摘要：钻探设备属于资源开发应用中必不可少的部分，文章以钻研设备为着手点，介绍了钻探设备的基本现况，详细阐述了改进钻探设备基本现状的有效途径，最后分析了钻探设施的革新以及开发应用。
关键词：钻探设备；技术革新；运用分析
近几年，随着经济的增长，尤其是随着改革开放步伐的加快，中国在石油钻探方面取得了非常显著的效果。石油钻探设施是开展石油钻探的核心，为此，怎样进行钻探设施的技术革新就显得特别关键。尽管中国在石油钻探设施的研制与创新方面已有明显的进步，但针对当前能源紧缺以及需求加大的趋势下，有必要把钻探设施的技术革新以及研发应用置于非常关键的位置。唯有如此，方可保障中国在能源方面可以进一步获得发展及进步。
1、国内钻探设施与技术问题
钻探机器科技水平不尽相同，部分机构的钻探设施在国内较为先进，但在具体工作中并无法发挥出其该有的先进性，如此就引起严重的资产闲置。就国内采购的新设施来讲，2年的新机械投资也只有3500余万元，因为利润附加值比较低，经费更新科技滞后的老设备未获得支撑。就国内现存的设备情况和资产总量来说，地勘单位的专业特点不是非常明显，当前钻探设施现状和本身该有的职能地位不符合，未有效提高钻探设施资产总量，特别是科学的钻探机械产量。由国内钻探机械系统来说，部分企业的发展后劲较差，业主发展需要进一步优化。定位也应当逐步明确，未对今后的钻探机械发展制定出有效的新目标与新战略。
2、钻探设施与技术的基本现状
一般情况下，钻探设施主要用来开发应用土地资源和矿产资源。针对土地资源挖掘应用来说，部分土地资源挖掘条件比较恶劣，要求利用钻探机械设施；因为当前国内的浅表层矿产资源几乎全被开采应用，为迎合社会经济的要求，需要开发深层矿产资源，但是钻探设施属于唯一一种能够由深层地下取样的有效途径，为保证钻探工作顺利开展，并保证深层资源能够被成功开采，对钻探设施自身提出了较高的要求。
在国内，钻探设施历经了四十多年的历程，而且获得了显著的成效。早期，国内的钻探设施都是依靠国外进口、亦或是仿造获得，现今，中国已经研制与设计出了很多系列、大量型号、多品种与较完整的钻探设备，比如：岩心钻具包括XY系列、TK类型与YL类型等；坑道钻具包括钻石类型；水文水井钻具有SP类型等，还包括很多其他独特用途的钻具，像螺旋钻、水平钻等。国内的钻探设备均由一定的特征及用途，完全能够经受得住生产活动对其的考验。从社会经济各组织所要求的钻机来说，中国是完全有实力、有优势、有自信研发与设计出诸多类型的钻具，由于我国已得到了丰富的经验及成熟的科技支撑。但是，就国内的部分现代化钻探机械能够发现，国内的钻探机械尽管已经克服了原来靠国外进口仿型规划的渠道自行开发与规划出钻具，与国外比较我国还存在很大差距，在性能上、结构规划以及生产工艺上，与通用化、规范化以及系列化上均存在明显差别，这类问题的产生需要我国深入革新与改进钻探机械。
3、促进钻探设施与技术革新的对策
钻探设施与技术的进步直接影响着国家能源的安全以及稳定。在钻探找到资源后，就要求利用设备与技术跟进，从而进行全套的能源开发工作。下文将对国内钻探设备与技术的基本现状进行简单分析，为今后的发展指明道路。
3.1设备与技术发展逐渐优化
现代化社会的进步少不了矿产资源的支撑，伴随全球经济一体化趋势的逐渐深入，生产制造领域对能源的需求量不断增加，世界各国都产生了不同程度的能源及资源短缺现状。中国是发展十分迅速的国家，其对能源的要求不断加大，由此中国早就着手开发能源勘探技术，目前已初步得到各种矿产资源的整体开发应用，而且开发环节所使用的设备与技术也在逐渐完善提升。
3.2采用多种设施，提升钻探技术
因为收到原来技术的制约，在原来的矿产资源开发应用过程，只是开发表层资源，对于深层的地下能源缺少开发水平，从而造成表层资源挖掘殆尽，当前在开采阶段通常均是地下很深的能源，这一过程就要求集合各专业理论，支持钻探项目的正常开展。采用多种设施来辅助钻探工作，有利于保障项目质量，提升生产安全性。
3.3应用高新科技，改善钻探设施
在资源开发中，所采用的钻探设施在技术含量上通常偏低，在硬性钻探、严峻地质条件下，通常会造成钻探设施出现损坏，阻碍着能源开发的正常进行，还引起了巨大的经济亏损。当前，将钻探设备和科技相统一的实例十分常见，逐渐多质量好、性能佳的钻探设施被开发利用，初步获得了显著的使用成效，比如钻探设施方面的核心设备已从第二代液压立轴式岩心钻具转变为第三代全液压动头岩心钻具[1]。而且，也要完善钻探设施内部的其他部件，提升设施综合性能，使之更适用在恶劣地质环境下。在优化钻探设施上，中国的发展相对于那些发达国家而言略显不足，所以还需向那些发达国家学习，引入高新科技融合钻探设施，更好用在能源开发当中。
3.4革新钻探技术
若想转变钻探设备的基本现状，只是优化钻探设施以提升应用性能是无法满足要求的，还应当重视钻探技术的革新。国内的钻探技术性能较低是造成钻探设施出现目前基本现状的重要原因，钻探技术性能偏低，加快了钻探设施的报废时间，极大威胁到钻探设施的更好发展[2]。开发并大力推进新兴技术用于钻探设施内非常重要，纵观钻探科技的发展历史，从最初的金刚石绳索取芯法，至反循环持续取芯抽样，钻探设施历经诸多的研发科技优化工作，所有的心得科技的使用均是设施的革命性革新及进步。中国自改革开放之后，持续在钻探设备方面取得成效，空气泡沫钻探科技的使用便是充满中国特色的科技研发革新与运用的典型实例。科技的研发属于一个较为艰苦的阶段，技术的推行使用也存在一定的困难，国内的经济发展失衡，东部发展迅速，中西部则比较缓慢，如此就给技术的全面传递造成了阻碍，针对该种现象，国家大力支持以得到技术平衡，社会经济增长的平衡。企业针对设备技术的探究也应引起高度重视，研发出专属的新型科技设施，以增强企业的竞争水平。在实际发展中应用技术，并研制创新科技，以迎合新经济发展趋势。开挖深层资源时，就需要对钻探设施的性能与技术参数有个详细掌握，便于结合实际状况，调整钻探机种与钻探机的类别，而且要根据目前新型的工艺方法，有效融合技术、工艺、设备，并制定行之有效的生产计划。
3.5针对机械设施做好养护措施
钻探设施提前报废不仅受到设施自身性能不好、钻探科技水平较低等原因的限制，还遭到设备维护工作的影响。加强设施的维修与养护措施，既能够促使钻探设备起到最大功能，还能够延伸钻探设施的寿命期限，在很大程度上提升了钻探设施的使用率。在资源开发中，要对于这类钻探设施进行常规养护，定时检测维护设施。在钻探设施的维护过程，应有一套行之有效的制度保证，组织相关技术科技人员一对一分组绑定检查钻探设施，进行维修与养护[3]。针对找到的问题制定方案并分析处理。安排人力及物力贯彻执行研究计划。发现的不足应立即处理，不存在安全隐患，与拖延和忽视等情况，定时检修维护所有钻探设备，加强防范，提前处理问题。
3.6注重科技开发
科技开发是实现机械更新换代的重要前提，唯有加强科技开发力度，方可实现迅速赶超。加强科技开发力度，首先应与社会方面的高校协作，目前中国大学的开发水平始终处在很高的状态，企业和高校协作，实现校企联动方可加强科技研发力度。基于政策支持，国内开发出了深孔繁琐地层绳索取芯钻杆，其基本技术参数见表1。
表1深孔繁琐地层绳索取芯钻杆
3.7培育专业化人才
人才属于所有行业经营的基础条件，还是创新的前提。不管是先进设施的研发生产，或者创新技术的研发，均少不了人的人家。唯有注重人才培育，提升技术人才的综合研究素质及设备开发经验，方可顺利进行钻探设施与技术的革新工作。
所以，在设备创新开发与技术革新的基础上，要重视人才素质的提高，需要人员具有先进技术水平，还有良好的创新水平。在设备开发中应具有理论结合实际的水平，明确掌握施工中面临的问题，方可在新设备的开发中防止这类问题的出现。
4、钻探新科技在矿产勘查方面的应用实例
（1）钻探技术运用逐渐专业化。其专业化包括两种表现形式：①在矿种上更为专业化，像膨润土矿探测、硅藻土探测、铝土矿探测、砂矿探测、高岭土矿探测等等。②在施工领域更为专业化，像卵砾层探测、黄土区域探测、水上探测、污染区域探测、河谷区探测、冻土层探测等[4]。近几年，国家加强投资力度更倾向于地质找矿勘测，尤其是强化铁矿、煤炭的钻探，很多新科技的使用也逐渐在这两大方面得以实践，像在煤炭勘察上，已有大量勘察单位利用MRD钻探科技，其能够取芯，并在坚硬岩石中定向运行，先垂直朝下，再水平钻入，根据需求轨迹运作。简单的讲，若有一个提前钻好的孔，其能够摸至那一孔位。该种技术也在石油与天然气勘探方面获得广泛应用，由此得知，其专业化于矿产勘查方面的作用日益显著。
（2）在西部许多区域有干旱缺水、地层破碎漏失等地质特征，钻探过程若根据以往的方法采取水用作循环液，则施工阶段需要配置专业的供水车，并且需到较远的地区拉水，如此一来成本会增加[5]。供水的成本占总成本开支的好几倍，就算同期选择了节水钻探科技，由于供水引起的成本现状依然难以改善。这种极端缺水区域钻探的问题，直至研制了空气组合新式钻探发才算获得处理，其是非传统节水钻探模式的革新突破，合理使用空气的特征，以空气和仅耗损少量水的泡沫液用作循环介质，将目前科学有效的空气钻入和绳索取心钻探科技有效统一，钻探效率会比水钻的工作效率高出60-100%，成本会下降至30-50%。所以，新科技运用所创造的经济利益十分可观。
（3）在诸多胶结疏松、振动易碎的地质条件下，长期以来取芯率较低，约为10-30%，以往钻具所获得的“岩心”，仅有几个砾石，疏松胶结物都被冲蚀、磨损，通常令地层被误判，顶层与下层部位被颠倒。这类现象长期困扰着钻探方面的科技人员，直至研发出渗流式双管钻具之后才获得处理[6]。该技术的使用，不仅大幅度提升了钻探取芯率，并且可以有效维持地层原始的结构。以射流式取芯工具获得的岩心是柱状，采用率超过90%，地质信息被全部采集上来。常年的实践经验表明，该项技术在这种区域钻探运用具有显著作用。
（4）采用节水技术能够适用诸多区域钻探需求。水在钻探项目中有很高的地位，其能够减小机械温度，进而保障能够长期应用，大幅度提升了钻机的运行效率，若缺少水，则项目难以正常开展。因此水的应用就成为钻探项目的重要问题，其经常制约着钻机的应用，特别是在中国西北区域，降雨量较少，有许多干旱的区域，对其而言水资源十分珍贵，但是若利用水循环技术则必定要采用专门的运水车，此时的节水技术就非常适用了，其能够大幅度下降施工费用。
5、结束语
总之，文章分析了钻探设施与技术革新的基本现况，从钻探设施与技术的实际情况来说，中国面临着巨大的能源危机，重要能源产品均是从国外进口，另外国内钻探设施与技术发展相较于国外显得较为落后，尽管在多年的努力中，重要设备与技术均有较大的发展，但从整体上来看，依旧存在诸多问题。
在设施与技术的发展方面，采用多种先进科技提升自身的项目水平，是十分好的立足点，在新设施的革新开发上，应提升设施的革新开发力度，在软硬件方面，实现和发达国家同样的水平，在新科技上要保证新科技完全符合新设施的应用需求，加强科技开发力度，与高校协作，增加资金投入，以提升钻探项目的综合水平。
参考文献
[1]靳业东.钻探设备及技术创新应用的现实意义[J].科技风,2019(08): 117.
[2]梅磊.钻探设备及技术创新应用的现实意义[J].世界有色金属,2018 (13):144+146.
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[4]戚波.小秦岭金矿田复杂地层深孔找矿钻探技术研究[D].吉林大学,2017.
[5]王坤,杨青松.页岩气钻探设备技术的创新和应用分析[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(07):118-119.
[6]朱清.浅谈钻探机械设备现状及技术创新[J].黑龙江科技信息,2015 (29):41.
论文作者:姚海平,邓祖林,裴生丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
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