钻探技术（钻探技术）

应用领域

新能源钻探

将传统地质矿产钻探技术应用于新能源开发中，比如地热能、天然气水合物、干热岩、页岩油、核能、油页岩等非常规能源领域的勘探阶段中。

新能源（页岩气、地热、油气、铀矿等）地质调查钻井大都在新区新层系新领域新构造中进行，地层条件、地质构造十分复杂，经常出现严重井漏、井斜、井壁垮塌、坚硬打滑、孔内事故频发等多种情况，致使新能源地质调查井钻井施工困难，花费了大量人力、物力。

为解决页岩气等新能源地质调查钻井中的小口径深孔复杂地层钻进技术难题，中国地调局探矿工艺研究所开展了小直径随钻定向纠斜、“三步曲”快速堵漏、深孔高压旋喷护壁、复杂地层取心以及事故处理等钻探技术综合研究与示范，并进行了技术推广，为国内多家施工单位提供了技术服务和咨询，快速解决施工中遇到的难题，目前已经探索形成了一套解决新能源小口径深孔复杂地层钻探技术方法。有专家表示，该项技术取得了较好的示范应用效果和经济效益，可以为国家新能源勘探开发提供良好的技术支撑。^[1]

绿色勘查

绿色勘查是一项系统工程，需要集成创新、综合研究，采用多项技术进行解决。在尊重民族宗教信仰、少数民族生活习性以及考虑牧区放牧规律等前提下，将“绿色、协调”全面贯穿于整个勘查过程中：一是减少探矿工程对环境的扰动；二是减少施工过程中“三废”对环境的影响；三是做好施工完成后的生态恢复治理措施。因此，在地质勘查项目设计、实施和验收的每个环节，都要将“绿色勘查”贯穿其中，力求在探索“金山银山”中留住“绿水青山”。

在地质勘查过程中，探矿过程的实施对环境的影响较大，如槽探工程、钻井基台修建、交通道路修建和物资的搬迁等。要减少探矿工程对植被破坏的技术方法，主要有以下几方面：

一是“以钻代槽”，减少槽探对植被的破坏。槽探工程开挖面积较大，对植被的破坏严重。最近几年，多地都开展了“以钻代槽”的工作，用浅钻代替槽探，减少植被的破坏，取得了明显的效果。目前，“以钻代槽”采用的技术主要是常规的回转钻进技术，钻机主要是背包式钻机和其他轻便钻机。近几年，我所针对常规方法效率低、在复杂地层成孔困难等问题，开展了空气潜孔锤跟管取心钻进方法研究，为“以钻代槽”提供了一种新的技术方法。空气潜孔锤钻进技术是一种高效的钻进技术。我所在潜孔锤跟管钻进技术的基础上，把潜孔锤钻进技术、跟管钻进技术和取心技术进行有机结合，形成了独具特色的潜孔锤取心跟管钻进技术。该技术钻进速度快、护壁效果好，在滑坡勘查、工程勘察等领域得到了成功应用。同时，为了适应绿色勘查的需要，我们专门研制了一种轻便、多功能履带式钻机。该钻机配置钢制（或塑胶）履带，动力头输出转速范围大，具备空气潜孔锤钻进和普通回转钻进两种工作模式，可满足多工艺钻进的需要。

二是利用定向钻进技术，实现“一基多孔、一孔多支、一孔多用”，减少机台数量与搬迁。利用定向钻进技术，可以在一个基台进行多个钻孔或在一个孔内进行多个分支孔的钻进，从而减少基台的数量、道路修建和物资搬迁工作，是中深孔钻进中实现绿色勘查的有效技术手段。我所从上世纪80年代开始，研究定向钻进技术，研制成功的机械连续造斜器等多项成果在行业中得到应用。在近两年实施“高原生态环境脆弱区综合钻探技术应用示范”项目中，采用有缆随钻/螺杆马达定向技术，在1个钻孔中分别完成2个分支孔的钻进和跨越勘探线的三维定向，钻探效果显著。

三是采用模块化、轻便钻探设备及机具，便于人工搬迁和减少基台面积。在钻机设计上，我们采用了模块化、多功能的设计，轻型钻探设备主要有背包式、便携式、轻便多功能式等多种结构，可根据不同钻探要求和地层情况进行优选。钻具采用铝合金钻杆，采用能力较小、重量较轻的钻机，可大大减轻钻探设备的搬迁重量，对于交通不便地区的钻探施工具有明显的优越性。若尔盖铀矿田采用勘探所研制的铝合金钻杆，减轻钻具重量，减少钻机负荷，便于材料运输。

四是改变物资搬运方式，减少道路修建。为减少设备及材料运输对生态脆弱区地表植被的破坏，通过拖拉机（塑胶履带）、雪橇、卷扬机（钢丝绳）以及直升机等方式搬运，最大限度地减少修路对植被的破坏。