浅谈钻探机械设备现状及技术创新

【摘 要】随着国民经济的快速发展，钻探机械设备的技术创新已经成为制约该行业发展的瓶颈，文章首先就国内钻探设备及技术问题进行探讨，在此基础上对国内钻探设备的现状以及我国取得的最新成果进行了描述和分析。

【关键词】钻探设备；发展方向；技术创新

今年来，随着钻探设备技术的发展，我国的地质勘查主业建设有了较大幅度的提高，为发展地勘装备也提供了相应的契机。钻探设备发展的历史，是人类在勘探和开发地下矿藏过程中运用科学技术的进步来减小繁重的劳动，获取最高效率，最终获得更大自由的历史。这个历史进程充分表明了先进的钻探设备和先进的科学技术总是相辅相成紧密相连的。本文就国内钻探设备的发展历程和存在的问题进行了相应的分析和讨论，并对以后的继续发展和改进提出一些见解。

1、国内钻探设备及技术问题

钻探设备技术水平参差不齐，有些单位的钻探设备在国内比较先进，但在实际的工作当中并不能发挥其应有的自身的先进性能，这样就造成了一定程度上的资产闲置。从国内购置的新设备来看，两年的新设备投资也仅仅3500余万元，由于利润附加值的相对较低，资金更新技术落后的旧设备没有得到支持。从国内现有的设备状况以及资产总量来看，地勘主业的专业特征不是十分突出，目前钻探设备现状与自身应有的只能地位不相匹配，没有相应的提升地看装备资产总量尤其是先进的钻探设备的资产量。从国内钻探设备系统来看，一些单位的发展后劲不足，主业建设需要进一步的加强提高。定位也需要进一步明确，没有对未来的钻探设备发展提出一些新目标和新战略。

2、国内钻探设备的现状

在我国，钻探设备经历了40多年的发展历程，并且取得了令人瞩目的巨大成就。早期，我国的钻探设备完全是靠向国外购买、或者是仿型设计制造得来得，而今我国已成功的研制和设计出了多系列、多型号、多品种和较齐全的钻探机组，例如：岩心钻机有XY系列，TK系列和YL系列等；坑道钻机有钻石系列；水文水井钻机有SP系列等，还有许多其他的特殊用途的钻机，如螺旋钻、水平钻等。在我国钻探设备都有其各自的特点和用途，完全可以经受住生产实践对其进行的检验。从国民经济各部门所需要的钻机来看，我们是完全有能力有优势有信心研制出和设计出任何种类的钻机，因为我们已经有了一定的经验和成熟的技术支持。但是，从国外的某些现代化钻探设备技术可以看出，我国的钻探设备虽然已经摆脱了以前考国外购买防型设计的途径自行研发和设计出钻机，与国外相比我们还是存在着不小的差距，在性能方面、结构设计和加工工艺方面，以及通用化、标准化和系列化方面都存在一些差距，这些问题的出现有待于我国继续在钻探设备上进行革新和改进。

2.1我国钻探设备的发展历程

从纵向看我国钻探设备的发展大体经历了人力、半机械化和机械化三个阶段，利用机械工程技术的进步发展钻探设备从人力驱动钻探设备发展到了到半机械化钻探设备；利用液压传动技术的巨大进步我国的钻探设备则从半机械化发展到了机械化。这里我们把钻机划分为三个时代钻机，一般把半机械化的手把和手轮给进式钻机统称为第一代钻机，而把机械传动液压给进式轴式钻机统称为第二代钻机，全液压移动回转器钻机成为第三代钻机。

第一代钻机的主要部件由钻探设备的动力驱动系统、变速转动系统、升降系统、回转给进系统、冲洗液气循环系统构成。在现代钻探设备中多加了一个控制系统。随着历史的进步和科学技术的发展应用，这些钻机设备的部件系统结构由粗糙到精巧，技术由简单到复杂，性能也是不断完善。同我国早期相比，有些设备部件虽然都已面目全非，但是功能却没有减少。总的来说，随着现代科学技术的快速发展应用，我国钻探设备也不断的在革新和完善，尤其是后期产生的钻探设备整体上突飞猛进的发展，也经历了由量变到质变，由低级到高级的发展历程。

2.2我国钻探设备的最新成果

在新技术的推广应用上，我国实现了电加热蒸汽发生装置、钻井液固相系统优化设计、钢结构野营房低成本设计、振动筛优化设计与推广应用等五项新技术的推广。其中，电加热蒸汽发生装置采用电脑程序控制，相对于燃煤、燃油的锅炉更加安全、环保、节能，大大降低了劳动强度。在现场实验项目上，共完成了电控泵喷嘴测试技术的完善，解决了柴油机发电组电控喷嘴的校验问题，并完成了钻井部件综合测试装置，改善了钻井设备修理后检验手段，保证了设备修理质量。由河南地矿局第一地质环境调查院完成的“大口径深部岩盐钻探技术研究”项目顺利通过专家组的成果鉴定，新技术最深钻孔已达3286米，岩芯采取率达95%，刷新了我省深部岩盐取芯的钻探纪录。大口径深部岩盐钻探技术原理是利用合理的钻井结构设计和匹配的钻探设备，通过特制泥浆及取芯技术把地下深部的岩芯连续、完整地取出，为研究地下矿产提供最直接最真实的物证。该成果所总结的深部岩盐钻探新工艺和新技术在岩盐钻井深度方面具有创新性，具有广泛的推广价值，达到同类研究国内先进水平。

上海交通大学水下工程研究所研制的世界上第一台深海水下导向攻泥器“深鳗I”首次成功应用在珠江口“三航砂桩8”号沉船打捞工程中，标志着我国海上救助打捞技术跨上了一个新台阶，打捞作业效率已处于国际领先水平。“水下导向攻泥器”又称“深海水平定向钻进系统”，主要用于海上大型沉船、沉物打捞。通过遥控定向钻进装置，“水下导向攻泥器”穿越沉船、沉物下的海底，达到穿引打捞钢缆的目的。上海交大研制的“深鳗I”采用了国际上最先进的连续管钻进、惯性导航定位和末端液控换向等技术，实现了自主设计、研制和集成，90%以上的关键设备实现了国产化。该系统拥有完备的水下监控系统，完全可通过水面遥控完成作业，可实现最大水深200米、最大钻进距离100米的海底水平定向穿越，是目前国际上最先进的深海打捞系统。

3、结束语

在这个充满竞争的国家化环境下，国外的一些钻探设备厂家和生产部门提出了更多的新目标和新战略。这不仅是其他国家面临的问题，更是我国要迎接的挑战，我们也只有对钻探设备的发展前景做一些预测提出自己的方案战略，才能在钻探设备上立于优胜地位。例如：克芮留斯公司提出的未来钻探设备要向轻便化、大能力和自动化方向发展；斯文德森在回顾了30年的岩心钻探工艺的发展后提出了钻探设备要重点考虑的是如何提高升降钻具的速度，自动卡盘、长给进和拧卸工具的行程。

参考文献

[1]刘跃进.岩心钻探设备的现状与发展[J].探矿工程，2011（1）.

[2]黄振群.试谈我国钻探设备的发展方向[J].地球科学，2012（1）.

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