目前,國內(nèi)地質(zhì)鉆探設(shè)備的主力機(jī)型仍為立軸式巖芯鉆機(jī),同時,全液壓動力頭巖芯鉆機(jī)正在快速地增長中。而對于深部礦山區(qū)的鉆探工程,國產(chǎn)的坑道鉆機(jī)得到廣泛使用,其也得到了大規(guī)模地發(fā)展。在uacute;氣層鉆探中所采用的uacute;層氣鉆機(jī)大多采用水源鉆機(jī)、物探鉆機(jī)或進(jìn)口鉆機(jī),這也使得國內(nèi)的uacute;層氣鉆機(jī)能有個廣闊的市場。

地質(zhì)鉆探技術(shù)
地下鉆探技術(shù)是向地質(zhì)體鉆孔并破碎孔底巖石的方法及鉆進(jìn)工藝的綜合。根據(jù)不同的鉆進(jìn)目的,我們可以采取不同的鉆進(jìn)方式和鉆探設(shè)備,從而形成各種不同鉆探方法。在鉆進(jìn)的過程中,原始機(jī)械的方法進(jìn)行巖石的破碎現(xiàn)在仍然被采用。
根據(jù)不同的外力的作用方式,可將現(xiàn)鉆探方法分為沖擊式鉆探、回轉(zhuǎn)式鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)式鉆探和振動式鉆探,個別地層條件下噴射式鉆探也常常被采用。如果根據(jù)鉆探切削工具的不同又可將鉆探方法分為鋼粒鉆探、硬質(zhì)合金鉆探和金剛石鉆探。根據(jù)鉆探的目的和作用不同可分為水文地質(zhì)鉆探、固體礦產(chǎn)鉆探、工程地質(zhì)鉆探、地?zé)徙@探、砂礦床鉆探、石油天然氣鉆探、科學(xué)(超深孔)鉆探和地表取樣鉆探等。如按所用沖洗液和循環(huán)方式又可分為泥漿鉆探、清水鉆探、空氣鉆探、正循環(huán)鉆探以及反循環(huán)鉆探等。按鉆探區(qū)域的不同又可分為地鉆探、?地鉆探、水域鉆探以及月面鉆探等。除此之外,還有一些的鉆探方法如熱力法、熔融法和化學(xué)方法等,但這些方法因為成本高、技術(shù)難度大而δ得到廣泛適用。其中熱力法包括高頻電流鉆、火焰噴射鉆、微波鉆等,熔融法包含等離子鉆、電熱鉆、激光鉆等,而化學(xué)方法常用的是利用化學(xué)試劑將巖石進(jìn)行破碎。

回轉(zhuǎn)式鉆探
回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)是當(dāng)前用的普通的鉆進(jìn)方法,這是利用鉆具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動破碎巖層而成孔的一種鉆進(jìn)方法。鉆機(jī)分為大、小鍋錐鉆機(jī),正、反循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī),液壓動力頭式鉆機(jī),潛孔振動回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)等。相對簡單的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)只有簡單的鉆進(jìn)裝置,完善結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)除了具備鉆進(jìn)裝置外還具有循環(huán)洗井裝置?;剞D(zhuǎn)鉆機(jī)中的另一種轉(zhuǎn)盤式水井鉆機(jī)的鉆具包括鉆桿和鉆頭?;剞D(zhuǎn)速度視鉆機(jī)而異,如石油鉆機(jī)在一般情況下為160r/min,金剛石鉆機(jī)可達(dá)到2400r/min。常用的鉆桿的名義直徑有60、73、89和114mm等4種,鉆頭分全面鉆進(jìn)用鉆頭和環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭2大類。
大、小鍋錐利用其鍋錐形鉆具旋轉(zhuǎn)切削土層,兩者都可由人力或動力驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)過程中切下的土屑或巖屑掉落到鍋內(nèi),隨后提升到地面倒出。其結(jié)構(gòu)簡單工效低,只能用于一般的土層或軟質(zhì)巖層地層條件。正、反循環(huán)泥漿洗井轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)由塔架、卷揚(yáng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機(jī)等組成。作業(yè)時,動力機(jī)提供的扭矩通過傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)盤,由主動鉆桿帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖層。泥漿通過泥漿泵注入鉆桿與孔壁之間的環(huán)形區(qū)域起到潤滑鉆桿和冷卻鉆頭的作用。

目前在中國和國外都還在廣泛適用。其鉆進(jìn)原理在于使用鋼絲繩或鉆桿相連用一字型或十字形鉆頭,上下運(yùn)動沖擊巖石,同時撈出巖屑和巖粉,形成鉆孔。
影響沖擊鉆進(jìn)的速度主要是沖擊頻率、沖擊功、沖擊方式及傳遞三要數(shù)。沖擊頻率對鉆進(jìn)速度的影響根據(jù)沖擊的頻率不同,可將其分為4類:低頻、中頻、高頻和頻。沖擊頻率與鉆進(jìn)效率是成正比的,但當(dāng)沖擊頻率達(dá)到某一定值后,這個比例關(guān)系就不再存在,相反而有所下降。這是因為單λ時間內(nèi)的重復(fù)次數(shù)多,孔內(nèi)的巖屑來不及排出,沉積在鉆頭部λ起到一個緩沖的作用。另外,沖擊頻率大,必然沖擊時間過短,導(dǎo)致沖擊功對于巖石的作用時間不夠長,破巖不夠完全而達(dá)不到率的體積破碎。沖擊功大小對鉆進(jìn)速度有著直接的影響。研究表明:在鉆頭直徑固定時,不同的沖擊功破碎的單λ體積巖石所需的沖擊功是不同的,而且數(shù)值相差很大,這就說明了沖擊功在沖擊式鉆進(jìn)中的地λ。