我国工程地质钻探技术的发展趋势与设备选型_图文

维普资讯 http://www.cqvip.com

第2 9卷第 5期  20 0 7年 1 0月 







金 

V0 . 9 No 5 12   . 
O t 20   c ., 0 7

GANSU  METALLURGY 

文章 编号 :6 246 (0 7 0 -00 } 17 -4 1 2 0 )50 5 42  

我 国 工 程 地 质 钻 探 技 术 的 发 展 趋 势 与 设 备 选 型 
张 万 寿 
( 甘肃省有色金属地质勘查局 天水总 队, 甘肃 天水 712   4 05)



要: 本文在 回顾 我国工程地质 钻探技术 的发展历史基 础上 , 针对 当前新技 术 的发 展和 我国社会 经济发 展 的要 

求 , 出了相应领域 的钻 探技术发展趋势 , 提 并就工程地质 钻探设备的选型思路及相关原则进行了表述 。   关键词 : 工程地质钻探 ; 技术发展 ; 设备选型 

中图分类号 :64 5 P 3 . 1 P 3 . ;6 4 3  

文献标识码 :   A

l 刖 -一 ● ? .●      吾  ‘-

多项技术, 突破了高温地热井 的难题 ; 一批钻探工艺  及钻具制造技术取得突破 ; 水域钻探技术有 了长足  的进步 ; 创造并积累了盐湖钻探的经验 ; 钻探技术拓  展 到岩 土钻 掘相关 领域 。这 期 间完 成 的地质 岩心 的  钻探量达到 240万 m    0 。 9 0年代地质矿产勘查任务 随着市场经济驱 动 

从建国初期到 20 年 , 0 6 我国的地质岩心钻探取 
得 了十 分显著 的成 就 , 应 的工 程 地 质钻 探 技 术 也  相

取得 了长足的进步。从技术上讲 , 它一般受到 以岩  石破碎机理及理论 、 相关领域科学技术的发展 、 社会  的进步与时代的需求这 3 个方面的影响。本文将针  对目 前我国的社会需求 , 在工程地质钻探技术的发  展趋势与设备选型方面进行探讨。  

有较大调整, 侧重紧缺与稀贵矿产重点勘探 , 钻探质  量要求越来越高, 工作量连年下降至每年数十万米 ,   技术和工艺的明显进步有 : 金钢石钻进 、 绳索取心与 
冲击 回转钻进成为常规钻进技术 ; 多工艺空气钻进 、   高精度定向孔技术成功应用 ; 中低温地热钻探开 发 
效 果显 著 ; 完成许 多 岩土钻 掘 、 基础 工 程与 地质 灾 害 

2 工 程 地 质 钻探 技术 的发 展 史 
新 中国 14 99年成立后 的 1 0年, 是工程地质钻  探技术的创建与起步阶段, 开发 的新技术及应用 的  

的高难工程 ; 研究开发 了非开挖铺设 地下 管线 的技  术; 微机监测与控制系统在钻探生产 中取得成效 , 科  学 钻探 已经起 步 。这期 间完 成 的地 质岩 心 的钻探 量  达到 50万 m, 0 虽然总量上减少, 但对钻探质量 的要 
求 与 日俱 增 。  

新技术主要体现在 : 中硬以上岩层使用铁砂钻进 ,   中 岩以下岩层使用硬质合金钻进 ; 在地质的覆盖层和 
围岩中采用无岩心钻具 , 创造并采用 了多种取心钻  具; 研究推广了优质泥浆护孔技术; 开展 了砂矿钻探  和利用矿 区的地层规律进行定向钻孔技术。这期间  的生产效率逐步提高 , 完成 的工程量随建 国初期的 
建 设 高潮 而达 到 150万 m。  0  

3 工程地质钻探 技术的发展趋势 
综 合 钻探技 术 的应用 将 成为 我 国地质 钻 探技 术  的一个 新 的发 展 阶段 。综 合 钻 探 技 术 是 指 一 个 矿 

2 世纪 6 7 0 0— 0年代 , 这是 在十分 困难 的条件 

下进行工作 , 开发的钻探新技术有 : 使用新工艺开发  出金钢石钻进 ; 研制成功液压冲击回转钻具 ; 采用水 
力反 循环 工 艺进 行 连 续取 心 试 验 并取 得 成 功 ; 钢  金 石钻 头制 造 技术 取 得 重 大 突破 , 造 金 钢石 钻 头 问  人 世并 在全 国 进 行 推 广 ; 液压 冲 击 器 开 始 用 于 生 产 。   这期 间 完 成 的地 质 岩 心 的 钻 探量 达 到 600万 m,  0  

区、 一项工程作业 区或单 个钻孔 , 针对实 际地质情 
况, 已有技术的基础上 , 在 合理选用或组合运用一种 

或多种钻探 方法, 以获得 最佳 的技 术及经 济效果。   它是一个技术体系, 是未来钻探技术 的发展方向。  
国外运用综合钻探技术进行科学性施工 , 有许  多成功的范例 : 澳大利亚在找矿勘探过程 中, 采用先 
在较 大范 围 内运用 螺 旋 钻 进行 化 学 钻 探 取样 , 后  然

在艰难 的条件下取得十分显著的成绩。   伴随我国的改革开放 ,0年代是钻探技术空前  8
发 展时 期 , 钻探技 术 的进 步主要 有 : 大面 积推广金 钢  石钻 进工 艺 ; 向钻取 得成 功应 用 ; 用地 压平衡 等  定 采

在重点地段用潜孔 冲击钻钻探 到基 岩 , 最后在 比较  有希望 的位 置进 行 布孔 , 打金 刚石 岩 心钻 的方法 , 取 
得了十分显著的效果 。相对来讲 , 以现有 的技术 , 发 

E- a l SL   m i G  YJ  ̄I 6 c m  :  L 2 Io
, .

e  ̄ # / /N  o v,o q



维普资讯 http://www.cqvip.com

第 5期 

张万寿: 我国工程地质钻探技术的发展趋势与设备选型  

5  1

展 综合 钻探 技 术 已有一 定 的基 础 。  

本前 提 。  

( 对不 同的岩石及施工条件, 已有各种有针  1 ) 现 对性 的高效 钻探 方 法 。在取 心钻 进 、 向钻进 、 道  定 坑 内钻进 、 以及深 孔坚 硬地 层钻 进 等情 况 , 易采用 金 刚 
石 钻进 的方 法 ; 中 硬 和 坚 硬地 层 中钻 进 垂 直较 短  在

对于工程地质钻探设备 中液压传动、 液压操纵 
与 机械传 动 、 机械 操纵 的选 择 问题 , 液压 钻机 具有  全

无级调速、 传动平稳、 结构简单 、 布局灵活等优点 , 必  将逐步取代机械传 动钻 机 , 这也是钻探设 备今后更 
新 的道 路 。  

的岩孔时 , 易采用冲击回转式机械成孔方法 ; 在软土  层 易采用 螺 旋钻 、 动 钻 、 械 工 静 力 成孔 、 心套  振 机 偏
管 钻进 的方 法 。与钻 探 方法 相 匹配 的钻探 工艺 也 已  取得 长 足 的进步 。   () 头 、 2 钻 钻具 、 机 取得新 的进展 。传 统 的高性  钻 能钻 头 、 钻具 研制 技 术 已经成 熟 ; 寿命 的聚 晶金 刚  高

同时工程地质钻探设备 向一机多用方向发展、   向多能 化 目标 靠 拢 , 针 对 性 开 发 以某 种钻 进功 能  可
为 主 的多功 能钻 机来 满 足钻 探 的需 要 , 是 钻 探 设  这 备 的发展 趋 势 。  

对于钻机 的主参数选 择, 以前大家在设备设计 
与选 型 时 , 常 以提 升 能 力 作 为 钻机 钻 进 能力 的基  通

石复合片 P C钻头 、 D 高强度的轻质合金钻杆 以及 绳  索取心钻杆 、 双壁钻杆、 多级伸缩式钻杆技术已在工  程施 工 中成 功应 用 。适应 特 种地 质情 况 的各种 钻 机  在高效节能 、 自动化操作 、 高质量钻进、 可靠性施 工  等多方面取得更大的进展 , 特别是在设备的大型化 、   智能化、 满足施工现场特殊性 方面( 如海洋钻探 、 冻 

本参数进行选择 , 这对钻机在实际工作中则显得设  计参数偏小 , 储备系数不大, 且不能较好地反映钻机  破岩的机理和本质 。综合考 虑 , 以钻机的 回转力  应 矩作为衡量钻探设备能力的主参数进行钻探设备的  选型参考 。原因有: ) ( 钻探设备多采用 回转冲击 机  1
构 , 岩的机 理是 以切 削 破碎 为 主 , 回转 扭矩 能较   破 而

土钻探、 学钻探等 ) 设备开发 与施工工艺结合 更  科 , 紧密 。  
() 种 减少 进尺 量 而达 到 同一勘 探 目的的钻探  3各

好的体现破碎岩石从 而成孔 的能力 ; ) ( 从钻具 的选  2

方法 已有很大的发展 。如采用上部孔段共用从深孔  部分 打分 钻 进孔 的分 枝 钻 进 技 术 、 杂 地形 的定 向  复 钻进 技术 和 定方 向钻 技 术 、 山坑 内钻 进 技 术 的应  矿
用, 使新 的 地质 工程 钻探 技术 得 以发展 。  

择上 , 回转扭矩更能体现钻具的实际能力 , 因而实现  了钻机与配套钻具 的统 一 ; ) ( 回转力矩的大小是钻  3 机设 计 的一 个重 要参 数 , 机 选 型 与 钻 机设 计 构 成  钻
了统 一 。  

同样 , 在上述技术的基础上 , 钻探技术在以下几  方面将有更大的进展 :   () 1 传统的地质钻探。陆地 固体矿产资源尤其是 

对于需要 长距离移动的钻探设备 , 应不 以 自 行  式为主 , 选型 时主要应 考虑运输 ( 大件尺寸是否超  差、 最大件重量 ) 拆装 的方便性 ; 于短距离移动  、 对 的设备 , 应选择以 自 行式为主的工作方式 , 提高工作  效率。   关于钻探设备 的系列化、 通用化 , 过去多以钻进  能 力大 小和装 载 型式 等 进行 排列 , 目前 产 品 还没 有  国家标准。同样产 品的质量、 规格都不统一 , 元件不  能互换 , 这必然会妨碍钻探设备 的发展。工程地质  钻机应向拼装 、 组合型式迈进 , 根据不 同地形 、 环境  组合成车装或散装钻机 , 使钻探 设备 的主要 部件实 
现通 用化 。  

紧缺稀贵矿产、 石油、 核能、 地热等资源 , 在新世纪都  将不断开发 , 特别是向勘探程度低 、 自然条件差的边  远地 区 和地质 层 的深 部进 行 。   () 2与基 础建 设 相 关 的岩 土 钻 掘 。今 后 几 十 年 ,   我国仍处于基础建设 开发阶段 , 各项基础设施建设  的工程量不断增加, 与地质钻探 技术相应的工程 勘 
探、 工程施 工 、 以及 非 开 挖 技 术 将 有 更 大 的 应 用 价  值 , 将形 成 我 国经济 发展 的支柱 产业 。 并  

( 海洋开发。海洋开发是我国高技术发展的一  3 )
个 重要 方 向 , 深海 钻 探 技 术 是 战 略 必 争 的 深海 矿 产 

同时, 由于大型 的钻探设备 主要用液压元件作  为动力 , 形成不同的液压系统。因此 , 应首先从满足  功能前提下的高效节 能方面进行设备选型考虑 , 系  统力求简单适用 , 尽可能用最少的元 件来完成钻机 

资源及科学研究的基础。  
() 部建 设 。大 西部 的开 发 , 地 、 山 、 4西 极 高 冰川 、   沙漠、 冻土等地质 条件 , 向钻探技 术提 出了新 的任 
务。  

的基本功能 ; 其次 , 元件应可靠性高 、 寿命 长 , 选用世  界上著名 品牌 的产 品, 如选用 R x t er h的变量泵 与  o
电磁换 向阀、 oc B sh的比例 阀与 常规 阀、 u S n的各种  插装 控制 阀、 afs 的行 走 马达 与 II 柱 塞低 速  D nos N 的
马达 、 B+S的密封 件 、akr的液 压 管 , 制 系统 中  Pre 控

4 工 程地 质钻探设备 的选 型 
近些年 , 由于 工程 地质 发展 较快 , 的规范 陆续  新

实施 , 给工程地质钻探提出了新 的课题 , 而钻探设备  如何适应工程地质要 求 , 这便是钻探设 备选 型的基 

选用 O R N的位置传 感器 、 IL R 的压力传 感  M O KL E
器 、IME S的 P C、 D A C SE N L A V N E的 工 控 机 、 I N C的 
 

E- a IG    L 1 6 m i: S Y   2 ~ L J @


维普资讯 http://www.cqvip.com

第2 9卷第 5期  20 0 7年 1 O月 







金 

Vo . 9 No 5 12   .  Oc . 2 0   t,07

GANS U  METAL LURGY 

文章编号 :6 24 6 ( 0 7 0 -0 20   17 - 1 2 0 )50 5 -2 4

基 桩 检 测 探 讨 
郭雪峰 
( 甘肃省有色金属地质勘查局 天水 总队, 甘肃 天水 7 12   4 00)



要 : 据基 桩检测分类 , 根 论述 了桩基 的检测 方法 和对 基桩 施工 质量 的影 响因素 , 探讨 了基 桩检 测 中存 在 的 问 

题 、 测方法及设备存在的局限性。 检  
关键词 : 桩 ; 基 检测 ; 质量 ; 处理  中 图分类号 : U 7 .  T 431 文献标识码 :  A

1 基桩检测分类   
桩 的测试方法分为静载荷试验和动力测桩两大  类, 还有抽芯法和静力、 动力触探以及埋设传感器法 

( 复合地基中, 土荷载分担比的检测一般采  4 ) 桩、 用钢弦或压力盒通过静载荷试验进行测定 。也可采  用特制的应力传感器测试 。  

等辅助类方法。  
目前桩的静载荷试验主要采用锚桩法 、 堆载平  台法 、 地锚法 、 锚桩和堆载联合法 以及孔底预埋顶压 

( 用阶段桩体应力 一 5 腱 应变 的测试 , 使用钢筋  应力计 , 混凝土应力计或特制的传感器 。  
( 当桩长大于 3 I 6 ) 01, T 用其它检测手段难以准确  判定桩完整性 时, 可采用抽芯的方法 , 抽芯还可 以较 

法等 。桩 的动测技术 在兰州起步于 2 0世纪 7 0年 
代。目前甘肃地区 已拥有 R 、 S S R M系列、 E系列 、 C   PA EI D 、 F 系列动力设备 , 用低应变法检测桩 的完整  性, 用高应变法检测桩 的承载力 和桩 的完整性 。高  应变法试桩一般用 C S A E法、 A WA 法 , C P P 低应变检 

准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波透射 
法进 行 检测 。  

3 影 响基 桩 质 量 的 因素   
桩基质量取决 于勘察、 设计、 施工 等许 多因素 ,   销有不慎 , 就可能造成质 量事故 。对质量事故的分 

测常用应力波反射法( 锤击波动法) 声波透射法。 、  

2 不 同构件宜采用 的检测方法   
( 各类桩、 1 ) 墩及桩墙结构的完整性检测 , 一般采  用低应变或高应变动力试桩法检测。大直径桩宜采  用声波透射法或钻芯法检测。  

析与处理 , 是否正确 , 往往影响建筑物 的安全使用 ,   工程造价及工期 , 严重的甚 至炸毁整幢建筑物。根 
据甘肃地区的地质特性和我十多年来在现场实践经  验, 认为造成桩基质量事故主要原因有以下几类 。   ( 测量放线错误 , 1 ) 使整个建筑物错位 或桩位偏 
差 过大 。   () 桩 承载力 达不 到设 计要 求 。 2单   .  

( 由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的复  2 ) 合地 基 ( 碎石 桩 、 石灰桩 等 ) 采用 静 载 荷试 验 , 可  , 也
采用静力触探分别对桩和土进行检测 , 确定复合 地 
基 承 载力 。  

(成桩中断事故。如钻孔灌注桩塌孔 , 3 ) 卡钻。  
() 注 桩 成 桩 质 量 , 括 沉 渣 超 厚 、 凝 土 离  4灌 包 混

( 由高粘结强度桩和土组成的复合地基 ( 泥  3 ) 水

土桩、 F C G桩、 低标号混凝土桩等 ) 采用静载荷试  , 验检测竖向承载力。单桩承载力的检测同其它刚性 
桩。  

析、 桩身夹泥、 混凝土强度达不 到设计要求 、 钢筋错  位 变 形严重 等 。   ( 断桩 。灌注砼施工质量失控 , 5 ) 发生断桩事故  () 验 收时 出现 的桩 位 偏差 过 大 。 6桩基  

控制 电源 , 电器 系统 中选用 She e 的低压电器 、 cni r d  

We ml 的接插件等 , i ir d e 使整机 的可靠性得 以提高 ;   其三 , 在选 型 时要 考 虑 设 备 的 可维 修 性 、 作 方 便  操 性、 整机 O M 厂家 的售后服 务能 力 。 E  

收 稿 日期 :0 70 一l 2 0 -4 l  

作者简介 : 寿(97)男 , 张万 1 -, 甘肃古浪 人 , 6 本科 , 济师 ,90年毕  经 19 业于浙江冶金经济专科学校物资经济专业 。  

E- a l S Y L  1   0 m i: L  @ 2 G  J m 
¥/ qq , /  ̄,l g S W 



们 6


相关文档

我国工程地质钻探技术的发展趋势与设备选型讲解
工程地质钻探施工技术规范最新版
钻井工程理论与技术 第一章 钻井的工程地质条件
我国石油天然气勘探开发技术进展与发展趋势
QK-中国煤层气勘探开发工程技术进展与发展方向
论工程地质钻探的钻进技术
我国航空重磁勘探技术现状与发展趋势
2建筑工程地质钻探技术标准
工程地质钻探编录技术培训教材
漂卵石层工程地质钻探技术
电脑版