摘要：地質勘查行業鉆探裝備發展到現在，已經形成系列化，專業化。發展的比較快。縮短了與國外同行業的差距。就國內地質勘查現在的鉆探設備，鉆機的功能還比較單一；操作不便；搬運困難；勞動強度大。鉆桿、取芯鉆具、鉆頭等雖已系列化，但由于國產材料，材質和加工工藝存在問題，給鉆探提高效率、降低成本；以及中深、深孔鉆探，造成比較嚴重的制約；進而影響鉆探效率和鉆探成本。
　　關鍵詞：多功能鉆探設備；組合鉆桿鉆具鉆頭；國產材料材質；加工工藝
　　一、地質勘查鉆探裝備目前存在的問題
　　目前，地質勘查鉆探裝備存在的問題，尤其是地質勘探鉆機，發展到今天，已經系列化，專業化。但是，地質勘探鉆機的功能還比較單一；操作不便；搬運困難；勞動強度大。配套裝備有機組合性差。例如：我國現有的淺孔取樣鉆機（鉆進深度小于100米）；SH30型取樣鉆機系列（沖擊鉆進）；XY型立軸式液壓給進取樣鉆機系列（回轉鉆進）；車載取樣鉆機系列（回轉鉆進）等，它們共同的特點是鉆進功能單一。不能滿足不同地層的鉆進技術要求和地質技術要求。
　　在工程地質勘察鉆探中，所鉆探的地層大多數為第四系地層（Q4）；粘土層；砂礫層；全風化—強風化軟質巖地層，部分硬質巖地層。第四系地層到軟質巖，一般可采用沖擊鉆進。硬質巖地層，采用回轉鉆進。在實際勘查鉆探中，所鉆地層第四系、軟質巖、硬質巖都有。沖擊鉆機和回轉鉆機都得用，無論長途運輸，還是鉆探施工現場，都要準備多種運載工具。給取樣鉆探施工帶來諸多不便。成本較高，浪費人力物力。
　　在礦產地質鉆探中，尤其在固體礦產鉆探，鉆探設備發展到今天，也存在鉆探設備功能單一；不能適應各種地層。鉆探設備和運載工具分離，運載鉆探裝備，費時費力，在臺時利用率中，占有比例較高。
　　進入二十一世紀，科學技術的發展，日新月異。特別是我國，與國外同行業的差距在縮小。地質勘探鉆機已向多功能、全液壓、自動化、相關裝備有機組合方向發展。針對地質勘探不同領域的需求，研制出適合不同領域的多功能、全液壓、自動化系列地質勘探鉆機。
　　二、現有地質勘查鉆探裝備存在的問題與改進
　　（一）地質鉆探鉆機功能的改進
　　現有工程地質鉆探設備，100米以內淺孔取樣鉆機，沖擊鉆進和回轉鉆進功能是分開的，是兩種型號的鉆機。如果把這兩種鉆進功能組合在一種型號鉆機上，不但減少設備的投入，還可滿足各類地層的需要。取樣質量好，滿足地質需要；提高鉆探效率，降低鉆探成本。將SH30—2型鉆機的沖擊功能，設計組裝在XY—1型鉆機上；既可沖擊，又可回轉，可成倍地提高在第四紀(Q4)地層鉆進效率和取樣質量。因第四紀地層（Q4）是比較復雜的，單一的沖擊或者回轉，往往鉆探效果不理想。鉆孔質量低；取樣質量差；鉆探效率低。成本高。在實際鉆探取樣中，經常出現孔內事故，同時具備沖擊、回轉功能，對處理孔內事故效果好；縮短處理事故時間。在某勘查項目中，使用了經過改裝的兼有沖擊、回轉功能的改進型XY—1（G）型取樣鉆機，第四紀（Q4）地層比較復雜，層厚達78米多。鉆進效率較高；取樣質量好；降低了鉆探成本。同時也減輕了工人的勞動強度。建議生產廠家（目前還沒有生產廠家改進生產這種多功能鉆機），設計改進XY—1型鉆機，滿足用戶和地質鉆探需要。
　　（二）運輸工具的改進
　　在鉆探施工場地運輸，一直采用人力、膠輪拖拉機、履帶式拖拉機搬遷；費時費力。有條件的自帶。無條件的外雇。多增加了外業施工設備和外業鉆探施工成本。可以考慮將XY—1型取樣鉆機設計裝在小型履帶機上；改成自走式。既解決了鉆探施工場地的運輸，又適應各種鉆探施工環境場地；提高搬遷效率。XY型系列中、深孔鉆機，也可以考慮將其設計裝配在自走式中型履帶機上。
　　（三）鉆塔的改進
　　鉆探使用的鉆塔，相對于鉆機，是分體的。不但安裝費時費力，使用、運輸也不方便。建議設計改進成塔、機一體；增加液壓起落；液壓調平鉆機鉆塔。節省輔助生產時間；減輕勞動強度。
　　（四）如果能將XY型系列鉆機，設計改進為具有沖擊、回轉功能（特別是XY---1型取樣鉆機）；塔、機一體；鉆塔液壓起落；鉆機鉆塔液壓調平。履帶式自走。將帶來一場地質鉆探設備的革命；實現鉆機、鉆塔、運輸工具一體化。極大地提高鉆探效率，減少輔助時間，減輕勞動強度。
　　三、地質勘查鉆探裝備未來發展方向
　　在我國，現行使用絕大部分地質鉆探取樣鉆機，無論是淺孔鉆機，還是中、深孔鉆機，基本都是液壓立軸式鉆機。從上個世紀60年代開始自行研制鉆機、并投入生產使用以來，使用了半個世紀。逐步形成了XU,XY等系列地質取樣鉆機。80年代末到90年代后，對全液壓動力頭式鉆機近行了有益探索。研制的樣機，由于受液壓技術相對落后的限制，末能推廣使用。
　　近些年來，有些國家無論是在新設備研制上，還是在新工藝方法的應用上，都有了長足的發展。目前，國外研發的中、深孔高速動力頭地質取樣鉆機國家有美國、加拿大、澳大利亞等國。其中阿特拉斯公司（CS系列），以及常年公司（LF系列）的地質取樣鉆機，鉆進能力從600m～2000m孔深，均形成了系列。計算機控制只須一個人操作的自動化鉆機。
　　進入21世紀，隨著液壓技術的發展，我國開始研制新一代YDX系列全液壓動力頭式取樣鉆機，并不斷推廣。我國已經有鉆進能力1000m的YDX—3型鉆機。所以，未來地質鉆探設備發展方向，是向全液壓動力頭式、計算機控制方向發展。配套組合的塔、機、行走一體化；以適應各種環境的鉆探施工場地。
　　四、鉆桿、鉆具和鉆頭存在的問題
　　我國目前使用的各類管材，基本上國產的。國產管材始終存在著瓶頸，材質不佳，加工工藝及加工質量差。易折斷、脫扣、耐磨性和韌性差等一系列問題。一直是涵待解決的難題。
　　金剛石鉆頭的研制，我國從20世紀60年代開始研制應用，雖經過半個世紀的發展，金剛石鉆頭研制水平提高不大。在可鉆性Ⅷ～Ⅻ級地層鉆進，鉆頭的平均壽命在30m～40m；平均小時效率在1.2m～1.5m/h之間水平；對各類地層適應性較差。
　　建議有關科研和生產部門，在管材材質和加工工藝上，能研制出高強度、耐磨性好、韌性佳；加工質量高的管材。隨著地質找礦的深入，鉆孔深度向深孔方向發展。從幾百米向2000米以上深度鉆探。對管材材質和加工工藝提出了更高的要求。金剛石鉆頭的壽命和小時效率亟待提高；加快研制人造復合超硬材料；以適應中、深孔鉆探的要求。復合材料和加工工藝，是制約地質鉆探效率和發展的瓶頸。
　　五、組合鉆探技術研究與應用
　　我國在鉆探工藝上的應用于研究，門類比較齊全，研制的水平也在不斷的提高。早在上個世紀80年代，開始了繩索取芯；液動沖擊；孔底動力；孔底換鉆頭方面的研究。近30年來，取得了一定的成果。但是在鉆探生產中，在技術上比較成熟、能普及推廣應用的，只有繩索取芯。液動沖擊技術---液動潛孔錘的研制，受到結構、性能的制約，一直也沒有在鉆探生產中真正的推廣使用。孔底動力和孔底換鉆頭，還一直處在研制、試驗完善中。只有在個別科研鉆探孔中應用過；在鉆探生產中普及推廣應用，還有一段距離。繩索取芯、液動沖擊、孔底動力、孔底換鉆頭，四位一體的組合鉆具，一直是地質鉆探人的夢想。30多年過去了，還沒有定型推廣使用。建議有關科研部門聯合攻關，科研成果共享；加大科研投入；爭取早日應用到鉆探生產中。它會大幅度提高鉆探效率；降低鉆探成本。取得顯著的經濟效益。
　　六、結論與建議
　　（一）改進XY型系列立軸式液壓鉆機，具有沖擊、回轉鉆進功能。鉆塔、鉆機、自動行走一體化。
　　（二）我國YDX系列全液壓動力頭式鉆機已經應用到了生產實踐，應在地質鉆探中推廣使用；使我國鉆探設備盡快實現升級換代。
　　（三）國產地質管材材質，研制出高強度，耐磨性好，韌性佳等合金管材。滿足地質鉆探需要；特別是滿足中、深鉆孔的需要。
　　（四）研制出符合地質鉆探各類巖層的人造超硬復合材料；從而提高鉆頭的使用壽命和小時效率。
　　（五）在我國自主研制的三合一組合鉆具（即：繩索取芯+液動潛孔錘+螺桿馬達），已成功應用在中國大陸科學鉆探孔中；可應用推廣到鉆探生產中。加緊研制孔底換鉆頭，最終實現四位一體組合鉆具。會產生顯著的鉆探效益。
　　參考文獻：
　　[1]張金昌地質巖心鉆探技術及其在資源勘探中的應用探礦工程2009.（8）
　　[2]王友年等繩索取芯鉆探技術新發展----三合一組合鉆具探礦工程2007.（9）