1 什么是第四系？
第四系是一个地质学名词，属年代地层单位。即新生代第四纪松散堆积物形成的地层。
钻探施工中，绝大部分钻孔上部为厚度不等的第四系地层。在野外钻探工作中，复杂的第四系地层往往给钻探生产带来很大的困难。适合的设备、钻进方法、合理的钻进技术参数、成功的工作经验往往是我们顺利完成钻探任务的保证。
2 钻进技术参数选择
钻探设备主要包括钻机、动力机、水泵等，应根据钻孔设计深度、地层条件、钻进方法、及钻孔设计结构等，合理地选择钻探设备。
必须根据地层特点、钻进方法、钻孔深度、工程要求正确选择冲洗液的类型及确定冲洗液的性能。
（1）冲洗介质的选择
根据地层性质、水源条件、施工要求、钻进方法、设备条件等正确选择空气、泡沫、清水或清水基冲洗液作为钻探冲洗介质。钻进致密、稳定地层，应选用清水或无粘土相冲洗液。钻进水敏性地层或砂层应选用低失水量的冲洗液。钻进水头高出地表地承压含水层、松软和卵砾石地层，应选用高密度优质冲洗液。钻进微裂隙或孔隙性取水含水层孔段，应选用随钻堵漏冲洗液。钻进漏失地层，选用添加循环桥堵材料的冲洗液；但对于主要含水层和取水层的漏失地段，一般不得使用堵漏材料。
（2）钻压
应根据地层硬度、钻头类型和规格尺寸来合理选择，应使钻头与孔底岩石紧密接触。
（3）转速
可在钻进中根据具体情况适当调整。
3 钻进方法选择
应根据岩石的机械物理性质、可钻性，以及孔径、深度和施工条件、地层的复杂程度，选样相适应的钻进方法，详述如下。
（1）牙轮钻进 。适用于岩石可钻性1~10级。第四纪松软地层及完整、破碎、致密岩石及卵砾石层均适用， 常用于不取心钻适用范围广、效率高，尤其卵砾石及破碎地层钻进较其他回转钻进效果更好。
（2）硬质合金钻进。适用于岩石可钻性1-6级。适用于第四纪松软地层及较致密、完整基岩钻进，不适用卵砾石层及破碎地层钻进钻头加工容易， 成本较低。
（3）射流反循环钻进。适用于第四纪松软地层钻进， 孔深超过 50 m 效率明显下降， 可与气举反循环进行配套使用于浅孔段中钻进设备简单，洗孔彻底， 钻进安全效率高。
（4）泵吸反循环钻进。适用于第四纪地层、大口径孔钻进， 孔深在 100 m 内效果较好， 须保证充足的施工用水地水位浅 3 m 时， 不易护孔, 砾径超过钻杆内径的卵石层不宜使用此方法钻进。冲洗液上返速度快、洗孔彻底钻效高， 钻进安全，成本低。
（5）气举反循环钻进适于第四纪砂土、砂粒层以及硬度不大的基岩大口径孔钻进， 孔深大于 10 m 开始使用， 超过 50 m 后方能发挥其主效特性须保证充足施工用水， 地下水位浅于 3m 时不易护壁。粘土层不宜使用。冲洗液上返速度快， 洗孔彻底孔内干净，钻进效率高， 安全。
（6）气动潜孔锤正循环钻进。适用于岩石可钻性5~12级。适用于硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石层钻进，孔径不大于 310 mm，常用于不取心钻进。尤其适用于供水困难地区钻进用。具有冲击和回转双重破岩作用孔底岩石受压小、钻效高成本低，且不污染含水层。
（7）气动潜孔锤反循环钻进。适用于坚硬基岩及第四纪胶结、半胶结地层和卵、砾石层钻进，钻孔直径不大于 250 mm，常用于不取心钻进。尤其适于用水或供水困难地区钻进用。具有正循环潜孔锤钻进全部优点；在不稳定地层中钻进护孔效果优于正循环钻进。
（8）液动冲击回转钻进。适用于岩石可钻性5~11级。适用于坚硬基岩钻进，目前只在常规口径钻孔中使用，正在大口径中试验应用。具有冲击和回转重破岩作用；可以使用泥浆作部洗液护孔，不受水位限制，能在深孔钻进。
（9）钢绳冲击钻进。适用于岩石可钻性1~5级。适用于第四纪砂土、漂砾、卵砾石层及风化破碎基岩、大口径、浅孔、中深孔钻进，钻孔深度一般不超过 200 m。设备、钻具简单，成本低，在砂土、卵砾石层浅孔钻进有良好效果。
（10）同步跟管钻进。适用于漂砾、流砾层、卵砾石层、冲积层等非稳定定性覆盖层钻进，并须配备专用设备和工具。在极不稳定的地层中钻进，能有效地防止塌孔，保证安全钻进。
（11）短管跟管钻进。短管的口径依据勘探深度及复杂程度不同选用不同的口径，如果勘探深度大，卵石的粒径大而且需下置多层套管时，则开孔口径大，反之口径较小，目前工程勘察孔一般采用的开孔口径为Ф110 mm、Ф130 mm、Ф146 mm 不等，套管采用相同的口径，按 0.5，0.8，1.0，1.20，1.50 m 等不同长度配备，套管两端采用套管丝扣连接，并根据卵石层的厚度不同选择不同长度短套管进行连接。
当第一根套管的下置深度根据孔内情况而定，一般情况下孔深在 1.0~1.5 m 时下置套管，第一根套管底部接一个旧钻头防止套管口变形，套管口以高地面 0.2~0.3 m 为宜, ，然后下钻具钻进，回次进尺为0.8-1.0米，起钻后再接一根0.5-0.8m套管，用吊锤轻轻砸套管至钻进深度，如孔内垮塌严重，用带钢丝钻头采用无泵捞渣，边捞边砸套管使其到孔深位置，由此反复循环，使勘探达到设计要求。
4 多种技术综合应用
（1）优化钻孔结构，把好安装、开孔、换径关。在设计钻孔结构时，应结合施工区地层情况、设计孔深、岩心采取率等因素，既要尽量简化钻孔结构，又要留有备用口径。一般应适当扩大 1~2 级开孔口径，以便为下部施工创造良好条件。安装钻机时必须水平、稳固、对正，保证“三点一线”，以尽量减少钻机运转过程中的震动和位移，防止钻孔偏斜，从而减少塌孔现象。
（2）下入孔口管护壁。开孔后岩心管要随孔深逐渐加长，并利用钻铤导向钻进，卵砾石层薄的钻孔，在穿过该层后，须及时下入孔口管（Ф127 mm），以防止孔斜，坍塌掉块和冲洗液漏失。下入时要注意下正坐牢，保证在以后的钻进中不偏向，不转动。
（3）设计、使用适宜于卵砾石层钻进的取心钻头。钻头在卵砾石层工作时，极少有碎岩过程，绝大多数时间仅仅只是通过钻头的转动，破坏卵砾石层钻进原有结构，使其更加松散。
（4） 采用适用于卵砾石层钻进的技术参数。在卵砾石层钻进过程中，压力不必过大，否则会减少钻头过水面积，增加冲洗液阻力，适宜的钻压应为 2~4 kN。转速应尽量小一些。过快的转速会带来排泄能力不适应的问题。而且会加大钻具磨损，并易造成孔壁失稳，孔径变大，适宜的转速为120~150 r/min。在保证冲洗液质量的前提下，可采用较大的泵量以充分排渣，适宜的泵量为 150~200 L/min。故卵砾石层钻进参数为“适当压力，低转速，大泵量”。
（5）少数巨厚卵砾石层钻孔下套管。在卵砾石层钻进使用优质泥浆护壁，虽然效果良好，但对于巨厚卵砾石层来说，有时仍无法从根本上保证钻孔顺利施工。从根本上解决孔壁坍塌，漏失问题，最直接有效的措施就是下入套管（Ф127 mm）。
综上所述，不同的地层条件需要不同的方法和器具，施工单位配备各种不同器具材料，才能高效应对各种工况，顺利完成钻探工作。
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