[发明专利]岩石岩性名称和强度的快速确定方法及钻孔数据采集系统

说明书

本发明公开了一种岩石岩性名称和强度的快速确定方法及钻孔数据采集系统，首先按照传统方法制作成岩石特征对照表，再采用普通的钻机进行无芯钻孔，对钻机钻进过程中的钻机工作参数进行连续采集，制作成各种岩石S‑P‑V三者关系二维双线坐标图；在以后的或其他岩土工程中确定岩石岩性名称和强度时，只需采用普通的钻机进行无芯钻孔，采集钻机工作参数，制作成各种岩石S‑P‑V三者关系二维双线坐标图，进行一一比对，即可确定该钻进段不同的深度上有什么岩性名称的岩石和对应的岩石强度。从而避免钻孔取芯和力学试验，节省工程费用，增强时效。

技术领域

本发明涉及岩土工程，尤其涉及岩石岩性名称和强度的测定技术。

背景技术

目前，在地质、岩土工程中，需要对现场地层岩石岩性名称和强度进行测定分类。传统的方法是：采用地质钻机(岩芯钻机)通过钻孔取芯、编号再到实验室岩性名称描述，并修正成试块，在压力机上测定强度。传统方法的不足是：由于需要完整的将一段一段的岩芯取出来，所以钻孔速度慢，在不良地质结构面取样困难，岩芯样本不成型，可用率低。由于一般的地质、岩土工程需要按照设计打多个钻孔，所以需要多次取芯，进行重复工作，费时、费钱、费力。当在同一地域进行下一个地质、岩土工程时，还需要按照传统的方法取芯测定，相当麻烦。

发明内容

为了克服现有技术需要多次打孔取芯而带来的费时、费钱、费力问题，本发明提出一种不用岩石取芯，采用无岩芯钻孔方式，快速确定岩石岩性名称和强度的方法，以替代实验室测定。

本发明同时提出一种实施上述方法的钻孔数据采集系统。

一种岩石岩性名称和强度的快速确定方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，首先按照传统方法，在现场通过采用岩芯式地质钻机钻孔取芯、对岩芯编号、记录下每块岩芯所处的地层深度，再到实验室描述同类岩芯的岩性名称、岩石厚度和测定岩石强度，从而得到该地层中各种岩石的岩性名称、强度、厚度和埋藏深度，将各种岩石的岩性名称、强度、厚度和埋藏深度制作成岩石特征对照表；

第二步，在第一步钻孔取芯的附近，采用普通的无芯式钻机进行无芯钻孔，钻孔到岩石特征对照表的某个埋藏深度时，通过岩石特征对照表可确定该埋藏深度对应的岩石性质，同时开始连续采集钻机的工作参数，工作参数包括：钻具轴压即推力P、钻头转速或冲击频率S和钻进速度V，采集到规定的钻进量为止；参数采集后制作成S-P-V三者关系二维双线坐标图,该坐标图是以推力P为横坐标、钻头转速或冲击频率S为左竖坐标、钻进速度V为右竖坐标制作成的二维双线坐标图；按此方法，得到该地层的各种岩石的工作参数“S-P-V三者关系二维双线坐标图比对图”；

上述的钻进速度V由规定的钻进量和采集到的钻进时间J计算而得到。

上述的无芯式钻机可采用回转式钻机和冲击式钻机其中一种，采用回转式钻机时连续采集的S值为钻头转速值，采用冲击式钻机钻孔时连续采集的S值为钻头冲击频率值；

第三步，在本工程或同地域其他岩土工程中确定岩石岩性名称和强度时，按照上述的第二步方法进行无芯钻孔、连续采集钻机工作参数、制作成S-P-V三者关系二维双线坐标图，将该二维双线坐标图与第二步方法得到的“S-P-V三者关系二维双线坐标图比对图”进行一一比对，根据比对结果，即可确定该钻进段不同的深度上有什么岩性名称的岩石和对应的岩石强度。

为了实现对钻机工作参数的连续采集，本发明提出了一种钻孔数据采集系统。