水域钻探发展趋势

勘探与开发海洋固体矿产资源已引起全世界各国的重视。今后发展趋势是：①研制新型多功能钻探船、配备钻探、取样、分析、化验、测试、卫星导航、自动定位等系统；②配合海上钻探研制深潜器，深海柔杆钻探设备和配套的自控设备；③积极开发开采海洋底部固体矿床的真空抽汲法和气举法等。2100433B

水域地质钻探的钻探设备和工艺与陆地使用的基本相同，其他方面的特点有：①多借助于能浮于水面的特殊钻探设施和辅助设施，如小型钻探船、自升式钻探平台、浮动式钻探平台等。它们与海洋油气钻探设施比较，具有体型小、轻便、移动性强、品种多等特点。②浮动钻探设施必须具有在水上锚泊定位系统，锚泊一次要能完成至少一个或几个钻孔。③深海作业要用特殊设计的专用取样设备。④绝大多数钻孔都比较浅（10～30米），最深100～200米，这是与工程需要或大多数矿床沉积在海床表面这种特殊产状所决定的。不同的水域钻探设备适应的水深环境如下：小型钻探平台，10～100米;小型水上单体、双体钻探船，10～100米;沉没式海底取心钻机；30～300米；柔杆钻探设备，100～2500米；深海取样器1000～6000米。

其施工方法与陆地钻探大体相同，只是由于受施工水域的水深、离岸距、风浪、潮汐等自然条件影响，因而增加了设备和工艺的复杂性。首先要有一套固定或浮动于水面的平台或船只作施工场地，还需设置从钻机到水底孔口的特殊井口装置作为钻具入孔与泥浆循环的隔水通道，并防止水流和水位波动对钻探工作的影响。在施工过程中，还要相应采用孔位量测、锚泊定位、升沉补偿等一系列特殊工艺措施。选用沉没式水底钻机或柔杆电钻等专用设备，对水域的风浪、沉浮、漂移等影响有较强的适应能力，有利于简化水域施工工艺。

沿海岸线、岛岸线、江河流域进行的港口、坝址、闸址、桥基等及其他大型水下工程建设、水域航道整治工程等，在建设前期都要作大量的工程地质钻探工作。基址选定后,又要作大量的水下基础施工钻探,以加固水下基础或建造露出水面的人工基础。

海洋底部的固体矿产资源极为丰富，具有储量大、品位高、分布区域集中和贵金属含量多等特点。矿产一般分布规律（按水深）如下：江、河、湖、滨海固体矿产水深约10～30米，滨海砂矿水深约10～40米，锰或多金属结核水深约2000～6000米，重金属矿泥水深约2000～4000米。在大陆矿产资源日渐减少,日益枯竭的情况下,勘探海（洋）底固体矿产资源具有十分重要的意义。

（一）本项目设计了具有中国特色的水域钻探设施，共两大类，五个品种，九种形式，具有科学性和独创性，能满足包括在渤海和东海近海海域第四纪地质勘察、工程地质钻探和工程施工钻探的需要，创造了东海海域离岸330km，水深50m和取心深度90.93m；渤海海域最深孔深240.5m，象山某军港码头孔径1660mm等新纪录。其中自行研制的沉浮式平台具有独创性，解决了潮间带施工移位的困难，顺利完成了金山核电站和西湖引水泵站工程水下灌注桩施工任务。 （二）研究设计了与水域钻探和工程施工相配套的锚泊定位、通讯联络、安全技术、孔口装置以及取心钻进，采取原状土样、水上原位测试等工艺器具。其中，首创海上钻孔采取原状土样深度180m。 （三）在技术上率先突破了水域钻探的若干难题，系统总结了适应不同水域的风浪、潮汐、水流、水深等一整套技术经验和管理经验，对我国水域钻探的发展具有促进和指导作用。 2100433B

在钻探工程中，主要应用机械方法破碎岩石，根据外力作用的性质和方式，可分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探、振动钻探和喷钻探等。

若按钻探时所用切削工具不同可分为硬质合金钻探、金刚石钻探和钢粒钻探；

按钻探时所用冲洗液和循环方式可分为清水钻探、泥浆钻探、空气钻探、正循环钻探、反循环钻探等；

按钻探区域不同可分为陆地钻探、水域钻探、极地钻探、月面钻探等；

按钻探目的和作用不同可分为固体矿产钻探、水文地质钻探、工程地质钻探、砂矿床钻探、地热钻探、石油天然气钻探、科学（超深孔）钻探和地表取样钻探等。

此外，一些效率高的钻探方法如热力法（如火焰喷射钻、高频电流钻、微波钻）、熔融法（如电热钻、等离子钻、激光钻等）、化学方法（利用化学反应破碎岩石）等，由于技术难度大、成本高还未推广应用。