宋繼偉，蘇 寧，余立新，李奇龍，李 勇

（1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一二地質(zhì)大隊(duì)，貴州安順561000；2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽550000；3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111 地質(zhì)大隊(duì)，貴州 貴陽550081）

0 引言

貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局（以下簡稱“貴州省地礦局”）自1957 年建局以來發(fā)展至今，目前下屬地勘單位中擁有鉆探施工資質(zhì)并開展鉆探業(yè)務(wù)的有101 隊(duì)、102 隊(duì)、103 隊(duì)、104 隊(duì)、106 隊(duì)、111 隊(duì)、112隊(duì)、113 隊(duì)、114 隊(duì)、115 隊(duì)、117 隊(duì)等11 個(gè)單位；全局鉆探從業(yè)人員總計(jì)600 余人，其中研究員4 人、高級工程師55 人、博 士1 人、碩士13 人、本科100 人、大專60 人；擁有巖心鉆機(jī)、水井鉆機(jī)、水源鉆機(jī)、石油鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)、坑道鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)、地源熱泵鉆機(jī)、空壓機(jī)、增壓機(jī)等各類鉆探設(shè)備200 余臺套，可從事固體礦產(chǎn)、水文水井、深部地?zé)帷\層地溫能、非常規(guī)天然氣、瓦斯抽放、邊坡支護(hù)、樁基礎(chǔ)等多個(gè)工程領(lǐng)域鉆探施工。

先后實(shí)施過貴州省銅仁地區(qū)錳礦勘查、貴州省甕福地區(qū)磷礦勘查［1］、貴州省務(wù)正道地區(qū)鋁土礦勘查、貴州省黔中地區(qū)鋁土礦勘查、貴州省黔西南地區(qū)金礦勘查［2］、貴州省六盤水地區(qū)鉛鋅礦勘查、貴州省重點(diǎn)礦產(chǎn)資源大精查、貴州省頁巖氣資源調(diào)查評價(jià)［3-4］、貴州省地?zé)豳Y源整裝勘查、貴州省省級財(cái)政機(jī)井工程、中國科學(xué)院南海珊瑚島礁科學(xué)研究［5］等重大項(xiàng)目的鉆探工程，總計(jì)完成巖心鉆探工作量1000 余萬米、地下水機(jī)井12000 余口、深部地?zé)峋?00 余口、頁巖氣煤層氣井30 余口。

63 年發(fā)展歷程，貴州省地礦局鍛造了堅(jiān)強(qiáng)的、擁有“三光榮”精神的鉆探隊(duì)伍，形成了較先進(jìn)和完善的鉆探設(shè)備配套，總結(jié)出了適合貴州地質(zhì)條件的鉆探技術(shù)工藝體系。昨天，貴州地礦鉆探人為“找礦興黔”做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)；明天，貴州地礦鉆探人還將為建設(shè)“多彩貴州新未來”奉獻(xiàn)自己的全部力量。

1 歷史回顧

1.1 小口徑巖心鉆探

1.1.1 鉆探設(shè)備

貴州省地礦局自建局之初，伴隨地質(zhì)找礦工作就已同時(shí)開展巖心鉆探施工。最早的巖心鉆探設(shè)備，主要為手搖式、手把式、鏈條式鉆機(jī)，代表機(jī)型包括XB-300、XB-500、XU600 型 等。20 世紀(jì)80 年代初，開始逐步淘汰手把式鉆機(jī)，較新型的機(jī)械傳動(dòng)立軸式巖心鉆機(jī)成為主流，主要機(jī)型包括XY-2、XY-4（42、44）、XY-5、XY-6 等系列型號。2006 年，112 隊(duì)引進(jìn)了2 臺CS14 型瑞典阿特拉斯科普柯全液壓動(dòng)力頭巖心鉆機(jī)，這2 臺鉆機(jī)在2007 年均實(shí)現(xiàn)年進(jìn)尺1 萬m 以上的超高效率，新型全液壓動(dòng)力頭巖心鉆機(jī)應(yīng)用于固體礦產(chǎn)勘查規(guī)模性會(huì)戰(zhàn)的優(yōu)勢開始體現(xiàn)；2007 年，103 隊(duì)引入了第一臺國產(chǎn)全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)YDX-3A 型；2012 年，局扶持各鉆探單位添置了一批國產(chǎn)全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，主要包括北京天和眾邦勘探技術(shù)股份有限公司的履帶式Y(jié)DX1800、CSD1800X、CSD3000 和貴州遠(yuǎn)東兄弟鉆探有限公司的便攜式Y(jié)DXD1200、YDXD1800 等型號，全局巖心鉆探設(shè)備實(shí)現(xiàn)了由機(jī)械傳動(dòng)立軸式向全液壓式的過渡。2017 年，115 隊(duì)實(shí)施中國科學(xué)院南海珊瑚島礁科學(xué)鉆探項(xiàng)目時(shí)，引入了第一臺全變頻電驅(qū)動(dòng)巖心鉆機(jī)，為中地裝張家口探礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)的XY-8DB 型，新型智能化鉆機(jī)應(yīng)用初露端倪。2020 年，在貴州省重點(diǎn)礦產(chǎn)資源大精查過程中，115 隊(duì)引進(jìn)了珠海英格爾特種鉆探設(shè)備有限公司生產(chǎn)的EP1000 型模塊化輕便鉆機(jī)；貴州省松桃縣李家灣錳礦勘查過程中，112 隊(duì)引入了山東夢邁液壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HTZB-800 型模塊化輕便鉆機(jī)用于坑道鉆探。

目前，貴州省地礦局共擁有95 臺套巖心鉆機(jī)，機(jī)型涵蓋傳統(tǒng)立軸式、全液壓履帶式、全液壓便攜式、變頻電驅(qū)動(dòng)式等類別（圖1），能適用全地形條件，施工0～3000 m 深度的各種巖心鉆探工程。

1.1.2 鉆具配套

20 世紀(jì)70 年代以前均是采用普通單管取心鉆具。1981 年，103 隊(duì)率先采用SC56 型繩索取心鉆具。近年來，全局各鉆探單位均逐步更新?lián)Q代成Q系列繩索取心鉆具，配備了齊全的SQ（150 mm）、PQ（122 mm）、HQ（96 mm）、NQ（76 mm）4 個(gè)口徑系列。針對堅(jiān)硬巖石、硬脆碎易堵塞地層鉆進(jìn)，112隊(duì)引進(jìn)了中國地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所生產(chǎn)的SYZX96、SYZX76 型繩索取心液動(dòng)錘。針對巖心采取困難地層，115 隊(duì)引進(jìn)了半合管繩索取心鉆具。2020 年，針對金屬礦體，為避免磁性干擾，引入了上海地學(xué)儀器研究所生產(chǎn)的JTL-40GX（W）型無纜光纖陀螺測斜儀。

1.1.3 鉆探工藝

20 世紀(jì)70 年代以前，巖心鉆探普遍采用鋼粒鉆進(jìn)技術(shù)，主要存在效率低、孔斜大的缺點(diǎn)。1973 年，103 隊(duì)率先嘗試采用普通金剛石單動(dòng)雙管技術(shù)并取得成功。1981 年，103 隊(duì)率先進(jìn)行SC56 型繩索取心鉆進(jìn)試驗(yàn)并取得成功，同年，在楊立掌錳礦施工中初級定向鉆孔試驗(yàn)獲得成功。1982 年，103 隊(duì)成立泥漿實(shí)驗(yàn)室，在水銀廠汞礦田復(fù)雜地層采用PHP、PHP-KHM 低固相新型泥漿護(hù)孔試驗(yàn)取得成功。1983 年，112 隊(duì)液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)試驗(yàn)取得成功，該工藝集回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)為一體，能有效預(yù)防巖心堵塞，同時(shí)大幅度提高硬巖鉆進(jìn)效率。1984 年，103 隊(duì)與地礦部探礦工藝研究所共同承擔(dān)的地質(zhì)礦產(chǎn)部重點(diǎn)科研項(xiàng)目受控定向鉆孔試驗(yàn)取得成功，此次試驗(yàn)由主孔ZK3950 內(nèi)孔深200 m 處定向分支，向70 m 外的ZK3927 深部設(shè)計(jì)靶點(diǎn)定向鉆進(jìn)（該孔位于村寨內(nèi)部，地表無法施工），先后使用KDJ-1 型直孔井下定向儀、擺定向儀、連續(xù)測斜器與PC-1500型微電腦等，分支孔鉆進(jìn)297.32 m，穿靶時(shí)偏線距1.07 m，沿線距2.34 m，比設(shè)計(jì)給定靶區(qū)范圍提高精度約10 倍，是我國當(dāng)時(shí)準(zhǔn)確度最高的巖心鉆探直孔井下定向分支孔。2002 年，開始大規(guī)模推廣SQ、PQ、HQ、NQ 系列繩索取心鉆具，根據(jù)不同深度鉆孔需求，選用不同口徑系列組合，逐級鉆進(jìn)，確?？變?nèi)安全，巖心采取率和臺月效率進(jìn)一步提高。2013年，115 隊(duì)在中國南海珊瑚島礁鉆探項(xiàng)目中開始正式使用半合管繩索取心鉆具，該鉆具單動(dòng)性好、能有效避免巖心被鉆井液沖刷、“剖開式退心”能更好地確保巖心原狀性，保障了巖心采取質(zhì)量；另外，通過該項(xiàng)目形成了較成熟的南海珊瑚島礁取心鉆探技術(shù)工藝體系，開我國島礁鉆探技術(shù)研究之先河［6-7］。

圖1 貴州省地礦局現(xiàn)有代表性巖心鉆機(jī)Fig.1 Typical drill rigs of Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Guizhou Province

1.2 大口徑深井鉆探

1.2.1 鉆探設(shè)備

貴州省地礦局大口徑深井鉆探施工始于2006年，主要為深部地?zé)峋瑥氖略摦a(chǎn)業(yè)的單位包括111隊(duì)、112 隊(duì)、114 隊(duì)，另外2016 年115 隊(duì)在貴州織金自行施工過一口煤層氣開采井［8-9］。早期主體設(shè)備主要是SPS-2600、GZ-2600、RPS-3200 型等傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤式深井水源鉆機(jī)。2015 年，局為111 隊(duì)扶持了先進(jìn)的德國寶峨RB-T100 型全液壓多功能車載鉆機(jī)（圖2）。2017 年，112 隊(duì)購置了寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司的ZJ30DB 型全變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)（圖3）。RBT100 和ZJ30DB 型2 種鉆機(jī)都實(shí)現(xiàn)了將鉆進(jìn)、起下鉆、泥漿泵運(yùn)轉(zhuǎn)等功能集中在司鉆房精確顯示和控制，已經(jīng)屬于一定程度上的自動(dòng)化、智能化鉆機(jī)。

目前，貴州省地礦局擁有各類型大口徑深井鉆機(jī)8 臺套，可滿足3500 m 以淺地?zé)峋?、非常?guī)天然氣井、水文水井施工需求。

1.2.2 鉆具配套

除傳統(tǒng)牙輪正循環(huán)鉆進(jìn)用牙輪鉆頭、扶正器、鉆鋌、鉆桿等常規(guī)鉆具配套外，隨著鉆井方法的進(jìn)步，還配備了螺桿鉆井技術(shù)、空氣鉆井技術(shù)所需要的PDC 鉆頭、螺桿馬達(dá)、空氣潛孔錘、空壓機(jī)、雙壁鉆桿等配套機(jī)具，以及2 套鉆井液五級凈化系統(tǒng)。

1.2.3 鉆探工藝

2006 年，剛從事地?zé)徙@井施工之初，核心工藝主要是常規(guī)的牙輪正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆頭一般選用三牙輪鉆頭。牙輪鉆進(jìn)長期作為貴州地?zé)嵘罹闹饕@進(jìn)方法，是基于牙輪鉆頭適用范圍廣，從軟地層到硬巖均可鉆進(jìn)，而且該鉆進(jìn)方法工藝技術(shù)非常成熟的特點(diǎn)。但牙輪鉆進(jìn)是從油氣鉆井發(fā)展起來的，研究和演化也主要針對油氣地層，其碎巖機(jī)理是依靠硬質(zhì)合金球齒滾動(dòng)沖擊壓裂、滑移剪切破碎巖石為主，貴州省地?zé)嵘罹@探涉及的地層普遍比油氣地層偏硬2～3 級，這就決定了牙輪鉆進(jìn)的碎巖方式在貴州地層鉆速相對很低。統(tǒng)計(jì)顯示，之前在貴州省施工一口2000 m 的地?zé)嵘罹话阈枰?年左右時(shí)間［10-12］。

圖2 RB-T100 型鉆機(jī)Fig.2 RB-T100 drill rig

圖3 ZJ30DB 型鉆機(jī)Fig.3 ZJ30DB drill rig

2014 年，貴州省地礦局成立深井鉆探技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組開展地?zé)徙@井技術(shù)攻關(guān)，包括空氣鉆井技術(shù)、螺桿鉆井技術(shù)、定向鉆進(jìn)技術(shù)、地?zé)徙@井泥漿技術(shù)4 個(gè) 子 課 題。2015 年，111 隊(duì)、112 隊(duì)、114 隊(duì) 聯(lián) 合申報(bào)獲得貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目“貴州復(fù)雜地層深井鉆探工藝應(yīng)用研究”，這是貴州省地礦局第一次在鉆探領(lǐng)域獲得省級科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目自2015 年1月至2016 年9 月實(shí)施過程中，共進(jìn)行19 口鉆井的現(xiàn)場應(yīng)用研究，試驗(yàn)井段總進(jìn)尺超過15000 m，其中螺桿鉆井工藝試驗(yàn)進(jìn)尺9000 余米，空氣鉆井工藝試驗(yàn)進(jìn)尺6000 余米。項(xiàng)目研究形成“貴州省地?zé)嵘罹@探螺桿鉆井工藝”、“貴州省地?zé)嵘罹@探空氣鉆井工藝”、“貴州省地?zé)嵘罹@探多工藝組合鉆井”、“貴州省地?zé)嵘罹@探鉆井液”等重要成果，螺桿鉆井工藝鉆進(jìn)效率達(dá)到常規(guī)牙輪鉆井工藝的2～3 倍，空氣鉆井工藝鉆進(jìn)效率達(dá)到常規(guī)牙輪鉆井工藝的4～11 倍，同時(shí)兩種工藝均可有效降低鉆井施工成本，新的鉆井液體系可有效實(shí)現(xiàn)鉆井過程優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定井壁、鉆完井結(jié)束良好解堵保證開發(fā)效果作用。最終總結(jié)出一整套適合貴州省地質(zhì)條件的地?zé)嵘罹@探施工并能顯著提高鉆井效率和經(jīng)濟(jì)效益的組合工藝技術(shù)體系，該成果能將一口2000 m 地?zé)嵘罹┕ぶ芷谟稍瓉淼?～12 個(gè)月縮短至4～6 個(gè)月，將單井平均施工成本由450 萬元降低至380 萬元以下，具有重大的推廣價(jià)值［13-16］。貴州省地?zé)嵘罹@探技術(shù)水平提升到一個(gè)全新的高度。

1.3 地下水機(jī)井鉆探

1.3.1 鉆探設(shè)備

貴州省地礦局地下水機(jī)井鉆探始于20 世紀(jì)80年代。早期鉆探設(shè)備主要采用SPJ-300 型轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)全面鉆進(jìn)，或使用XY-4（42、44）型等巖心鉆機(jī)進(jìn)行普通單管鉆進(jìn)。2000-2010 年間，部分單位更新了少量車載式液壓水井鉆機(jī)，如DT-500、SPC-600 型等。2010 年以后，隨著空氣潛孔錘工藝的廣泛推廣，尤其是在2014 年開始的貴州省水利建設(shè)“三大會(huì)戰(zhàn)”地下水（機(jī)井）工程項(xiàng)目支撐下，全局配置了一大批履帶式全液壓水井鉆機(jī)，主要包括YSL-200（圖4）、YSL-300（圖5）等型號。

圖4 YSL-200 型鉆機(jī)Fig.4 YSL-200 drill rig

圖5 YSL-300 型鉆機(jī)Fig.5 YSL-300 drill rig

目前，貴州省地礦局共擁有各類型水井鉆機(jī)28臺套，能滿足600 m 以淺水井鉆探需求。

1.3.2 鉆具配套

隨著空氣潛孔錘鉆井工藝的推廣，目前主要配套機(jī)具包括英格索蘭XHP1070 型、阿特拉斯XRVS1050 型（圖6）、壽力1070XH 型（圖7）空壓機(jī)以及各口徑空氣潛孔錘、扶正器。

圖6 XRVS1050 型空壓機(jī)Fig.6 XRVS1050 air compressor

圖7 1070XH 型空壓機(jī)Fig.7 1070XH air compressor

1.3.3 鉆探工藝

貴州省地礦局最早的地下水機(jī)井鉆探施工主要采用傳統(tǒng)的全面鉆進(jìn)或者普通單管回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，效率極其低下，在當(dāng)時(shí)全局全年最多時(shí)僅能完成50 口井。1995 年，引進(jìn)使用空氣潛孔錘鉆井工藝，鉆井效率實(shí)現(xiàn)革命性提升。2014 年，貴州省水利建設(shè)“三大會(huì)戰(zhàn)”地下水（機(jī)井）工程項(xiàng)目啟動(dòng)以后，空氣潛孔錘鉆井工藝和機(jī)具配套得到進(jìn)一步的完善和成熟，單井成井時(shí)間從原來的40～60 天縮短為7～10 天，甚至創(chuàng)下單機(jī)月成井4 口、10 h 成井一口（150 m）的貴州省最高記錄。

1.4 淺層地溫能鉆探

1.4.1 鉆探設(shè)備

貴州省地礦局自2013 年才開始涉足淺層地溫能鉆探領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)是112 隊(duì)、115 隊(duì)參加貴州省地質(zhì)科技園地源熱泵地埋管鉆探施工。該項(xiàng)目在試驗(yàn)階段，112 隊(duì)采用XY-4 型鉆機(jī)配合空氣潛孔錘鉆進(jìn)，由于鉆機(jī)扭矩小、行程短等特點(diǎn)限制，所以施工效率較為低下。正式施工階段，112 隊(duì)、115 隊(duì)參考同場地內(nèi)山東某單位所使用的張家口宣化正遠(yuǎn)鉆采機(jī)械有限公司生產(chǎn)的專用鉆機(jī)，對部分YSL-200型水井鉆機(jī)改造后使用，最終效果較好。2018 年開始，114 隊(duì)著力打造貴州省本土專業(yè)化淺層地溫能鉆探施工隊(duì)伍，正式引入了宣化正遠(yuǎn)生產(chǎn)的SL400和SL600 型專用鉆機(jī)（圖8）。

圖8 淺層地溫能鉆探施工現(xiàn)場Fig.8 Site of shallow geothermal drilling

目前，貴州省地礦局共擁有各類型淺層地溫能鉆機(jī)12 臺套，能滿足200 m 以內(nèi)各種淺層地溫能鉆探需求。

1.4.2 鉆具配套

主要包括空氣潛孔錘鉆具和復(fù)合片全面鉆進(jìn)鉆具，其中空氣潛孔錘鉆具較少使用。復(fù)合片全面鉆進(jìn)工藝，配套機(jī)具包括65YW35-60-15 型無堵塞排污泵、?89 mm（73 mm）常規(guī)鉆桿、扶正器、三翼復(fù)合片鉆頭，鉆具自下而上組合為：三翼鉆頭+井底鉆具組合+鉆桿+扶正器+鉆桿+動(dòng)力頭接頭。

1.4.3 鉆探工藝

貴州省地礦局施工淺層地溫能鉆探，剛起步階段采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝。該工藝在貴州省地質(zhì)科技園項(xiàng)目實(shí)施試驗(yàn)孔時(shí)，效果良好，僅用13 h就完成了一個(gè)150 m 的鉆孔。但是在鉆機(jī)進(jìn)場以后出現(xiàn)嚴(yán)重問題，貴州省地層覆蓋層薄、200 m 以淺地層大多不完整，節(jié)理、裂隙、空洞繁多，地下水豐富，淺層地溫能鉆孔布置密集、間距非常小，多臺鉆機(jī)和空壓機(jī)同時(shí)作業(yè)情況下，高風(fēng)壓將地下這些通道壓穿，鉆孔相互影響，最后整個(gè)場地各個(gè)鉆孔被高風(fēng)壓串通、壓垮，難以繼續(xù)施工，8 臺鉆機(jī)工作一個(gè)星期僅完成7 個(gè)鉆孔，空氣潛孔錘工藝被否定。后經(jīng)研究，采用三翼復(fù)合片鉆頭進(jìn)行全面鉆進(jìn)，鉆速雖然小于空氣潛孔錘工藝，但是能確保在不完整地層成孔且相互無影響，該鉆進(jìn)方法目前是貴州省淺層地溫能鉆探主流工藝。

1.5 鉆井液技術(shù)體系

2008 年，112 隊(duì)成立泥漿實(shí)驗(yàn)室，2009 年完成了“鉆探用深孔泥漿體系研究應(yīng)用”科研項(xiàng)目，經(jīng)過試驗(yàn)探索，成功研制了抑制性泥漿等適合貴州地質(zhì)條件的鉆井液體系，解決了水敏性地層鉆進(jìn)井壁掉塊、垮塌、縮徑、卡鉆等難題。2014 年，局科研項(xiàng)目“地?zé)徙@井泥漿技術(shù)的研究與應(yīng)用”完成驗(yàn)收，制定了貴州省地?zé)徙@井常用鉆井液材料評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)，研究了適合貴州省地?zé)徙@井地質(zhì)條件和鉆井工藝的鉆井液工藝體系。2015 年，在“貴州復(fù)雜地層深井鉆探工藝應(yīng)用研究”科研項(xiàng)目中，開展了“松散破碎地層鉆井液技術(shù)研究”、“水敏性地層鉆井液技術(shù)研究”、“抗石膏侵鉆井液技術(shù)研究”等工作，通過鉆井液處理劑選擇、初選實(shí)驗(yàn)、優(yōu)選實(shí)驗(yàn)等步驟，確定了一批用于貴州省常見復(fù)雜地層的鉆井液推薦配方［17］。

1.6 其它方面

貴州省地礦局在工程勘察鉆探、樁基鉆探、坑道鉆探等方面也有業(yè)務(wù)開展。工程勘察鉆探方面，2009 年111 隊(duì)實(shí)施了中國“天眼”勘察項(xiàng)目，現(xiàn)在有項(xiàng)目在廣泛實(shí)施，但基本都是使用市場上外協(xié)隊(duì)伍；樁基鉆探方面，20 世紀(jì)八九十年代在西南沿海地區(qū)曾經(jīng)做過較多工作，目前僅115 隊(duì)擁有1 臺徐工XR360 型鉆機(jī)，貴州地礦基礎(chǔ)工程公司擁有2 臺德國寶峨BG38 型鉆機(jī)，這3 臺鉆機(jī)也是主要租賃使用，其它業(yè)務(wù)多數(shù)委托給外協(xié)旋挖鉆機(jī)施工；坑道鉆探方面，2018 年，115 隊(duì)實(shí)施了紫金礦業(yè)貞豐水銀洞金礦勘查項(xiàng)目［18］，2020 年初，117 隊(duì)實(shí)施了中國黃金爛泥溝金礦勘查項(xiàng)目，2020 年9 月，112 隊(duì)實(shí)施了貴州省松桃縣李家灣錳礦勘查項(xiàng)目。這些產(chǎn)業(yè)，依靠自有技術(shù)力量開展工作較少，因此不再展開介紹。

回顧貴州省地礦局鉆探工程發(fā)展歷程，主要有3 個(gè)標(biāo)志性事件：一是全液壓動(dòng)力頭巖心鉆機(jī)的規(guī)?；茝V，二是空氣潛孔錘工藝的引進(jìn)應(yīng)用，三是復(fù)雜地層深井鉆探工藝攻關(guān)。這3 項(xiàng)舉措，實(shí)現(xiàn)了貴州省地礦局鉆探水平質(zhì)的飛躍，基本形成了現(xiàn)在的格局。

2 未來展望

2.1 小口徑巖心鉆探

未來發(fā)展方向主要是設(shè)備更新?lián)Q代和深孔鉆探工藝研究問題。

2.1.1 產(chǎn)業(yè)展望

貴州是礦產(chǎn)資源大省，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)是貴州經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。2020 年，圍繞貴州十大千億級工業(yè)產(chǎn)業(yè)振興行動(dòng)對礦產(chǎn)資源保障需求，優(yōu)選全省優(yōu)勢、特色礦產(chǎn)，把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐，貴州省財(cái)政撥款2 億元實(shí)施了“貴州省重點(diǎn)礦產(chǎn)資源大精查”，全年完成10 萬多米鉆探進(jìn)尺，取得了非常好的效果。2021 年，貴州省將繼續(xù)拿出2 億元“深入推進(jìn)大精查”?？梢灶A(yù)見，今后很長時(shí)期，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)都將會(huì)是貴州經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要工作內(nèi)容，因此作為主要技術(shù)手段的巖心鉆探也必將大有所為。

2.1.2 技術(shù)展望

2.1.2.1 設(shè)備方面

該領(lǐng)域今后一段時(shí)間應(yīng)該主要向大型設(shè)備智能化、小型設(shè)備輕便化發(fā)展。目前貴州省地礦局主流的巖心鉆探設(shè)備主要是滿足0～2000 m 鉆探需求，存在2 個(gè)主要短板，一是適應(yīng)2000～4000 m 大深度的鉆機(jī)較少，二是適應(yīng)0～1000 m 的便攜式鉆機(jī)缺乏。

隨著今后深地探測工作的推進(jìn)，必然要逐步引進(jìn)一批適應(yīng)深部鉆探的大型設(shè)備，這類設(shè)備應(yīng)該是以變頻電驅(qū)動(dòng)為主，具有智能化、可視化集中操控性能。

立軸式和履帶式巖心鉆機(jī)雖然多數(shù)也能滿足1000 m 以淺鉆進(jìn)需要，但是由于其設(shè)計(jì)形式對于進(jìn)出場道路和場地要求較高，施工準(zhǔn)備過程中開挖破壞較大。隨著綠色勘查理念的貫徹，鉆探過程少占地、少開挖成為綠色勘查的源頭。1000 m 以淺鉆孔對設(shè)備能力要求低，應(yīng)盡可能采用便攜式鉆機(jī)。便攜式模塊化鉆機(jī)，體積小、解體后單件質(zhì)量輕，搬遷方便，對進(jìn)出場道路和場地要求都很低，是最符合綠色勘查理念的設(shè)備。

2.1.2.2 工藝方面

主要是提升深孔（1700 m 以深）施工能力，從設(shè)備配套、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆進(jìn)方法選擇、鉆井液、事故預(yù)防與處理等諸多角度著手進(jìn)行研究總結(jié)，形成施工3500 m 以淺鉆孔較成熟的技術(shù)體系。

2.2 大口徑深井鉆探

未來發(fā)展方向主要是考慮產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型問題。

2.2.1 產(chǎn)業(yè)展望

2.2.1.1 地?zé)嵘罹矫?/p>

2016 年，貴州省出臺打造“溫泉省”意見，要實(shí)現(xiàn)“縣縣有溫泉”目標(biāo)，2017 年，貴州省拿出專項(xiàng)地勘基金項(xiàng)目支持地?zé)衢_發(fā)，因此2016-2019 年是貴州省地?zé)衢_發(fā)的黃金時(shí)期。目前上述目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)，市場自2020 年開始陷入低谷，全年貴州省地礦局只實(shí)施了3 口地?zé)峋?。雖然當(dāng)前市場大幅萎縮，但也有以下方向存在機(jī)遇：一是目前已經(jīng)開發(fā)的地?zé)峋窈蠖紝⒚媾R洗井、儲層改造等工程；二是目前貴州省地?zé)峋_發(fā)利用形式比較單一，未來可能會(huì)向梯級多元、綜合應(yīng)用方向發(fā)展。這兩方面均會(huì)維持一定的市場需求。

2.2.1.2 其它新能源鉆探

非常規(guī)天然氣、干熱巖等其它新能源，國外及國內(nèi)其它省份已經(jīng)研究開發(fā)得如火如荼，貴州省在這方面仍較為滯后。貴州省“十四五”規(guī)劃中制定了關(guān)于上述新能源的計(jì)劃，有望成為大口徑深井鉆探轉(zhuǎn)型的主要方向。

2.2.2 技術(shù)展望

持續(xù)推進(jìn)設(shè)備更新?lián)Q代，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢將現(xiàn)有轉(zhuǎn)盤式水源鉆機(jī)逐步更換成帶二層平臺的電驅(qū)動(dòng)（轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)）鉆機(jī)以適應(yīng)不同能源的鉆井需求；不斷引進(jìn)新的鉆井工藝，比如氣動(dòng)潛孔錘反循環(huán)鉆井工藝等等；由單一鉆井工藝向多工藝復(fù)合鉆進(jìn)發(fā)展，更好地發(fā)揮各種鉆井工藝的優(yōu)勢。

2.3 淺層地溫能鉆探

未來發(fā)展方向主要是考慮專業(yè)隊(duì)伍規(guī)模化擴(kuò)建問題。

2.3.1 產(chǎn)業(yè)展望

對于貴州來說，煤層氣、頁巖氣等新能源規(guī)?；_發(fā)還未成熟，目前只有淺層地溫能是最現(xiàn)實(shí)的廣普型新能源，基本任何區(qū)域均可實(shí)施。現(xiàn)在貴州省淺層地溫能開發(fā)剛處于起步階段，根據(jù)貴州省“十四五”規(guī)劃初步意見，貴州省將積極探索地?zé)崮芴菁壎嘣?、綜合利用，新增供暖制冷面積2000 萬m2，新增投資100 億元，形成地?zé)崮芤?guī)?；?、商業(yè)化應(yīng)用，在這個(gè)大背景下，淺層地溫能開發(fā)利用將呈現(xiàn)逐步增長態(tài)勢，為淺層地溫能鉆探提供廣闊空間。

2.3.2 技術(shù)展望

目前貴州省地礦局僅有114 隊(duì)從事淺層地溫能鉆探施工，規(guī)模不大，其它鉆探隊(duì)伍在傳統(tǒng)地質(zhì)勘查業(yè)務(wù)萎縮的情況下，也應(yīng)積極考慮向淺層地溫能鉆探施工業(yè)轉(zhuǎn)型。利用2～3 年時(shí)間，全局建設(shè)3 個(gè)以上淺層地溫能專業(yè)化施工隊(duì)伍。在隊(duì)伍建設(shè)的同時(shí)，逐步引入空氣潛孔錘跟管鉆進(jìn)等工藝，結(jié)合現(xiàn)有鉆進(jìn)方法，研究探索適合貴州省地層的淺層地溫能鉆探技術(shù)。

2.4 瓦斯抽放孔鉆探

未來發(fā)展方向主要是考慮積極打造隊(duì)伍轉(zhuǎn)型進(jìn)入問題。

2.4.1 產(chǎn)業(yè)展望

瓦斯是煤礦開采安全的主要隱患。貴州省近年來發(fā)生多起瓦斯事故，造成群死群傷，因此貴州省將2020 年定為進(jìn)一步提升瓦斯治理能力防治攻堅(jiān)年。貴州省政府先后出臺黔府發(fā)［2020］3 號文和黔府辦發(fā)［2020］6 號文，針對全省煤礦，提出全面實(shí)施“通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯地質(zhì)、瓦斯參數(shù)測定和突出危險(xiǎn)性鑒定、防突防爆炸措施、瓦斯抽采及計(jì)量、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提升”6 個(gè)瓦斯防治專項(xiàng)行動(dòng)。這里面一個(gè)核心工作就是瓦斯抽采。目前，瓦斯通過地面實(shí)施煤層氣井抽采在貴州省已經(jīng)不被認(rèn)可，投入幾百萬元實(shí)施一口煤層氣井，控制面積?。ò霃?00 m 圓形面積）、抽采效果差?，F(xiàn)在最直接現(xiàn)實(shí)的方式就是在煤礦井下掘進(jìn)工作面上直接實(shí)施順煤層鉆進(jìn)的超長鉆孔進(jìn)行瓦斯預(yù)抽采。這個(gè)技術(shù)是在煤礦掘進(jìn)巷道內(nèi)工作面上，按煤礦性質(zhì)合理布置鉆孔，使用專用井下鉆機(jī)，常用型號如ZDY6000LFD 型（鉆深能力1000 m）等等，配合定向測量儀器，進(jìn)行順煤層超長鉆孔，鉆孔完成后，使用專用的負(fù)壓瓦斯采集裝置抽采瓦斯，抽采后瓦斯可發(fā)電、民用等等。瓦斯指標(biāo)降低到安全范圍內(nèi)后，進(jìn)行煤礦開采，如此循環(huán)作業(yè)。該方式是目前煤礦開采最成熟安全的技術(shù)。

黔府發(fā)［2020］3 號文和黔府辦發(fā)［2020］6 號文兩個(gè)文件都明確提出，所有煤礦都必須實(shí)施井下掘進(jìn)工作面上順煤層鉆孔進(jìn)行瓦斯預(yù)抽采要求。原文如下：“經(jīng)論證不具備開采保護(hù)層條件的掘進(jìn)工作面必須優(yōu)先采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯，將定向長鉆孔順層預(yù)抽煤層瓦斯、具有鉆孔軌跡測量功能的大功率鉆機(jī)預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯作為主要區(qū)域防突措施”。這個(gè)大背景為貴州省鉆探單位轉(zhuǎn)型提供了新的機(jī)遇。

2.4.2 技術(shù)展望

中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司在瓦斯抽放孔鉆探領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)非常成熟，我局應(yīng)采購裝備、組建隊(duì)伍，同時(shí)結(jié)合貴州省煤系地層特點(diǎn)，摸索適合本地的鉆井技術(shù)體系。

2.5 鉆探技能人才隊(duì)伍建設(shè)

近年來，老一代鉆探工人逐步退休、地勘市場不景氣造成青年鉆探工人的培養(yǎng)滯后與流失、鉆探行業(yè)性質(zhì)艱苦對現(xiàn)在年輕人吸引力不足、鉆探工人諸多社會(huì)保障不到位等因素影響，導(dǎo)致鉆探技能人才出現(xiàn)斷檔，嚴(yán)重影響著鉆探行業(yè)的發(fā)展。2020 年貴州省重點(diǎn)礦產(chǎn)資源大精查項(xiàng)目出現(xiàn)有鉆機(jī)沒人打，有人打沒人精通，機(jī)班長配不齊，班員以民工為主，施工水平總體偏低。為解決這個(gè)問題，鉆探單位應(yīng)積極與職業(yè)技校合作，根據(jù)需求定向培養(yǎng)鉆探技術(shù)工人，畢業(yè)后保障工作，用人過程中想方設(shè)法做好傳幫帶，同時(shí)努力為他們爭取各項(xiàng)待遇，通過多種措施，重新接上鏈條，建設(shè)新一代的鉆探隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)傳承。

3 結(jié)語

（1）貴州省地礦局建局以來63 年發(fā)展歷程中，地質(zhì)找礦取得了輝煌成就。作為地質(zhì)找礦重要技術(shù)手段的鉆探工程，在小口徑巖心鉆探、大口徑深井鉆探、地下水機(jī)井鉆探、淺層地溫能鉆探等領(lǐng)域的鉆探設(shè)備、鉆具配套、鉆探工藝等均取得長足進(jìn)步，形成了適合貴州省地質(zhì)特點(diǎn)的綜合鉆探技術(shù)工藝體系。

（2）“十四五”期間以及今后一段時(shí)期，小口徑巖心鉆探重點(diǎn)考慮設(shè)備更新?lián)Q代和深孔鉆探工藝研究，大口徑深井鉆探努力向非常規(guī)天然氣和干熱巖領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，淺層地溫能鉆探加快規(guī)?；瘜I(yè)施工隊(duì)伍建設(shè)，各鉆探單位積極打造能力轉(zhuǎn)型進(jìn)入瓦斯抽放產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)貴州省地礦局鉆探行業(yè)的不斷發(fā)展。