2013年中国深度大、智能化、全液压动力头驱动是岩心钻机发展的趋势

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内容提要：智能化全液压动力头驱动式岩心钻机的研制和应用在我国仍处于起步阶段，实现全面应用全液压岩心钻机还需要一个很漫长的过程，大多数发达国家用了15-20年才全面升级换代为全液压岩心钻机。

国际上地质岩心钻机的发展经历了四个阶段：第一阶段，20世纪60年代以前的手把操作机械型钻机；第二阶段，20世纪60年代开始应用的立轴型钻机；第三阶段，20世纪70年代开始应用的全液压动力头式钻机；第四阶段，20世纪90年代中期开始研发的智能化钻机。

随着世界经济持续发展，全球矿产资源消耗量持续增长，经过几十年开采，浅层矿产资源可开采量逐渐减少，经济和社会发展对矿产资源的需求仍持续扩大，往深层勘探并开采矿产资源是一种必然趋势。目前，国外许多大型矿山探采深度都超过1,000米，如南非巴伯顿金矿3,800米，澳大利亚芒特艾萨多金属矿2,600米，并在3,000米深度又发现储量大于300万吨的富铜矿床。其他国家如加拿大探采深度可达2,000米，美国探采深度可达3,000米，印度探采深度可达3,500米。

2008年国土资源部发布《关于促进深部找矿工作指导意见》，明确我国深部找矿工作的战略目标，开展主要成矿区带地下500米至2,000米的深部资源潜力评价，重要固体矿产工业矿体勘查深度推进到1,500米。据统计，目前我国大多数金属矿山探采深度局限于地表以下500米以内，埋深超过500米以下的矿床，由于钻探设备、开采技术条件和开采成本的限制，还未进行普遍的调查评价，但最新的成矿理论研究和深部定位预测验证结果均表明，地下500-1,500米深度见矿范例众多，表明我国大陆深部蕴藏着潜力巨大的矿产资源，第二找矿空间潜力巨大。

由上述国内外金属矿探采深度现状和我国地质找矿的战略目标可预测，我国地质勘探工作必将向地下深部发展，钻探深度大将是未来岩心钻机发展的客观要求和发展趋势。同时，随着我国液压技术的发展成熟，以及地质勘查越来越复杂的客观要求，智能化、全液压动力头驱动式岩心钻机因其具有的一系列优点，也将成为未来岩心钻机发展的趋势。

智能化岩心钻机，可以实现钻探环境传感控制，提高钻探作业自动化程度。智能化钻机通过计算机数据采集和自动控制系统，实现钻压、转速、泵量、泵压、钻速等主要钻进参数自动收集和检测，实现钻压、转速、泵流量等精确自动调控，实现恒压钻进和恒速钻进等优化钻进，自动判别断钻、断水、烧钻、卡钻和钻头抛光等主要异常工况，提高钻机的自动化程度，实现钻进过程智能化的目标。

全液压动力头驱动式岩心钻机具有钻探效率高、人工操作劳动强度低、适宜实现多种钻探工艺等优点。目前，国外发达国家已经普遍将全液压岩心钻机运用于矿产勘查工作，成为发达国家地质勘探的主流钻机，世界领先的岩心钻机生产厂商的市场宣传中已经很少看到机械立轴式岩心钻机，转而以全液压动力头驱动式岩心钻机为主。国外大量使用的全液压动力头式岩心钻机，钻进能力从100米至3,000米不等，自动化程度高，部分产品实现了智能化。

智能化全液压动力头驱动式岩心钻机的研制和应用在我国仍处于起步阶段，实现全面应用全液压岩心钻机还需要一个很漫长的过程，大多数发达国家用了15-20年才全面升级换代为全液压岩心钻机。国内智能化全液压岩心钻机的研制，目前尚处于起步阶段，设备配套简单，钻进工艺单一，大多属于仿制国外中档产品，只有极少数厂家能够形成批量生产能力，绝大多数生产企业缺乏新产品研发能力。2007年科技部把“2,000米地质岩心钻探关键技术与设备”列入863计划，但目前我国岩心钻探设备更新换代速度缓慢，绝大部分都是二十世纪八十年代之前研制的产品，广泛运用的地质岩心钻机仍停留在第二代产品，即机械立轴式岩心钻机。随着地质勘探行业复苏，部分地质勘探单位已经开始使用全液压岩心钻机，国内全液压岩心钻机的市场需求正在逐步形成并稳定增长。