新地質鑽孔技術在哪裡

⑴ 地質岩心鑽探技術

19世紀中葉出現人力驅動的岩心鑽機和天然金剛石鑽頭至今的100多年中，岩心鑽機由早期的機械傳動手把給進到機械傳動液壓給進立軸鑽機發展到今天的全液壓動力頭鑽機以及自動化、智能化地質岩心鑽機。與此同時，孔底動力鑽具（潛孔錘、螺桿鑽、渦輪鑽、孔底電鑽等）也從發明到發展，至今已具有一定水平。從1862年天然金剛石用於製造金剛石鑽頭岩心鑽探方法問世；1899年發明了鐵砂（鋼粒）鑽進；1916年硬質合金開始用於鑽探；1954年世界第一顆人造金剛石製造成功並用於製造金剛石鑽頭；人類經歷了天然金剛石表鑲鑽頭鑽探時代，鐵砂、鋼粒和硬質合金鑽探時代，人造金剛石孕鑲鑽頭鑽探時代至今到了人造復合超硬材料鑽探時代。20世紀末至21世紀初，地質岩心鑽探技術又有了新的發展。

2.3.2.1 地質岩心鑽探設備發展方向

在地質岩心鑽探領域全液壓動力頭鑽機引領著地質岩心鑽探設備發展方向，自動化鑽機已達到實用化程度。

（1）全液壓動力頭式鑽機

加拿大阿特拉斯·科普柯克里斯坦森（Christensen）公司的全液壓岩心鑽機已經形成完整系列。CS系列全液壓鑽機，鑽進能力從610m至2000m，具有長行程給進、無塔升降鑽具、無級調速、機械化程度高、配套器具齊全、生產效率高等優點。其中淺孔鑽機分解性強、分解後的部件比較輕，適合難進入地區使用。Boart Longyear公司的LF70型鑽機（Φ59mm孔徑鑽深760m）。CT-171輕便型鑽機可用直升機吊運，設計特點是拆開後的部件不超過25kg，若幹部件用輕合金製作，總體RFM量輕。其設計為模塊化、全液壓、輕便、多功能，代表了最新的發展潮流。新型「飛運」鑽機是真正的小模塊拼裝式，適用於難進入地區採用人力或飛運搬遷。例如加拿大的HYDRACORE 4000型鑽機，將動力機和液壓站也設計為拼裝式，鑽機動力為200Hp，以繩索取心鑽進工藝為主，NQ系列鑽進深度達到1067m。

（2）多功能鑽機

隨著復合鑽探技術（即金剛石岩心鑽探、空氣反循環連續取樣鑽探、空氣潛孔錘取樣鑽探在一個鑽孔中使用的鑽進工藝）的普遍應用，適用於該復合鑽進工藝的多功能鑽機得到快速發展。加拿大國際鑽探設備公司的CSR系列鑽機，主要用於300～1000m孔深進行反循環中心取樣（CSR）作業，在美國、加拿大廣泛用於金、鈾和鐵等地質礦產勘查。美國薩姆公司的T系列鑽機，用於水井和煤層氣井；英格索蘭公司的RD系列鑽機，用於水文水井鑽探；美國長年公司的HD-600型鑽機用於油氣、地熱和礦產勘探。鑽深能力從1000m至3000m不等，如HD-600型鑽機用CHD-76繩索取心鑽進時鑽深能力為3000m。澳大利亞U.D.R.公司的Universal 5000型深孔全液壓動力頭式鑽機，當用Φ89mm鑽桿無岩心鑽進Φ165mm孔徑時，鑽深能力為1900m；用CHD101繩索取心鑽進時為3100m。配備柴油機動力410Hp，提升能力達450kN。此類鑽機整機體積大且笨重，為深孔重型鑽機。

（3）自動化、智能化鑽機

加拿大JKS Boyles公司開發成功B系列坑道自動化鑽機。該系列鑽機採取全液壓動力頭結構，機、電、液一體化和計算機控制鑽進方式。施工現場只需一名操作人員。鑽進參數完全由計算機監測和控制；鑽具升降等作業也全部自動完成。鑽進過程也可在地面的通訊操作室（CCR）做連續監視和數據自動記錄。B-10、B-15、B-20型自動鑽機最大鑽進孔深分別為340、600（AQ）、1550m。瑞典海格比（HAGBY）公司開發成功ONRAM系列1000/4 CCD型和2000 CCD型全自動岩心鑽機（Computer Controlled Drill）。1000/4 CCD型鑽機鑽進能力為750m（BQ鑽桿）。該鑽機可採集和記錄鑽進過程中的13種參數，根據這些參數對鑽進過程進行實時控制。

Atlas Copco公司開發成功Diamec系列全自動鑽機，為典型適合金剛石鑽進的高速低扭矩鑽機。Diamec系列鑽機適用於地表或巷道內施工，為全液壓動力頭式，配備機、電、液一體化的操作系統。經礦山實際應用，具有鑽進效率高、鑽進成本低和操作簡易等明顯的優點。Diamec264APC型鑽機配置有3種不同的給進長度（0.8、1.8、3.3m），以適應不同需要。近幾年，阿特拉斯·科普柯公司陸續研發了DiamecU4APC型、DiamecU6APC型和DiamecU8APC型自動化鑽機。其中DiamecU4APC型屬第二代自動化鑽機，真正實現了機台單人操作。DiamecU6APC型鑽機在DiamecU4APC的基礎上進一步簡化了結構，提高了電子系統在惡劣環境中的工作能力，其鑽深能力為1000m。作為第三代自動化鑽機代表的DiamecU8APC型鑽機，在其設計中更多地考慮了人類工程學（Ergonomic），加強了人性關懷和安全，其鑽深能力為1500m。

（4）我國XY系列液壓立軸岩心鑽機

「九五」期間分別研製成功液壓立軸式雙卡盤不停車倒桿和交流變頻雙卡盤地質岩心鑽機。「十五」期間研製成功了YDX-3型新一代全液壓動力頭式地質岩心鑽機，鑽機適用於金剛石繩索取心、沖擊回轉、定向鑽進、反循環連續取心（樣）等多種高效鑽探工藝方法。

2.3.2.2 地質岩心鑽探工藝技術新進展

隨著地質工作的整體復甦，岩心鑽探工作量在逐年增多。以繩索取心、液動沖擊回轉、定向鑽進等先進鑽探技術為主要特徵的小口徑金剛石地質岩心鑽探技術又重新顯示出活力。同時，地質大調查專項成功實施以來，鑽探工藝技術又有了新的發展。特別是國家重大科學工程——中國大陸科學鑽探工程「科鑽一井」的圓滿完成對提高我國的岩心鑽探工藝水平起到了極大的促進作用。

1）液動潛孔錘結構有較大改進，性能有很大提高，「三合一」鑽具初步研製成功。「十五」期間研製成功的YZX127液動潛孔錘，採用了全新結構，大幅度提高了液動錘的能量利用率和穩定性，其技術成果獲得2項國家發明專利。在「科鑽一井」施工中創造了單井連續使用液動錘進尺3485.69m和使用井深5118.2m兩項世界紀錄。自主研製的液動潛孔錘+螺桿馬達+繩索取心「三合一」鑽具在「科鑽一井」主孔5000多米孔深成功鑽進一個回次並取出3.5m長的完整岩心。證明該套鑽具的研究獲得初步成功。

2）對VDS垂鑽系統及保真取樣鑽具進行了有益探索。多用途微機自動定向鑽進系統與工藝的研究以自動控制糾偏為主線，探索利用成熟的感測器、液壓和機械等技術組成機、電一體化的閉環控制垂鑽系統，基本解決了由於空間狹小和工作環境惡劣引發的各項技術難題，探索出了一套可用於閉環控制系統的主要硬體設計的工作思路，為今後開展高技術自動垂直鑽井或自動定向鑽進系統研究，積累了經驗，為系列化研究打下了基礎。

3）定向鑽探技術及對接井鑽井技術有新發展。設計了適應於定向鑽進的組合鑽具，改進了中低轉速螺桿鑽具，使之可適應牙輪鑽頭、金剛石鑽頭及復合片鑽頭；編制了定向鑽進與水平鑽進設計與控制軟體；改變了水溶性礦產的采礦方式，大大提高了采礦效率和礦產資源利用率。完成了2對近3000m深井對接井，開創了我國對接井技術的新紀元，實現采鹵對接井的重大技術突破。

4）中國大陸科學鑽探工程「科鑽一井」的圓滿完成。2005年12月17日「中國大陸科學鑽探工程新型鑽井技術體系的研究與應用」科技成果通過了國土資源部的鑒定。該項目創造性地將「組合式鑽探技術」、「靈活的雙孔方案」和「超前孔小直徑取心鑽進方法」有機地結合起來，形成了獨具中國特色的科學鑽井技術體系。該新型鑽井技術體系主要由井底動力驅動的沖擊回轉取心鑽探技術、硬岩大直徑長井段擴孔鑽進技術、強致斜地層井斜控制技術、性能優良的LBM-SD泥漿體系、小間隙固井及活動套管應用技術、孔內事故預防處理技術、鑽探數據採集處理技術等組成。「科鑽一井」的成功實施及其所取得的科技成果對我國地質岩心鑽探技術水平的提高起到了極大的推動作用。

5）新型鑽探碎岩方法還在不懈探索。中國地質大學（武漢）建成了「熱熔鑽進實驗系統」，針對鬆散、卵礫石地層進行了初步實驗。中國地質大學（北京）聲頻振動鑽機及鑽探技術研究正在進行，定向鑽進鑽孔軌跡實時監控和中靶系統研究也已啟動。吉林大學生物非光滑理論與仿生金剛石鑽頭研究已取得試驗數據。

⑵ 地質勘探打孔位置如何確定

孔位選擇要看地質勘探的目的，根據不同的目的綜合各類已經掌握的地質資料或者前期工作的成果選擇孔位。

⑶ 鑽探技術發展趨勢

鑽探工藝方面，由於反循環鑽探技術與取心鑽探技術相比，具有施工效率高、單位成本低的特點，在國外已普遍應用。

鑽桿方面，近年來，繩索取心鑽進是地質岩心鑽探的首要技術手段，被各領域廣泛採用。但是，隨著鑽孔深度的不斷加大，繩索取心鑽桿的性能成為深孔施工的首要制約因素，國外一些設備公司研發的繩索取心鑽具，通過對鑽桿螺紋、鑽桿結構及材質等方面進行研究，大幅度提高了繩索取心的鑽進深度。

鑽頭方面，在當前地質岩心鑽探領域，繩索取心技術作為首要的鑽探技術，其配套的鑽頭仍然以金剛石孕鑲鑽頭為主，國外的企業則以高品質的金剛石和質量優秀的粘接胎體材料取勝，以獲得比較高的鑽頭使用壽命、鑽進效率和譜適性。

鑽具方面，目前主要是在提高可靠性、鑽進效率和取心質量等方面有一些新的成果出現，如阿特拉斯的快速泵送繩索取心鑽具、球卡式定位繩索取心鑽具等，這類鑽具在孔內定位上更加可靠，打撈過程更為順利。該領域與國內的繩索取心鑽探發展方向相同，僅是採用的方法有所不同。

與國內相比，國外鑽探施工多為1000m以內的淺孔，深孔鑽探裝備尚未成為其主要發展需求；因施工地域更為廣闊、人員成本高，國外對裝備的運移及適應性更為重視；從綜合施工成本控制和鑽探施工安全保障方面，更加重視發展鑽探施工過程的機械化、程式控制技術和安全可靠性；對鑽探施工進行綜合經濟分析，結合鑽頭冶金技術的突破，取得了譜適、高效、長壽命等鑽頭性能的新成果；為更好地服務地質礦產勘查，針對地質研究需要，開發了更為准確和易用的岩心定向及取心定向鑽進技術；同時，更多孔內綜合物探測井儀器的產品小型化，為進一步滿足地質勘查需求提供了利器。

⑷ 地質鑽探是干什麼的

我是學礦產地質的，但我知道鑽探是地質勘查、礦山勘查、工程勘查、水文勘查、環境勘查等必不可少的。無論其它技術發展到如何高的水平，鑽探工作始終是最終的勘查手段，所以鑽探工作是不愁失業的。而且鑽探技術只有在實踐中才有創新，現在的鑽探技術已經發展到較高水平，基本實現了半自動化，不再象以前靠人力。
現在很多地方都出現了個體鑽探隊伍，活干不過來，很賺錢！

⑸ 鑽探新技術的應用概況

在西部大開發、國土資源地質大調查中，黨中央及國土資源部已把水資源的勘查與開發列為重中之重。全國地下水資源調查評價是地質大調查中的一項重要工作內容，要想按時按質的完成任務和達到預定的目標，除採用先進的地質理論和地質技術外，還必須採用先進的取心取樣鑽探新技術。若採用常規的鑽探技術進行施工，有很多地區存在著不少技術難題，如勘探速度慢、效率低、成本高；孔內卡鑽、埋鑽事故頻繁；易堵塞生產層裂隙、泥皮粘糊孔壁等；缺水地區還存在著大量的生產用水難以解決，不可避免的影響對水資源的勘查與評價。這一系列因素，要求我們改變原有的觀念，進行技術革新，選擇適合一定地區的、先進的鑽探技術，提高鑽探效率、降低成本、保質保量地完成任務，從而帶動鑽探新技術的推廣應用。

「六五」至「八五」期間，鑽探技術進步顯著，以繩索取心為主體的金剛石鑽探技術有了很大發展，帶動了鑽探技術工藝方法和技術裝備等全面變革，受控定向鑽探技術已經達到了國際先進水平，沖擊回轉鑽探技術成為擁有我國自主知識產權的一項特色技術，達到國際先進水平；多工藝空氣鑽探技術和反循環鑽探技術趨於成熟；鑽探機械和儀器發展了適應多工藝方法的系列產品，技術裝備基本成龍配套，在地質勘查中發揮了積極作用。

2.2.2.1 多工藝空氣鑽探技術

空氣鑽進是指用壓縮空氣或含有壓縮空氣的氣液混合物作為鑽進時的循環沖洗介質，或者既用其作為破岩機具的動力，又兼作沖洗介質的一種鑽進工藝方法。近幾年來發展很快，技術成熟，逐漸形成包括循環介質、循環方式、碎岩方法和應用領域的多工藝空氣鑽進技術體系。

其主要特點如下：低密度介質有利於提高碎岩速度；能有效冷卻鑽頭、清除岩屑和快速判層；能在不穩定地層中保護孔壁和少污染環境；有利於保護含水層和低壓油氣層並提高產出率；特別有利於在乾旱缺水地區和嚴寒、凍結層施工；亦利於忌用液體循環的抗滑錨固孔和露天礦爆破孔施工；空氣潛孔錘鑽進能大幅度提高硬岩鑽孔速度；氣舉反循環鑽進能實現2～3m以上大直徑井孔和超過2000m的深井施工。

多工藝空氣鑽探被視為當今應用最廣和最有發展前景的鑽探技術之一，通過「七五」、「八五」期間的攻關研究與完善，已形成較為成熟的現代快速綜合鑽探技術，「多工藝空氣鑽探技術推廣應用」已被國家科委遴選編入「國家科技成果重點推廣計劃項目創產值超億元100例」。勘探所結合各領域不同用途、各地區不同地質條件等進行了多工藝空氣鑽探技術研究與開發，以及在實踐中不斷的完善，先後開發了SHB114/70、127/70、140/100、CSR73/33、CSR73/39等多種雙壁鑽具與配套器具。還開發了多種型號的鑽機，如SPC系列水井鑽機、全液壓動力頭式FD-300型鑽機等，及可用於復雜地層的ADF型系列泡沫劑等。

多工藝空氣鑽進技術的應用，成功解決了長期存在的若干技術難題，如乾旱缺水地區、永凍層及漏失層鑽探施工；用其他循環介質無法保證安全鑽進的地區施工；用其他鑽探方法無法保證鑽探質量的地區施工；用其他鑽探方法在若干岩層鑽進效率甚低等。

該技術的推廣應用，大大提高了水文水井鑽進速度與成井質量，用空氣潛孔錘和氣舉反循環鑽進比常規同轉鑽進一般可成倍乃至十幾倍提高鑽進速度；已產生了巨大的經濟效益和社會效益，據不完全統計，多工藝空氣鑽進自推廣以來完成鑽進工作量130餘萬米，僅20個單位至1998年的統計，累計創產值64億余元，新增利稅0.9億元；已為我國晉北、豫西、陝甘寧和內蒙古、廣西岩溶地區、京郊山區等，打了許多豐產井，解決了數以百萬計的人畜與生產用水困難，為扶貧致富發揮了重要作用。

2.2.2.2 多介質反循環鑽探技術

所謂反循環鑽進就是指鑽探過程中循環介質同常規鑽探方法的循環方向相反，反循環鑽進一般採用雙壁鑽具，循環介質主要分為壓縮空氣和液體兩種。鑽進過程中，循環介質經過雙壁氣水龍頭、雙壁主動鑽桿、雙壁鑽桿內外管環隙到達孔底，驅動孔底破岩器具破碎岩石，並攜帶岩心及岩屑經鑽桿的中心通道到達地表的岩心或岩樣的收集裝置。

由於反循環鑽進具有獨特的雙壁鑽具結構，無須提出孔內鑽具就能獲取所需的地質樣品，決定了該方法具有如下優點：時間利用率高，鑽進效率高，勞動強度低，洗井效果好；孔底清潔，鑽頭壽命長，實現了鑽進、取樣同時進行，達到了優質、高效的目的。

根據循環介質的不同，反循環鑽探技術主要分為空氣反循環和水力反循環。

（1）空氣反循環連續取樣鑽探

具有多種鑽具組合方式（圖2.4），能夠適應多種地層條件（表2.1）進行取心或取樣連續鑽進，能夠滿足地質上對岩心的要求；尤其適合乾旱缺水地區水文地質勘查孔鑽探施工等。

圖2.4 空氣反循環鑽探鑽具組合示意圖

由於循環介質為空氣，不會堵塞水通道、對水質無污染，且不會打丟含水層；鑽進過程中即可根據岩樣上返潮濕程度判斷是否進入含水層；隨著含水層鑽進深度的增加，孔口返水量逐漸增大，穿過含水層後，返水量趨於穩定，從而可以大致地判斷含水層的位置，定性地判斷水量的大小。如寧夏二人山-金場子礦區原定為貧水區（5m³/24h），用空氣反循環鑽探20餘孔，不僅孔孔見水，且涌水量達20～30m³/h。又如，在周口店北京探礦工程研究所院內用常規方法鑽進數百米深未找到地下水，用空氣反循環鑽進方法卻發現了較豐富的達飲用水標準的地下水。

表2.1 鑽具組合與適應地層情況

（2）水力反循環連續取心鑽探技術

以液體作為循環介質，利用雙壁鑽具實現岩心的連續上返。該鑽探技術以硬質合金和金剛石鑽頭為碎岩工具，以回轉磨削取心的方式鑽進。主要用於2～4級覆蓋地層、煤系地層以及較完整的中硬岩層中鑽進。實踐證明，水力反循環連續取心鑽探技術用於水文地質勘查、地質填圖、地球化學勘探、煤田取心鑽探及環境保護等鑽探施工中，具有較高的鑽探效率和較好的地質效果。在山東煙台300多米鑽探施工中，綜合台月效率達1300多米，時間利用率達75%。

2.2.2.3 繩索取心鑽探技術

繩索取心鑽探技術是一種應用較廣泛的地質取心鑽探技術，該技術對地層適應性廣。1973年勘探所首次研製成功用於岩心鑽探的繩索取心鑽具，後續逐步開發出多種系列產品，包括：水文水井繩索取心鑽具系列、堅硬「打滑」地層用繩索取心鑽具系列、用於深孔的重型繩索取心鑽具、松軟破碎地層及煤系地層的繩索取心半合管鑽具系列和繩索取心塑料三層管和超前管鑽具等，與此同時，還開發了與其配套使用的鑽頭、擴孔器等，大大提高了我國金剛石鑽探的技術水平。

應用繩索取心鑽探技術可以減少升降鑽具次數，增加純鑽進時間，減少岩心磨蝕和中途脫落機會，岩心採取率達90%～100%；能延長鑽頭壽命等；被譽為「四高、三低、兩好」，即工程質量高、時間利用率高、鑽進效率高、鑽頭壽命高；事故率低、勞動強度低、設備材料消耗低；地質效果好、經濟效益好。

為了滿足新一輪地質大調查地質鑽探需要和進一步提高我國地質鑽探綜合水平而採用的一種新型鑽探技術——組合鑽探技術應運而生，將空氣反循環連續取樣、水力反循環連續取心及繩索取心鑽探技術有機結合起來，採用一套鑽桿和輔助器具就能完成，達到了因地施鑽，滿足了地質要求，提高了鑽探效率，降低了鑽探成本。該項技術可較好地用於水文地質孔勘查與固體礦產勘探；同時勘探所還在繼續開發復雜地層中深孔使用的繩索取心配套鑽具等。

2.2.2.4 液動沖擊回轉鑽探技術

液動潛孔錘鑽探技術是在回轉鑽進的基礎上增加一個利用沖洗液驅動的液動潛孔錘，它可產生具有一定沖擊能量和頻率的載荷，從而可大幅度提高5級以上地層鑽探效率，克服金剛石鑽進「打滑」問題，在岩心易堵塞的破碎岩層中延長回次進尺。勘探所先後開發出六個系列30多個規格的液動潛孔錘，如正作用系列、雙作用系列、繩索取心系列、水文水井鑽系列、液氣兩用系列，目前仍在開發深井用液動錘及噴反系列液動錘等。

中國大陸科學鑽探是國家重點工程項目，它的實施從鑽探技術的角度來看將是全面檢驗和提高我國鑽探技術水平的一個極好的機會，其2000m先導孔及主孔施工採用了具有中國特色的先進技術：螺桿馬達/液動錘/金剛石取心鑽進工藝方法。勘探所研發的YZX127液動錘成為CCSD主孔不可缺少的鑽探器具，在主孔的鑽進中發揮了主導作用。

綜上所述，勘探所從1958年起率先開始液動潛孔錘技術研究，經過幾代人不懈努力，在理論和技術上有新的突破的同時，積極進行科技成果的轉化與應用，使其應用領域進一步拓展。近年來液動沖擊回轉鑽探技術已應用於地下水勘查、水井與地熱、油氣井、地質岩心鑽探、水下爆破及工程地質勘察等領域，且在推廣應用中取得了良好的效益。

2.2.2.5 受控定向分支孔鑽探技術

受控定向鑽探技術就是採用孔底馬達和必要的彎接頭或彎外殼控制方向沿設計的軌跡進行鑽進，達到預定的靶區，該鑽探技術可在一個主孔的不同深度、不同方向鑽出多個分支孔，可大大提高鑽探效率，節約成本，提高鑽孔的綜合利用率。

目前，受控定向分支孔鑽探技術已成功地在固體礦產勘探中得到應用，定向鑽探對接井技術也廣泛應用於鹽礦、地下煤層氣化等領域，可在一個主孔內鑽出6～9條分支孔，可實現兩井相距500m的鑽孔在地下3000m深度的對接，勘探所已成功使用該技術完成對接井三十多對，2002年勘探所在湖北完成了深達2787m的對接，創國內對接井之最。該技術的成功應用已為社會及生產單位帶來了很好的社會效益和經濟效益。

受控定向多分支孔鑽探技術用於開發地熱及水文水井鑽探等方面，能較好地擴大地熱井及水井的採集面積，豐富水源的水量；在瀕臨枯竭的水井中，可以在同一主井實施放射狀水平井，以提高水井的採取率及延長使用壽命，使枯井起死回生；對接連通井技術可將地下乾熱岩轉換成地熱，以充分發揮地下能源的有效作用，為民造福。

⑹ 地質鑽探

因為你選的是礦上的，就是礦已經開采了
礦上的地質鑽探是井下的，如果露天礦，那就是地表
也會有部分地表的工程，不過這個會比較少·
地質鑽探工作很簡單，技術含量的沒有，現在都是承包出去的，工人的經驗是最要緊的
選了這個專業，到礦山企業會做地質編錄，礦體圈定，儲量計算，做鑽孔設計，儲量報告
我在礦山

⑺ 鑽孔位置與鑽探地質要求

2.5.2.1 鑽孔位置選擇

(1)具重要水文地質與第四紀地質學意義;

(2)服務於地下水資源合理開發利用、地下水資源保護與水循環研究;

(3)鑽孔揭露的含水層在區域上具有代表性;

(4)對區域地下水系統劃分和含水層結構研究有參照意義;

(5)技術上可行;

(6)交通便利，地勢相對平坦，通訊方便，利於環境保護。

2.5.2.2 鑽探基本要求

(1)主孔採取分層止水、取樣;

(2)如果主孔不採取分層止水，就選擇實施輔助孔;

(3)鑽孔要揭穿有供水意義的含水層，不得在含水層中終孔;

(4)水文地質綜合科學鑽探原則上由主孔和輔助孔組成，輔助孔的個數由當地的水文地質條件復雜程度決定，在設計中充分論證實施輔助孔的必要性;

(5)鑽探完畢，所有科學鑽探孔組要達到長期監測的目的，監測內容包括:各層水位、水質變化、同位素研究等。

2.5.2.3 鑽探地質要求

2.5.2.3.1 岩心編錄

鑽進過程中應及時進行地質、水文地質編錄，鑽孔竣工後應及時提交岩心記錄表、測井曲線、岩心采樣及分析結果等資料，編寫鑽孔綜合成果圖。

2.5.2.3.2 簡易檢測

在鑽進過程中應觀測孔內水位變化、沖洗液明顯漏失位置、顏色變化和消耗情況、涌砂坍塌情況等，要認真做好記錄。

2.5.2.3.3 鑽孔結構

(1)先進行小徑(擬為127mm)取心鑽進，達到設計孔深進行物探測井後，再擴孔成井;

(2)擴孔孔徑不小於550mm，變徑孔徑不小於450mm，各孔上部下入直徑304mm鋼管，下部下入直徑203mm鋼管;

(3)濾水管為圓孔肋骨纏絲結構，孔隙率取決於含水層岩性，一般不小於25%。

2.5.2.3.4 孔斜

在100m內不大於1.0°。

2.5.2.3.5 孔深校正

同一鑽孔應採用相同的鋼捲尺丈量，測量時讀數至厘米，每鑽進50m和終孔後應校正孔深，孔深誤差不大於2‰。

2.5.2.3.6 岩心採取率

每個科學鑽探孔全程取心，鑽孔取心率平均不低於70%，其中砂層不小於40%，粘性土層達到90%以上，卵礫石層取代表樣。

2.5.2.3.7 測井

(1)常規地球物理測井

電阻率法、自然電位法、自然伽馬法、岩性密度/補償密度法、井徑測量、井斜測量。

(2)建議增加測井內容

·聲速測井;

·井中流體測量;

·超聲成像測井;

·溫度測井;

·同位素測井技術。

用FDC-250A型地下水參數儀測定井孔所在位置的地下水天然流速及其垂向分布情況。

⑻ 我國鑽探技術的發展現狀

2.1.2.1 地質岩心鑽機

目前，國內固體礦產岩心鑽機主要有兩種，一種是20世紀70年代發展起來的XY系列液壓立軸式鑽機［圖2.2（a），圖2.2（b）］；另一種是後期研發的全液壓動力頭式鑽機［圖2.2（c）］。立軸式鑽機鑽探深度一般在2000m以內，少數機型鑽深能力接近3000m，配套工藝方法以普通回轉提鑽取心為主，鑽機的鑽進參數儀表配置落後。泥漿固控系統仍停留在傳統的泥漿池加循環槽使岩粉自然沉澱的落後狀況，不能滿足孔底動力鑽具對沖洗液固相含量的要求。「九五」期間研製成功液壓立軸式雙卡盤不停車倒桿和交流變頻雙卡盤地質岩心鑽機。

「十五」期間，中國地質科學院勘探技術研究所（以下簡稱勘探所）研製成功了YDX-3型全液壓動力頭式地質岩心鑽機［用Φ71mm繩索取心鑽桿鑽深能力為1000m，圖2.2（c）］，鑽機適用於金剛石繩索取心、沖擊回轉、定向鑽進、反循環連續取心（樣）等多種高效鑽探工藝方法。進入「十一五」，YDX系列新一代地質岩心鑽機研發全面展開，YDX-2型鑽機（鑽深能力600m），YDX-1型鑽機（鑽深能力300m）和YDX-4型鑽機（鑽深能力1500m）相繼研製成功。作為「十一五」「863」計劃重點項目「2000m地質岩心鑽探關鍵技術與裝備」的核心內容，YDX-5型鑽機（鑽深能力2000m）於2011年研製成功。至「十一五」末2000m以內新一代全液壓動力頭式地質岩心鑽機形成了完整系列（300～2000m）。目前研製成功的其他型號的全液壓動力頭式地質岩心鑽機主要有：連雲港黃海機械廠的HYDX-4、HYDX-5、HYDX-6型，鑽深能力分別為800m、1200m和1600m；山東省地質探礦機械廠的XD-3、XD-5型，鑽深能力分別為800m和1200m；以及其他一些廠家研製的不同型號的全液壓動力頭式鑽機。

進入「十二五」又相繼完成了3000m電動直驅頂驅鑽機［圖2.3（a）］、3500m地質岩心鑽機（YDX-6型）［圖2.3（b）］、400m輕便鑽機、淺層取樣鑽機和600m反循環鑽機等的研發。至此，我國的地質岩心鑽機系列延伸到了3500m，在國家科技計劃的支持下，4000m地質岩心鑽機也在研製過程中。

圖2.2 國內普遍使用的立軸式鑽機和新研製的動力頭式鑽機

圖2.3 3000m及3500m地質岩心鑽機

2.1.2.2 地質岩心鑽探工藝技術現狀及新進展

我國的金剛石繩索取心鑽探技術自20世紀70年代中期開始推廣應用，目前使用深度已接近3000m，最大深度達到4006m。繩索取心鑽探技術已成為我國固體礦產岩心鑽探工作主要技術方法。

我國的液動潛孔錘鑽具研製處於國際領先水平。YZX127型液動潛孔錘在2005年完工的中國大陸科學鑽探工程科鑽一井施工中創下了總進尺4038.88m、平均小時效率1.13m、平均回次長度6.31m的好成績。在普通鑽探生產和小直徑鑽孔條件下應用范圍也在不斷擴大。

我國從20世紀60年代開始金剛石鑽頭的研製，經過幾十年的發展，工藝技術取得了飛速發展和進步。鑽頭的製造和使用水平大幅度提高，金剛石鑽頭平均壽命由早期的30～35m提高到100多米，鑽進時效提高到新水平。隨著鑽頭切削材料技術的進步，鑽頭對地層適應性進一步增強。

隨著地質工作的整體復甦，岩心鑽探工作量在逐年增多。以繩索取心、液動沖擊回轉、定向鑽進等先進鑽探技術為主要特徵的小口徑金剛石地質岩心鑽探技術又重新顯示出活力。20世紀末至21世紀初，地質岩心鑽探技術又有了新的發展。具體表現在如下幾個方面。

（1）組合鑽探技術研究

該技術實現了一套器具滿足不同地質環境及不同取樣目的的需要，為地質調查快速取樣、乾旱缺水復雜地層石油地震物探施工提供了可靠的技術手段。特別是在我國新一輪油氣勘探中，該技術方法不僅解決復雜地層油氣地震物探爆破孔難以成孔的技術難題，而且使施工效率提高5～8倍。為加速我國新一輪油氣勘探及發現一批新的油氣礦藏異常發揮了重大作用，引起了石油物探界關注。該技術方法直接產值超過10億元人民幣。

（2）西部地區復雜地層中深孔岩心鑽探工藝研究

該成果為加速我國西部復雜地層及中東部深部地質礦產資源的勘探評價提供了非常實用的技術手段。該項成果開發的深孔繩索取心鑽桿、鑽具及施工技術創造了國產器具在固體礦產資源調查鑽孔取樣深度超過1900m的孔深記錄。

（3）資源評價定向鑽探施工技術

該技術可以實現一個主孔內完成多個分支孔而穿過礦體的目的，從而節省大量的鑽探工作量，對未來特殊施工環境鑽探取樣施工提供了經濟適用的技術手段。該技術已產生了較大的經濟效益和社會效益。

（4）地質填圖及化探快速取樣鑽探設備及施工技術

該技術為我國大比例尺地質填圖、化探及海洋地質調查快速取樣提供了一種高效的裝備及技術手段。在我國地質大調查地質填圖、化探取樣、海洋地質及環境地質調查施工中取得非常好的應用效果，具有較好應用前景。

（5）液動潛孔錘結構有較大改進，性能有很大提高，「三合一」鑽具初步研製成功

「十五」期間研製成功的YZX127液動潛孔錘，採用了全新結構，大幅度提高了液動錘的能量利用率和穩定性，其技術成果獲得2項國家發明專利。在中國大陸科學鑽探工程科鑽一井施工中創造了單井連續使用液動錘進尺3485.69m和使用井深5118.2m兩項世界紀錄。自主研製的液動潛孔錘+螺桿馬達+繩索取心「三合一」鑽具在科鑽一井主孔5000多米孔深成功鑽進一個回次並取出3.5m長的完整岩心，證明該套鑽具的研究獲得初步成功。

（6）對VDS垂鑽系統及保真取樣鑽具進行了有益探索

多用途微機自動定向鑽進系統與工藝的研究以自動控制糾偏為主線，探索利用成熟的感測器、液壓和機械等技術組成機、電、液一體化的閉環控制垂鑽系統，基本解決了由於空間狹小和工作環境惡劣引發的各項技術難題，探索出一套可用於閉環控制系統的主要硬體設計的工作思路。為今後開展高技術自動垂直鑽井或自動定向鑽進系統研究積累了經驗並為進一步研究打下了基礎。開發試制出了可獲得原始狀態水合物樣品的取心鑽具結構和鑽具樣機及其他輔助裝置，並進行了室內測試，取得了較理想的效果，為進一步開發實用可靠的水合物保真取樣鑽具奠定了基礎。

（7）定向鑽探技術及對接井鑽井技術有新發展

設計了適應於定向鑽進的組合鑽具，改進了中低轉速螺桿鑽具，使之可適應牙輪鑽頭、金剛石鑽頭及復合片鑽頭；編制了定向鑽進與水平鑽進設計與控制軟體；改變了原水溶性礦產的采礦方式，大大提高了采礦效率和礦產資源利用率。完成了2對近3000m深井對接井，開創了我國對接井技術的新紀元，實現采鹵對接井的重大技術突破。

2.1.2.3 鑽探技術在資源勘探中的應用

鑽探技術在我國資源勘探中曾作出過重要貢獻而且還將發揮重要作用。新中國成立以來，在已發現的171個礦種和已探明儲量的150餘個礦種的勘探過程中均不同程度地動用了鑽探技術。鑽探技術為保證我國經濟發展所需要的礦產資源和能源供應作出了重要貢獻。

1903～1949年，全國鑽探工作量總和僅約17萬m，而且幾乎全部是由外國公司利用自帶的鑽探設備完成的。新中國成立後，完成的鑽探工作量逐年上升。僅以地質系統為例，1949～2002年累計完成鑽探工作量10600萬m。「十五」以後，隨著國家對地質工作的重視，鑽探工作量又進入了一個強勁的增長期。「十一五」以來，歷年岩心鑽探工作量也屢創新高，2006年865.01萬m；2007年1165萬m；2008年1555萬m；2009年1720.5萬m；2010年1800萬m；2011年2400萬m；2012年3419.19萬m。同時，勘探深度也在不斷加深。進入21世紀施工完成的1000m以深的鑽孔越來越多。據不完全統計，超1000m鑽孔已達數百口，超2000m鑽孔達數十口。

我國的礦產資源經過數百年的探尋和開發，地表及淺部礦產資源多已被發現和利用。因此，國土資源部關於促進深部找礦工作的指導意見所明確的深部找礦工作戰略目標是「開展主要成礦區帶地下500～2000m的深部資源潛力評價，重要固體工業礦體勘查深度推進到1500m」。現以全國危機礦山找礦成果和河北省地勘局第四地質大隊承德地區M24異常驗證礦區ZK2402鑽孔為例說明鑽探技術在深部礦產資源勘探中的應用。

（1）全國危機礦山找礦成果

國土資源部於2004年選擇了9家礦山開展危機礦山找礦試點。在大冶鐵礦深部找到760餘萬噸鐵礦，該礦區共鑽孔22個，總進尺13980m，10個孔見礦，其中在尖林山礦段ZK15-7孔792.55～819.2m孔段見到326.65m厚的鐵礦體，鐵的品位為22.73%～51.5%，鐵礦資源量達767萬t。同時，通過取心鑽探在1500m深處找到了與上部同一成因的鐵礦，更新了成礦理論。其餘8個危機礦山找礦項目也都取得了進展。遼寧省阜新礦業集團八道壕煤礦施工的9個鑽孔有4個孔見到可採煤層，展示了該地區良好的找礦前景。國有大型企業雲南老廠錫礦現保有儲量僅可維持4年，目前初步估算已獲銅金屬儲量84000t，錫金屬儲量1033t。此外，遼寧紅透山銅鋅礦、雲南省大姚之苴銅礦、雲南省鶴慶錳礦、湖南省瑤崗仙鎢礦、四川省金河磷礦等6家危機礦山均不同程度地在找礦上獲得了新進展。在啟動了第一批9個危機礦山試點項目後，2006年又啟動了40個危機礦山接替資源找礦項目。

截至2008年底，全國危機礦山接替資源找礦專項實施5年來，在216個礦山開展了深部找礦，共施工鑽探158萬m，坑探26萬m，累計探明新增資源儲量：煤46億t、鐵7億t、錳739萬t、銅196萬t、鉛鋅485萬t、鎢40萬t、金426t、銀5696t、磷礦7341萬t，其中新增資源量達到大型以上的有34個，中型以上的有62個，可延長礦山服務年限5～30年，穩定職工就業60餘萬人。上述成果的取得，鑽探技術發揮了不可替代的重要作用。同時危機礦山找礦專項的實施也在一定程度上促進了鑽探技術的進步，金剛石繩索取心鑽探技術鑽進深度過去多在1000m以內，現提升到2000m以深。5年中完成的158萬m危機礦山找礦鑽探工作量中，深度超過1000m的鑽孔173個，占總鑽探工作量的14.46%，1500m以上的鑽孔13個，其中在山東萊州市三山島金礦施工的2060.5m的鑽孔創造了我國固體礦產勘探金剛石繩索取心鑽孔最深紀錄。

（2）承德地區M24異常驗證礦區ZK2402孔

承德某礦區位於黑山基性雜岩體西北部邊緣，雜岩體由斜長岩和蘇長岩組成。主礦層分布在800～1900m之間，礦區為M24地磁組合異常。河北省地勘局第四地質大隊在該礦區已完成的M24異常驗證礦區ZK2402鑽孔於2007年4月15日開鑽，2007年7月18日終孔，終孔孔深1905.92m。採用XY-6型立軸式液壓鑽機，BW-320型泥漿泵，23m加重直管鑽塔，150kW發電機組；國產普通材質的Φ89mm和Φ71mm繩索取心鑽桿。

ZK2402孔的經濟技術指標為時效2.59m/h、台月效率601m、回次長度2.53m、全孔取心率98%、直孔、終孔處孔斜13°、金剛石鑽頭平均使用壽命90m、提鑽間隔平均為50～60m。

遇到的技術問題有XY-6B型鑽機的提升力，立軸扭矩基本滿足2000m以內深孔的使用要求，但卡盤的夾緊力和立軸（回轉器）固定支架部位強度均顯不足。鑽機缺少必要的鑽進參數檢測儀表，導致2000m深孔鑽進過程中，技術參數只能憑現場操作經驗調節控制。該礦區的勘探實踐證明，目前急需鑽深能力2000m以上的鑽探設備和器具。

ZK2402鑽孔取心鑽探證明主礦層比原來預計的要厚，預測鐵礦石遠景資源量3億t。

2.1.2.4 鑽探技術在國家重大科學工程和地質災害監測預警及治理中的應用

2005年3月8日，連續鑽進1353天終孔深度5158m的中國大陸科學鑽探主孔工程竣工。2005年12月17日「中國大陸科學鑽探工程新型鑽井技術體系的研究與應用」科技成果通過了國土資源部的鑒定。該項目創造性地將「組合式鑽探技術」、「靈活的雙孔方案」和「超前孔小直徑取心鑽進方法」有機地結合起來，形成了獨具中國特色的科學鑽井技術體系。該新型鑽井技術體系主要由井底動力驅動的沖擊回轉取心鑽探技術、硬岩大直徑長井段擴孔鑽進技術、強致斜地層井斜控制技術、性能優良的LBM-SD泥漿體系、小間隙固井及活動套管應用技術、孔內事故預防處理技術、鑽探數據採集處理技術等組成。高效碎岩鑽進技術、液動潛孔錘沖擊回轉鑽進技術、取心技術和泥漿技術，為中國大陸科學鑽探工程提供了強有力的技術支撐作用。取得了突破性成效，創造了國內領先、世界先進水平，為中國大陸科學鑽探工程項目的完成作出了重要貢獻。同時，中國大陸科學鑽探工程科鑽一井的成功實施及其所取得的科技成果對我國地質岩心鑽探技術水平的提高也起到了極大的推動作用。

環境科學鑽探技術研究成果應用於國家重大公益性項目——柴達木盆地資源環境科學鑽探、羅布泊環境科學鑽探、雲南鶴慶環境鑽探和松遼盆地科學鑽探工程，所取出的樣品完整、採取率高、不擾動。鶴慶環境鑽探岩心採取率97%，羅布泊環境鑽探岩心採取率達90%以上，充分顯示了取心新技術在環境鑽探中不可替代的護心、取心功能，是目前從事環境鑽探工作的主要技術。對所取出的樣品分析研究後，正確推理出地球上某一時期地球環境的發展演變規律，為國家宏觀經濟決策提供了理論依據。

「崩滑體監測新技術與系列儀器開發」、「地質災害監測數據自動化、網路化採集系統研究」、「地質災害監測預報的關鍵技術發展工程方法研究」、「崩滑體監測應用示範」、「高陡邊坡地質安全監測預警技術示範」以及「典型時空突發性地災時空預警（含水量測試儀）」等技術和儀器設備研究成果，提高了我國地質災害監測預警技術水平。研製的「滑坡光纖推力監測系統」和「QXY-5型鑽孔傾斜儀」等儀器實現了自動化監測，並已在三峽庫區多個縣市及其他地區的滑坡深部位移監測中得到大量應用，「含水量測試儀」也在全國范圍內得到了很好的推廣應用，為確保當地群眾的生命財產安全和指導城市建設規劃起到了積極作用。

通過研究探索替代金屬錨索的新型非金屬錨索，解決金屬錨索質量大、運輸困難，以及耐腐蝕等問題；通過研究新型高強預應力混凝土結構抗滑樁，提高抗滑樁的承載能力；研究成功的「滑坡勘查技術潛孔錘取心鑽進技術」在滑坡勘查取心鑽進中大幅度提高了鑽進速度，確保了滑坡帶取樣質量。「江河堤壩防滲加固快速高壓旋噴技術研究開發」成果成功用於1998年洪水過後病險水庫的防滲加固，提高了施工效率。

2.1.2.5 結論

鑽探技術仍然是唯一能從地下取出實物岩礦樣品的勘查技術方法。隨著現代鑽探技術的發展，岩心鑽機已發展到全液壓動力頭鑽機以及自動化、智能化地質岩心鑽機。孔底動力鑽具（潛孔錘、螺桿鑽、渦輪鑽、孔底電鑽等）也從發明到發展，至今已具有一定水平。鑽探技術發展到人造金剛石及人造復合超硬材料鑽探時代。

鑽探技術在我國資源勘探、國家重大科學工程、地質災害監測預警及治理中做出過重要貢獻而且還將發揮更重要的作用。

⑼ 地質鑽探的介紹

鑽探是地質勘探工作中的一項重要技術手段。用鑽機從地表向下鑽進，在地層中形成圓柱形鑽孔，以鑒別和劃分地層。可從鑽孔中不同深度處取得岩心、礦樣、土樣進行分析研究，用以測定岩石和土層的物理、力學性質和指標，提供設計需要。所用鑽機主要分為回轉式與沖擊式兩種。
鑽探（鑽探）是利用探鏟取土樣觀察地下遺存的調查方法。它的優點是能直接深入地下取樣觀察，直觀准確地取得一定地點的文化堆積資料，它比發掘省工，破壞性小，能在短時間內了解較大面積的地下情況。適用於具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建築基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。
鑽探技術發源於中國四川 ，其首要作用是找水喝，其次是找鹽吃。鑽探技術堪稱是我國四大發明之後的第五大發明。在1700年以前，中國人打了1萬多口井，深度都超過500米，目的就是取鹽。