摘要：地質(zhì)勘查行業(yè)鉆探裝備發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)形成系列化，專業(yè)化。發(fā)展的比較快。縮短了與國(guó)外同行業(yè)的差距。就國(guó)內(nèi)地質(zhì)勘查現(xiàn)在的鉆探設(shè)備，鉆機(jī)的功能還比較單一；操作不便；搬運(yùn)困難；勞動(dòng)強(qiáng)度大。鉆桿、取芯鉆具、鉆頭等雖已系列化，但由于國(guó)產(chǎn)材料，材質(zhì)和加工工藝存在問(wèn)題，給鉆探提高效率、降低成本；以及中深、深孔鉆探，造成比較嚴(yán)重的制約；進(jìn)而影響鉆探效率和鉆探成本。
　　關(guān)鍵詞：多功能鉆探設(shè)備；組合鉆桿鉆具鉆頭；國(guó)產(chǎn)材料材質(zhì)；加工工藝
　　一、地質(zhì)勘查鉆探裝備目前存在的問(wèn)題
　　目前，地質(zhì)勘查鉆探裝備存在的問(wèn)題，尤其是地質(zhì)勘探鉆機(jī)，發(fā)展到今天，已經(jīng)系列化，專業(yè)化。但是，地質(zhì)勘探鉆機(jī)的功能還比較單一；操作不便；搬運(yùn)困難；勞動(dòng)強(qiáng)度大。配套裝備有機(jī)組合性差。例如：我國(guó)現(xiàn)有的淺孔取樣鉆機(jī)（鉆進(jìn)深度小于100米）；SH30型取樣鉆機(jī)系列（沖擊鉆進(jìn)）；XY型立軸式液壓給進(jìn)取樣鉆機(jī)系列（回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)）；車載取樣鉆機(jī)系列（回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)）等，它們共同的特點(diǎn)是鉆進(jìn)功能單一。不能滿足不同地層的鉆進(jìn)技術(shù)要求和地質(zhì)技術(shù)要求。
　　在工程地質(zhì)勘察鉆探中，所鉆探的地層大多數(shù)為第四系地層（Q4）；粘土層；砂礫層；全風(fēng)化—強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖地層，部分硬質(zhì)巖地層。第四系地層到軟質(zhì)巖，一般可采用沖擊鉆進(jìn)。硬質(zhì)巖地層，采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在實(shí)際勘查鉆探中，所鉆地層第四系、軟質(zhì)巖、硬質(zhì)巖都有。沖擊鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)都得用，無(wú)論長(zhǎng)途運(yùn)輸，還是鉆探施工現(xiàn)場(chǎng)，都要準(zhǔn)備多種運(yùn)載工具。給取樣鉆探施工帶來(lái)諸多不便。成本較高，浪費(fèi)人力物力。
　　在礦產(chǎn)地質(zhì)鉆探中，尤其在固體礦產(chǎn)鉆探，鉆探設(shè)備發(fā)展到今天，也存在鉆探設(shè)備功能單一；不能適應(yīng)各種地層。鉆探設(shè)備和運(yùn)載工具分離，運(yùn)載鉆探裝備，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在臺(tái)時(shí)利用率中，占有比例較高。
　　進(jìn)入二十一世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日新月異。特別是我國(guó)，與國(guó)外同行業(yè)的差距在縮小。地質(zhì)勘探鉆機(jī)已向多功能、全液壓、自動(dòng)化、相關(guān)裝備有機(jī)組合方向發(fā)展。針對(duì)地質(zhì)勘探不同領(lǐng)域的需求，研制出適合不同領(lǐng)域的多功能、全液壓、自動(dòng)化系列地質(zhì)勘探鉆機(jī)。
　　二、現(xiàn)有地質(zhì)勘查鉆探裝備存在的問(wèn)題與改進(jìn)
　�。ㄒ唬┑刭|(zhì)鉆探鉆機(jī)功能的改進(jìn)
　　現(xiàn)有工程地質(zhì)鉆探設(shè)備，100米以內(nèi)淺孔取樣鉆機(jī)，沖擊鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)功能是分開(kāi)的，是兩種型號(hào)的鉆機(jī)。如果把這兩種鉆進(jìn)功能組合在一種型號(hào)鉆機(jī)上，不但減少設(shè)備的投入，還可滿足各類地層的需要。取樣質(zhì)量好，滿足地質(zhì)需要；提高鉆探效率，降低鉆探成本。將SH30—2型鉆機(jī)的沖擊功能，設(shè)計(jì)組裝在XY—1型鉆機(jī)上；既可沖擊，又可回轉(zhuǎn)，可成倍地提高在第四紀(jì)(Q4)地層鉆進(jìn)效率和取樣質(zhì)量。因第四紀(jì)地層（Q4）是比較復(fù)雜的，單一的沖擊或者回轉(zhuǎn)，往往鉆探效果不理想。鉆孔質(zhì)量低；取樣質(zhì)量差；鉆探效率低。成本高。在實(shí)際鉆探取樣中，經(jīng)常出現(xiàn)孔內(nèi)事故，同時(shí)具備沖擊、回轉(zhuǎn)功能，對(duì)處理孔內(nèi)事故效果好；縮短處理事故時(shí)間。在某勘查項(xiàng)目中，使用了經(jīng)過(guò)改裝的兼有沖擊、回轉(zhuǎn)功能的改進(jìn)型XY—1（G）型取樣鉆機(jī)，第四紀(jì)（Q4）地層比較復(fù)雜，層厚達(dá)78米多。鉆進(jìn)效率較高；取樣質(zhì)量好；降低了鉆探成本。同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。建議生產(chǎn)廠家（目前還沒(méi)有生產(chǎn)廠家改進(jìn)生產(chǎn)這種多功能鉆機(jī)），設(shè)計(jì)改進(jìn)XY—1型鉆機(jī)，滿足用戶和地質(zhì)鉆探需要。
　　（二）運(yùn)輸工具的改進(jìn)
　　在鉆探施工場(chǎng)地運(yùn)輸，一直采用人力、膠輪拖拉機(jī)、履帶式拖拉機(jī)搬遷；費(fèi)時(shí)費(fèi)力。有條件的自帶。無(wú)條件的外雇。多增加了外業(yè)施工設(shè)備和外業(yè)鉆探施工成本。可以考慮將XY—1型取樣鉆機(jī)設(shè)計(jì)裝在小型履帶機(jī)上；改成自走式。既解決了鉆探施工場(chǎng)地的運(yùn)輸，又適應(yīng)各種鉆探施工環(huán)境場(chǎng)地；提高搬遷效率。XY型系列中、深孔鉆機(jī)，也可以考慮將其設(shè)計(jì)裝配在自走式中型履帶機(jī)上。
　�。ㄈ�）鉆塔的改進(jìn)
　　鉆探使用的鉆塔，相對(duì)于鉆機(jī)，是分體的。不但安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，使用、運(yùn)輸也不方便。建議設(shè)計(jì)改進(jìn)成塔、機(jī)一體；增加液壓起落；液壓調(diào)平鉆機(jī)鉆塔。節(jié)省輔助生產(chǎn)時(shí)間；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
　�。ㄋ模┤绻�能將XY型系列鉆機(jī)，設(shè)計(jì)改進(jìn)為具有沖擊、回轉(zhuǎn)功能（特別是XY---1型取樣鉆機(jī)）；塔、機(jī)一體；鉆塔液壓起落；鉆機(jī)鉆塔液壓調(diào)平。履帶式自走。將帶來(lái)一場(chǎng)地質(zhì)鉆探設(shè)備的革命；實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)、鉆塔、運(yùn)輸工具一體化。極大地提高鉆探效率，減少輔助時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
　　三、地質(zhì)勘查鉆探裝備未來(lái)發(fā)展方向
　　在我國(guó)，現(xiàn)行使用絕大部分地質(zhì)鉆探取樣鉆機(jī)，無(wú)論是淺孔鉆機(jī)，還是中、深孔鉆機(jī)，基本都是液壓立軸式鉆機(jī)。從上個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)始自行研制鉆機(jī)、并投入生產(chǎn)使用以來(lái)，使用了半個(gè)世紀(jì)。逐步形成了XU,XY等系列地質(zhì)取樣鉆機(jī)。80年代末到90年代后，對(duì)全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)近行了有益探索。研制的樣機(jī)，由于受液壓技術(shù)相對(duì)落后的限制，末能推廣使用。
　　近些年來(lái)，有些國(guó)家無(wú)論是在新設(shè)備研制上，還是在新工藝方法的應(yīng)用上，都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，國(guó)外研發(fā)的中、深孔高速動(dòng)力頭地質(zhì)取樣鉆機(jī)國(guó)家有美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)。其中阿特拉斯公司（CS系列），以及常年公司（LF系列）的地質(zhì)取樣鉆機(jī)，鉆進(jìn)能力從600m～2000m孔深，均形成了系列。計(jì)算機(jī)控制只須一個(gè)人操作的自動(dòng)化鉆機(jī)。
　　進(jìn)入21世紀(jì)，隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始研制新一代YDX系列全液壓動(dòng)力頭式取樣鉆機(jī)，并不斷推廣。我國(guó)已經(jīng)有鉆進(jìn)能力1000m的YDX—3型鉆機(jī)。所以，未來(lái)地質(zhì)鉆探設(shè)備發(fā)展方向，是向全液壓動(dòng)力頭式、計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。配套組合的塔、機(jī)、行走一體化；以適應(yīng)各種環(huán)境的鉆探施工場(chǎng)地。
　　四、鉆桿、鉆具和鉆頭存在的問(wèn)題
　　我國(guó)目前使用的各類管材，基本上國(guó)產(chǎn)的。國(guó)產(chǎn)管材始終存在著瓶頸，材質(zhì)不佳，加工工藝及加工質(zhì)量差。易折斷、脫扣、耐磨性和韌性差等一系列問(wèn)題。一直是涵待解決的難題。
　　金剛石鉆頭的研制，我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研制應(yīng)用，雖經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，金剛石鉆頭研制水平提高不大。在可鉆性Ⅷ～Ⅻ級(jí)地層鉆進(jìn)，鉆頭的平均壽命在30m～40m；平均小時(shí)效率在1.2m～1.5m/h之間水平；對(duì)各類地層適應(yīng)性較差。
　　建議有關(guān)科研和生產(chǎn)部門，在管材材質(zhì)和加工工藝上，能研制出高強(qiáng)度、耐磨性好、韌性佳；加工質(zhì)量高的管材。隨著地質(zhì)找礦的深入，鉆孔深度向深孔方向發(fā)展。從幾百米向2000米以上深度鉆探。對(duì)管材材質(zhì)和加工工藝提出了更高的要求。金剛石鉆頭的壽命和小時(shí)效率亟待提高；加快研制人造復(fù)合超硬材料；以適應(yīng)中、深孔鉆探的要求。復(fù)合材料和加工工藝，是制約地質(zhì)鉆探效率和發(fā)展的瓶頸。
　　五、組合鉆探技術(shù)研究與應(yīng)用
　　我國(guó)在鉆探工藝上的應(yīng)用于研究，門類比較齊全，研制的水平也在不斷的提高。早在上個(gè)世紀(jì)80年代，開(kāi)始了繩索取芯；液動(dòng)沖擊；孔底動(dòng)力；孔底換鉆頭方面的研究。近30年來(lái)，取得了一定的成果。但是在鉆探生產(chǎn)中，在技術(shù)上比較成熟、能普及推廣應(yīng)用的，只有繩索取芯。液動(dòng)沖擊技術(shù)---液動(dòng)潛孔錘的研制，受到結(jié)構(gòu)、性能的制約，一直也沒(méi)有在鉆探生產(chǎn)中真正的推廣使用�？椎讋�(dòng)力和孔底換鉆頭，還一直處在研制、試驗(yàn)完善中。只有在個(gè)別科研鉆探孔中應(yīng)用過(guò)；在鉆探生產(chǎn)中普及推廣應(yīng)用，還有一段距離。繩索取芯、液動(dòng)沖擊、孔底動(dòng)力、孔底換鉆頭，四位一體的組合鉆具，一直是地質(zhì)鉆探人的夢(mèng)想。30多年過(guò)去了，還沒(méi)有定型推廣使用。建議有關(guān)科研部門聯(lián)合攻關(guān)，科研成果共享；加大科研投入；爭(zhēng)取早日應(yīng)用到鉆探生產(chǎn)中。它會(huì)大幅度提高鉆探效率；降低鉆探成本。取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
　　六、結(jié)論與建議
　�。ㄒ唬└倪M(jìn)XY型系列立軸式液壓鉆機(jī)，具有沖擊、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)功能。鉆塔、鉆機(jī)、自動(dòng)行走一體化。
　　（二）我國(guó)YDX系列全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)實(shí)踐，應(yīng)在地質(zhì)鉆探中推廣使用；使我國(guó)鉆探設(shè)備盡快實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代。
　�。ㄈ�）國(guó)產(chǎn)地質(zhì)管材材質(zhì)，研制出高強(qiáng)度，耐磨性好，韌性佳等合金管材。滿足地質(zhì)鉆探需要；特別是滿足中、深鉆孔的需要。
　�。ㄋ模┭兄瞥龇�合地質(zhì)鉆探各類巖層的人造超硬復(fù)合材料；從而提高鉆頭的使用壽命和小時(shí)效率。
　�。ㄎ澹┰谖覈�(guó)自主研制的三合一組合鉆具（即：繩索取芯+液動(dòng)潛孔錘+螺桿馬達(dá)），已成功應(yīng)用在中國(guó)大陸科學(xué)鉆探孔中；可應(yīng)用推廣到鉆探生產(chǎn)中。加緊研制孔底換鉆頭，最終實(shí)現(xiàn)四位一體組合鉆具。會(huì)產(chǎn)生顯著的鉆探效益。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張金昌地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)及其在資源勘探中的應(yīng)用探礦工程2009.（8）
　　[2]王友年等繩索取芯鉆探技術(shù)新發(fā)展----三合一組合鉆具探礦工程2007.（9）