带来了经济效益;同时高强度轻质合金的钻杆、多级伸缩钻杆及绳索取心钻杆技术已经在工程施工当中成功得到应用。但随钻孔的地质条件逐渐复杂,必须要有适应复杂地质条件钻机出现,且能在高效节能、自动化的操作、质量的可靠性等方面取得进展;把施工工艺与先进设备紧密的结合在一起并探索更先进钻孔技术;第四,因工程的钻探过程当中遇到外部环境越来越复杂且对钻孔技术与工艺要求各不相同,所以面对不同施工条件及岩石,要善于总结经验,根据现有各种高效的钻探技术,在取心钻进、定向钻进、深孔钻进及坑道钻进情况下尽可能采取金刚石钻进方法;对软土层应采用螺旋钻、振动钻、偏心套管 钻及机械工静力成孔方法;在遇到中硬、坚硬地质地貌要求钻进较短的垂直岩孔,应采取冲击回转机械成孔的方法。
五、结束语
钻探工程随着科学技术的不断发展而具有良好的发展前景,加之钻孔技术的应用会取得更好地效果。随着钻孔技术的不断成熟发展,将推动钻探工程发展,推向科学发展的前沿。
参考文献
[1] 王春莲:《钻孔技术在钻探工程中的应用》[J],《化学工程与装备》,2012年第2期.
[2] 李绍昆:《钻探技术发展探析》[J],《现代商贸工业》,2011年第12期.
[3] 张金昌:《地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用》[J],《探矿工程(岩土钻掘工程)》,2009年第8期.
[4] 常超红、陈晖、张郁:《浅谈工程地质钻探中的钻孔技术》[J],《工程技术》,2008年第3期.
[关键词]钻探工程;钻孔技术;应用
中图分类号:P634.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0137-01
一、钻探工程的概述
钻探工程项目就是经过一系列的钻探的样品的抽取、样品的分析、施工现场地质的检测,并在这其中取得建筑的基本的地质材料与岩土的各种物理和化学等方面的参考数据。从而为今后建筑物的施工方、基本的处理方法、建筑的结构特点、类型的设计提供科学的方式,而且能够预防山体滑坡等地质灾害,给工程项目的施工过程提供有效的依据。工程的地质钻探器械主要包括钻机和钻头等。工程的地质的钻孔的半径,能够针对当地的地质环境、工程项目的标准、以及钻孔的方式来进行综合性的明确。为了对地层的划分工作的进行,钻孔的半径不能够比十五毫米小,为了能够得到原生态的土样,钻孔的半径不能够比一百毫米还小,为了获取岩心的试验样品,软质的演示一般都不能够比一百毫米还要小,而硬质的岩石最好不要比九十毫米小。
二、钻探工程中的钻孔技术
钻探工程的钻孔技术主要有三类,具体如下:
1.浅钻孔的技术
浅钻孔技术在实际施工过程中,往往是在涌水量较大的时候替代浅井。所以,浅钻常常用来勘探不深矿床或者是不需深钻技术矿井。浅钻技术的操作比较简单,孔浅设备较容易搬动且成本较低,能很容易获取地表部分矿体数据,且可代替浅井;浅钻技术种类繁多,多半自行安装于汽车上,钻进岩石硬度不宜太大。
2.岩心的钻孔技术
岩心钻孔技术主要是掌握矿体比较深的地质状况。不管是在山地还是在平原,矿种或者是矿床的结构有多复杂,只要能够掌握了矿床的范围或者是矿体的地下土层的延伸状况,在查找和勘测盲矿体的时候,通常都是用岩心钻这种钻孔的方式。经过钻机在钻进的时候所使用的岩心和岩粉,能够具体地进行被钻孔的所在的岩石以及矿体的结构与质量的分析和研究。通常岩心的钻孔方式能够实施的概率是百分之六十到百分之七十之间,如果矿体的倾斜角比较平缓,通常都会应用垂直方式的钻孔技术;而矿体的倾斜角比较大的话,大多采用倾斜方式的钻孔技术;有的时候在工程项目的施工要求中,也可以让倾斜角有一些规律的变换,对钻孔的角度进行比较专业化的设计。
3.地下的钻孔技术
地下钻就是我们所说的水平坑道钻进岩心钻称作地下钻,又称为坑内钻。该技术操作起来比较复杂,适应范围小且成本较高。但对于很多矿体的产状较复杂矿床或地质条件较多半矿井进行生产或详细勘探时,很容易得到精确地质数据且效率较高。
三、钻探技术在钻探工程的应用
1.钻孔前的准备工作
进行钻探工作需要熟悉工作区域的地质状况,获得真实的地质资料。钻孔前的准备工作主要是对工程区域的地质的状况进行一个全方位的了解,比如,地层的排序、煤层的状况以及断裂等方面。每一个的钻孔的地质的特征都不是独立出现的,它们都是跟工程区域的整体地质环境相关联的。所以,只有具体地了解了工程区域的地质状况,才可以进行钻孔的确定和钻探的特征。
钻孔的位置的勘测需要在了解了钻探工程的整体地质的状况之后,按照勘测的设计标准,来对钻孔的位置进行踏勘。在开孔的验收的钻塔等设备安装成功之后,钻探的地质工作者就会跟钻探工程、工程的安全、质量的监督部门等,根据设计的相关制度,对钻孔工作进行验收。
2.强化钻孔过程的地质管理
钻探工程是进行地质勘查的重要的方式,它的目标就是获取最新的地质资料和信息。所以,在钻孔的过程中,地质的管理是非常重要的工作部分,能否做好钻探工程的管理工作会影响到所获取的地质的信息资料的真实性。钻孔过程的地质的管理,实际上是钻孔技术的质量管理。并且为了保证钻探工程的高质量,有关部门制定了一下相关的钻探工程的验收制度来加以控制。
3.做好钻孔之后的地质管理工作
钻孔之后的地质管理工作就是钻进到设计的指标的层面上之后的一些地质的管理工作。
(1)在钻孔钻到所要求的土层点,并且达到测井的下缆的孔的深度之后,一般不发生什么特殊的情况,就会立即传达钻孔的停止的通知。在钻孔的钻进停止之后,需要仔细地对孔具长度等一些工具进行测量。钻探的地质工作者应该按照岩心的坚定和判层的参数来进行钻探柱状的绘图,为测井提供基础。
(2)测井的工作就是为了考核鉆探的结果以及钻探工程的质量的重要方式,因此,一定要强化这项工作的落实。在工作人员进行测井的时候,地质的工作者应该参与到测井的资料的确定、定量的解析和钻探的结果的对比过程中,寻找出现的问题。
(3)对钻孔的检验的工作能够促进勘探工程质量的提高,并且可以帮助总结工程的勘探经验。检验的内容主要是按照相关的勘探工程的质量的要求和标准的制度和方案来进行的。对钻探等一些初始的勘测资料以及钻探项目的质量逐步地进行核对和评价,最终对其评价出各个等级,如果检验的结果是不合格的,那么应该按照设计的标准,进行修补,不然就不能够进行最后的封孔。
(4)钻孔的岩心的照片应该进行存档,在进行最后的检验工作之后就应该对岩心做处理,需要将比较具有代表性的岩心保留好,方便以后转交给生产企业。钻探工程的管理工作是很丰富的,但是都离不开最根本的目的,就是确保获取最准确、最完整的、最前沿的地质资料。
四、未来钻孔技术的发展方向
随着钻探技术的不断发展,钻孔技术也随之不断进步,越来越多先进的钻探施工设备会应用于地质钻探中,并向着降低工作成本和提高工程质量和效率的方向发展。未来钻孔技术的发展趋势主要有以下几个方面:第一,定向的对连接通井技术与钻进技术钻孔测量加大投入的使用力度争取具有自主知识产权技术成果;第二,加大天然气及水合物的钻探技术探讨,使其取得 实质性的突破,减少依赖国外技术程度,方便更好满足对新能源勘探的需要;第三,钻孔设备的制造技术要进一步的提升,尤其钻机、钻头、钻具应提高其研发水平的进展。当前,传统高性能的钻具、钻头研制技术已成熟,且带来了经济效益;同时高强度轻质合金的钻杆、多级伸缩钻杆及绳索取心钻杆技术已经在工程施工当中成功得到应用。但随钻孔的地质条件逐渐复杂,必须要有适应复杂地质条件钻机出现,且能在高效节能、自动化的操作、质量的可靠性等方面取得进展;把施工工艺与先进设备紧密的结合在一起并探索更先进钻孔技术;第四,因工程的钻探过程当中遇到外部环境越来越复杂且对钻孔技术与工艺要求各不相同,所以面对不同施工条件及岩石,要善于总结经验,根据现有各种高效的钻探技术,在取心钻进、定向钻进、深孔钻进及坑道钻进情况下尽可能采取金刚石钻进方法;对软土层应采用螺旋钻、振动钻、偏心套管 钻及机械工静力成孔方法;在遇到中硬、坚硬地质地貌要求钻进较短的垂直岩孔,应采取冲击回转机械成孔的方法。
五、结束语
钻探工程随着科学技术的不断发展而具有良好的发展前景,加之钻孔技术的应用会取得更好地效果。随着钻孔技术的不断成熟发展,将推动钻探工程发展,推向科学发展的前沿。
参考文献
[1] 王春莲:《钻孔技术在钻探工程中的应用》[J],《化学工程与装备》,2012年第2期.
[2] 李绍昆:《钻探技术发展探析》[J],《现代商贸工业》,2011年第12期.
[3] 张金昌:《地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用》[J],《探矿工程(岩土钻掘工程)》,2009年第8期.
[4] 常超红、陈晖、张郁:《浅谈工程地质钻探中的钻孔技术》[J],《工程技术》,2008年第3期.